Способ отбора керна и устройство для его осуществления

СОГОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 174 СПУБЛИК 19) 1)5 Е 21 В 25/О 1 Щ РЕ НИ А На фиг,1 изоб бора керна, прод узел на фиг,1; на на фиг.2.Устройство дл колонну труб (не Изобрете а именно к бу на.Цель изоб ности отбора ственной цел ретения - повышекерна и сохраненстности. ние надеже его естеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть"(56) Методическое руководство по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин, РД 39-2-399-80, М.: ВНИИБТ, 1982, с.55- - 61.Авторское свидетельство СССР М 318685, кл. Е 21 В 25/00, 1965.(54) СПОСОБ ОТБОРА КЕРНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к бурению скважин с отбором: керна. Цель - повышение надежности отбора керна с сохранением его естественной целостности. Способ отбо ра кернавключает спуск керноотборного устройства, бурение с прошивкой и образованием керна, отрыв керна от забоя иего транспортирование при действии на него гидростатического давления бурового раствора (БР) и извлечение керна из керноотборного устройства. При бурении создают дополнительйое давление на керн. Это дополнительное давление Р направлено кторие относится к горному делу, ению скважин с отбором керцевой поверхности кверху вниз вдоль вертикальной оси. Его в сумме с гидростатическим давлением столба БР на керн неоднократно циклически изменяют в диапазонеот Р 1= р 1 Н/10 до Р 2= р Н/10, где Н - средняя глубина отбора керна: р 1 ир - плотность горной породы 2,4 и 2,9 г/см соответственно, Устройство для осуществления способа содержит бурильную гпловкч 1. кеонопоиемник (КП 1 2 с компонов-. кой кернорвателей 3 и дренажным каналом 4, Внутри КП 2 расположен патрубок 5 с вращающейся пятой б и подвижной втулкой 7, взаимодействующей с расположеннымирядами по высоте упорными элементами (УЭ) 12, расйоложенными в пазах 11 КП 2. Выбуриваемый керн, поступая в КП 2, сжимает пружину 8. На КП 2 создается дополнительное давление к действующему уже давлению столба БР, Пружина 8 сжимается до определенного усилия, соответствующего минимальному значению давления, утапливает УЭ 12 в пазы 11 и беспрерывно перемещает втулку 7 вверх до упора в следующий ряд УЭ. Таким образом, создается дополнительное давление на керн, способствующее сохранению естественной целостности керна и повышению надежности его отбора, 2 с.п,ф-лы, 3 ил,ажено устройство для ольный разрез; на фиг.2фиг.3 - вид по стрелке я отбора керна включает показана) с бурильной го3 1747670:, 4юловкой 1, керноприемник 2 с компановкой поджатая упором 13 через подвижную втул-кернователей 3 в нижней части и шаровым ку 7,дренажным клапаном 4 в верхнейчасти. Силовуюпружину 8 соглаСнопредвариВнутри кернойриемника 2 расйоложен пат- - тельному расчету подбирают таким обрарубок 5 с вращающейся пятой 6 в нижней 5 зом, чтобы в наибольшей" степеничасти и размещенной на нем в верхней час- обеспечивалсядйапэзон создаваемых давти втулкой 7, подпружиненной снизу пружи- лрний с учетом действия столба буровогоной 8. Втулка 7 выполнена с конйческой: раствора на керн.верхней частью 9 й уступом 10 в нижней -,.По мерепоступления керна вкернопричасти. Керноприемник 2 выйолнец с равно -емник 2 силовая йружина.8 сжимается,примерно расположенными по осей егоДлине .чем создаваемое усилйе также передаетсяпазами 11; в которых размещены упорные .: черезконйческуючаоть 9 подвижнойвтулкиэлементы 12, выполненные каждый в виДе7 на упор 13, При-достижении верхней препластинчатого упора 13 с закругленными "дельной нагрузки на керн подвйжная втулкаконцамй и Закреплеййого в йеМ на оси 14 15 7 койической частью 9 отжимает упоры 13,Г-образного захвата 15, подпружиненных:, . - которые ута 1 лйваюти захваты 15. В отжа-относйтельно кернопрйемника 2 соответст- тбм"состоявший"упоры 13 и захваты 15 фйксивенно пружинами 16 и 17. Упорные Злбмен-: " руются стбпорами 18. В результате этоготы 12 размещеныв:.,"пазах 11 ., беспрейяТственно перемещается втулка 7керйоприемника 2 свозможностьювзаимо вверх доследующегб ряда упоров и захва действия пластинчатогоупора 13 и Г-образ- -: тов. При этом подвижная втулка 7 коничейого захвата 15 соответственно с:ской поверхностью 9 взаимодействует