Устройство для опробования пластов в процессе бурения

-исследовательукторскийисследоваГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научноский и проектно-констринститут геофизическихний геологоразведочных скважин(56) Авторское свидетельство СССРУ 825890, кл. Е 21 В 49/00, 1979,Авторское свидетельство СССРУ 696151, кл. Е 21 В 49/00, 1974. ЯО 1216335 А(54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОБОВАНИЯПЛАСТОВ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включающее спускаемый на колонне труб буровой снаряд с пакерным узлом ипробоотборной камерой, выполненнойс воэможностью сообщения с исследуемым пластом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениянадежности работы на больших глубинах, оно снабжено депрессионной камерой под атмосферным давлением,размещенной над пробоотборной камерой, причем обе камеры выполнены свозможностью сообщения между собойчерез полость колонны труб при отборе пробы,1Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно в опробованию пластов в 4 процессе бурения.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства на больших глубинах.На чертеже показано устройство для опробования пластов в процессе бурения.Устройство содержит герметичную депрессионную камеру 1 под атмосферным давлением, образованную секциями колонны труб 2 и циркуляционной трубой 3, расположенных над колонной труб 4 на определенном расстоянии от пробоотборника 5. При этом депрессионная камера установленаот пробоотборника 5 и устья скважинына расстоянии, обеспечивающем предотвращение смятия колонны труб под депрессионной камерой при сообщении последней с полостью колонны труб в процессе опробования пласта. Объем1216335 5 10 15 20 1Золотник 18, прижатый пружиной19, и втулка 20 внутри переходника21 обеспечивают герметизацию депрессионной камеры 1 и циркуляцию промывочной жидкости в процессе спускаинструмента и при бурении скважины,Для заполнения колонны труб промывочной жидкостью при спуске инструмента, а также слива жидкостипри подъеме инструмента через каналД внутри втулки 22 предусмотрен дифференциальный поршень 23 с пружиной24 и камера 25, постоянно сообщеннаячерез канал Е с эатрубйым пространством,На втулке 22 и внутри переходника26 предусмотрены шлицы 27 и 28 дляпередачи крутящего момента на нижнюю часть колонны труб. К нижнемуконцу пакерного узла 7 присоединяется турбобур или труба 29 с навернутым долотом 30.Пробоотборная камера 5 и втулка22 снабжены в нижней части толкате депрессионной камеры 1 равен или больше объема пробоотборника 5,Для обеспечения заполнения пробоотборника промывочной жидкостью при его спуске в скважину, циркуляции через него промывочной жидкости в процессе бурения, а также герметизации отобранной пробыпри подъеме инструмента пробоотборник 5 выполнен с возможностью осевого перемещения по отношению к колонне труб 4 и штоку 6 пакерного узла 7, а концевые части пробоотборника 5 снабжены верхним 8 и нижним 9 поршнями, подпружиненными соответственно с помощью пружин 10 и 11. Цилиндры поршней 8 и 9 сообщены через канал А и Б с затрубным пространством. Между корпусом 12 и полым штоком 6 пакерного узла образована буферная камера 13, служащая для удержания корпуса 12 от перемещения вниз относительно штока и преждевременного сжатия резинового элемента 14 в процессе "бурения. Шпицы внутри камеры 13 служат для передачи крутящего момента в процессе бурения.Для изоляции каналов В и Г при спуске инструмента и их сообщения при отборе проб над депрессионной камерой 1 внутри переходника 15 предусмотрено седло 16, которое закреплено к переходнику срезной шпилькой 7, 45 50 55 онную трубу 3, канал И, трубу 4, далее перемещая поршни 8 и 9 вниз, проходит через канал К, пробоотборник 5 и каналы Л, М, шток 6, турбобур (трубу) 29, долото 30 и выходит в эатрубное пространство. Под действием перепада давления в трубах и затрубном пространстве дифференциальный поршень 23 перемещается вниз и канал Д перекрывается.