сконической частью 9 втулки 7 и ее уступом - упором 13,а захват 15 удерживает втулку 710, Д отжатом состоянии пластинчатыеупо- за уступ"10 от возможного перемещенияры 13 и Г-обраЗные захваты фиксируются 25 втулки 7 вниз. В результате пружина 8, рас-стопорами 18, ;-",..;:,:":прямляясь, уменьшает величину дополниРабота устройства и реализация спосо-тельного давлеййя от -максимального доба отбора керна осуществляются следую- минимального допустймого значения. Вщим образом;,: :, дальнейшем по мере поступления керна вПосле спуска устройства на забой сква керноприемник 2 подвижйая втулка 7 вме-жийы производят промывку стсважины с сте с пружиной 8 периодически перемещацелью выравнивания параметров бурового ется вверх; создавая дополнйтельноераствора. Затем. сбрасывают шар дренаж- давление на керн в заданных пределах,ного клапана 4 и устройство готово к отбору Следует" отметить, что выбор силовойкерна,". - . ". 35 пружины производятпредварительно после,Устройство плавно вводятв сопрйкос- проведения расчета определения диапазоневение с забоем скважины иназаданйыхна допускаемых давлений,режимах осуществляют буренйе с отбором После извлечения устройства из сквакерна, В момент соприкосновения буриль- жины положениеподвижнойвтулки 7 свиденой головки 1 с забоем и центральной части 40 тельствует о фактическОм подьеме керна впороды с вращающейся пятой 6, выбурива-- керноподъемнике 2. -.;:".емый керн, поступая в центральное отвер- . Изобретение позволяет сократитьвре-стие бурильной головки 1 и кернойриемник мя строительства скважины, увеличить вы 2, сжимает силовую пружину 8, При этом на:, нос керна, пОвысить качество извлекаемоговыбуриваемый керн создают дополнитель кернового матерйала,т.е. сохранить его есное давление к действующему ужа нэкерн тественную целостность.давлению столба бурового раствора, при- . О о р м у л а и з о б р е т е н и ячем суммарная их величина равна верти-, 1, Способ отбора керна, включающий. кальной составляющей горного давлейия. спуск керноотборного устройства в скважи-Суммарноедавление,действующеена керн ну, бурение с промывкой и образовайиемсверху вниз, изменяется в диапазоне давле керна, отрыв керна от забоя и его тРанспорний, предельные значения которого Опреде-. тирование при действии на керн гидроста- .1 , тического .давления буровогб раствора,ляются поформулеот Р 1" =Р 1Н 10 до Р 2 извлечениекерйа из керноотборного уст 1б ройства отлЙчающийсятем что сф. . 10 д р д у р 55 целью повышения надежности отбора керкерна, м; р 1 и р 2 - плотность горной по- наисохраненияегоестественнойцелостнороды, которая изменяется от 2,4 до 2,9 сти, при бурении с промывкой иг/см, Дополнительное давление на керн образованием керна создают дополнительобеспечивает сменная силовая пружина 8, ное давление на керн, направленное к его6 1747670 5торцевой поверхности сверху вниз вдоль с ятем; чтооно снабжено размещенной на вертикальной оси, причем создаваемое до- патрубке в верхней части и подпружйнен- полнительное давление всумме с гйдроста- ной снизу втулкой; выполненной с коничетическим давлением столба бурового ской верхней частью и-уступом в нижней раствора на керн неоднократно циклически:части, и снабжено уйорйыми элементами,от ". 1 Б выполненными кажый в виде подпружиТО до .;, ненных относйтельнокерноприемника плаи. 1 . б.:.стинчатого упора с закрепленными концами10" . . .:. . и закрепленного на осивнем Г-образного отбора керна; р и у - плотность горной. :захвата, причемкерноприемйик выполнен с: породы 2,4 и 2,9 г/см соотвстственно.:10 равномерно расположенными по всей егодмине пазами, а упорныеэлементы разме 2, Устройстводля отбора керна, включа-щены в указанных пазахкерноприемника с ющее бурильную головку, кернопрйемникс, возможностью взаимодействия их пластинкерйорвателем и расположенйым в нем,;:;чатогоупораи Г-образногозахватасоответподпружиненным патрубком с вращающей ственно: с конической частью ся пятой в нижней части, о т л и ч а ю щ е е-:подпружиненнойвтулки с ее устуйом,1747670 Ярд ставитель П, Фроловхред М,Моргентал Редактор Н. Федорова ектор О, Ципле аказ 2482 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 У 5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,