После вскрытия намеченного к оп" робованию интервала бурение останавливают, На нижнюю часть бурильной колонны передают осевую сжимающую нагрузку (превышающую удерживающую силу буферной камеры 13) для сжатия лями 31 и 32, взаимодействующими споршнями 9 и 8. Кроме того, снарядснабжен сбрасываемой пробкой 33,спускаемой по трубам 34, а такжеглубинными манометрами 35 и 36,Устройство работает следующим образом.В процессе спуска инструмента промывочная жидкость через канал И поступает во внутреннюю полость труб 4 35и при определенном значении давленияв трубах 4, воздействуя на поршеньВ8, перемещает его вниз, сжимая пружину 10, и по каналу К поступает вполость пробоотборника 5, предотвращая его смятие,В процессе бурения промывочнаяжидкость проходит через циркуляци резинового элемента 14 пакерногоузла 7 и герметизации призабойнойзоны. При этом корпус 12 пакерногоузла перемещается вниз относительноштока 6, и осуществляется пакеровкаскважины.При пакеровке колонна труб 4вместе с втулкой 22 перемещаетсявниз относительно пробоотборника 5,и канал Д перекрывается уплотнениемпереходника 26, а толкатель 32 перемещает поршень 8 и сообщает каналК с полостью труб 4. Одновременно,в результате перемещения корпуса 12пакерного узла относительно штока6, толкатель 31 перемещает поршень9 вниз, сообщая канал Л с пробоотборником 5, Внутрь труб сбрасываютпробку 33, которая устанавливаетсяв седло 16 и перекрывает проходнойканал, С помощью насоса в трубахнад депрессионной камерой создаютизбыточное давление, под действиемкоторого шпилька 17 срезается, иседло 16 перемещается вниз до упора, Происходит сообщение каналов Ги В, а канал Н сообщается с внутритрубным пространством, что фиксируется на поверхности резким уменьшением внутритрубного давления. В результате внутренняя полость труб 4изолируется от воздействия столба. жидкости в трубах 34, расположенныхвыше седла 16. Промывочная жидкостьв трубах 4 под действием пластовогодавления через циркуляционную трубу3, каналы Г и В. поступает внутрьдепрессионной камеры 1 и заполняетее. При этом пластовый флюид из подпакерной зоны в объеме, поступившем1в депрессионную камеру промывочнойжидкости, через каналы М и Л заполняет пробоотборную камеру 5. Глубинные манометры 35 и 36 регистрируютпроцесс опробования,Послеистечения времени опробования натяжением бурильной колонны45 При установке пробки 33 иа седлои сообщении депрессионной камеры сподпакерной зоной противодавлениеР. на испытуемый пласт равно РР - Ру = 45,5 МПа, а депрессияна пласт Ррл, = Рп- Р29,5 МПа. 1216335 4снимают нагрузку на резиновый элемент 14 пакера. Прн этом корпус 12пакерного узла совместно с пробоотборником 5 перемещается вверх по отношению штока 6 пакерного узла, аколонна труб 4 перемещается вверхпо отношению пробоотборника 5. Поршни 8 и 9 занимают исходное положение, каналы К и Л перекрываются,10 изолируя пробу в пробоотборнике 5,осуществляется выравнивание давлениянад и под пакером через каналы О,Б и П, производится распакеровкаскважины и подъем инструмента с ото 15 бранной пробой. При подъеме инструмента через каналы П и Н осуществляется слив промывочной жидкости взатрубное пространство,П р и м е р. Глубина скважины2 о 7 = 7000 м, удельный вес " промывочной жидкости 11,5;1 О Н/м , пластоз звсе давление Р = 75 МПа, Депрессионная камера изготовлена из трубмарки К диаметром 127 мм с толщиной25 стенки 9 мм. Напряжение смятия этойтрубы под действием внешнего давления определяется по справочным данным и равно 8= 35 10 Н/м.Иэ условия прочности стенок депрессионной камеры определяем предельную глубину ее установки в скважине.Врр.=1 сф ф = 3040 мвТогда расстояние 1 между пробоотборной и депрессионной камерами35равно 8 = Ь - 8 = 3960 м,прДавление Р на забое от столбапромывочной жидкости составит Р= 3 Ь80,5 МПа, а давление Р наглубине Фрустановки депрессионнойкамеры Р = Ж 8 р 35 МПа.1216335 17 гу8 Бобкова Т ед Тираж 5 сударственного к ам изобретений иосква, Ж, Рауш лиал ППП "Патент",ав 971/36 ВНИИПИ по д 113035, ставитель Е. Самойленкоед Ж,Кастелевич Корректор Т,.К 48 Подписомитета СССР открытий ская наб., д. 4 Ужгород, ул. Проектная,