Устройство для опробывания водоносных горизонтов

САНИЕ ЕЛЕН ИЯ О Союз Совета чнСоциалистичесиикРеспублик И ИДЕТЕЛЬСТВУ ВТО 61) Дополнительное к авт, свид-ву) Заявлено 28.02.78 (21) 2584184/22 ударстаеный ноинтетдедам нэобретеннйн еткрытнй присоединением заявки Х23) Приоритет -етень 20 Опубликовано 30.05 писания .05.06.8 а опубликован аБ ч ь 3 а ц ьвю(72) Авгор изобретен и Антоно Г Туркменский научно-исследовательский геологоразведочны институт Управления геологии Совета Министров(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРОБОВ ВОДОНОСНЪХ ГОРИЗОНТОВ яетсяиства Изобретение относится к буровому инструменту, предназначенному для отбора проб жидкости и газа из пластов.Известен пробоотборник, состоящий из кортуса, ловильной головки со шпилькой, приемной камеры, поршня, клапана, пустотелого штока, пустотелого шнека с фильтром, уплотнения и бурового наконечника 1.При встрече водоносного горизонта пробоотборник забуривается в пласт. Через полость бурильных труб спускается на тросике ловушка, которая соединяется с ловильной головкой. Натяжением троса поршень поднимается вместе с пустотелым штоком и открывает отверстия фильтра в полости шнека. Отбираемая жидкость засасывается в приемную камеру пробоотборника. Как только пустотелый шток выходит из полости шнека, клапан перекрывает отверстие, герметизируя пробу.Недостатком этого пробоотборника является то, что наружная поверхность фильтра является поверхностью породоразрушающего инструмента и при ввинчивании его в пласт взаимодействует с породой пласта, это не исключает возможности повреждения фильтра и закупорки стенок породой(особенно в мелко- и тонкозернистых водоносных песках).Известно также устройство для опробования водоносных горизонтов, включающее корпус, наконечник, подвижно установленный в корпусе фильтр с пробоприемнойкамерой с поршнем со штоком и клапаном 21.Недостатком данного устройства является отсутствие возможности регулирования и контролирования с поверхности вью движения фильтра и наполнения пробоприемной камеры, т,е. отсутствие возможностиуправлять процессом отбора пробы на глубинеКроме того, в данном устройстве из-заотсутствия фиксации фильтра относительнокорпуса возможно при перемещении поршня вверх втягивание обратно в корпус самого фильтра без отбора жидкости. Все этоснижает надежность работы устройства приотборе пробы,Целью изобретения явл повышениенадежности работы устро" при отборепроб. Цель достигается тем, что фильтр связкорпусом пружиной растяжения и име737622 4 зэлементы фиксации его в корпусе и дополнительную камеру с полым поршнем, жестко связанным со штоком поршня пробоприемной камеры, причем надпоршневая,полость дополнительной камеры сообщена с полостью корпуса, а полый поршень имеет обратный клапан.На фиг, 1 изображено устройство, в разрезе; на фиг. 2 - схема оборудования устья скважины при отборе; на фиг, 3 -- устройство, в разрезе, в рабочем положении (левая половина) и в транспортном положении осле отбора пробы (правая половина).Устройство включает колонну 1 труб, корпус 2, пробоприемную камеру 3 с поршнем 4, шток 5, фильтр 6 с наконечником . К верхней части пробоприемной камеры 3 прикреплена подвижная камера 8, снабженная фиксирующими элементами 9. Камера 8 соединена с верхней частью корпуса 2 пружиной растяжения 10, а полость ее сообщается с полостью колонны труб. В камере 8 размещается поршень 11, соединенный штоком 5 с поршнем 4, В поршень 11 встроена пневматическая камера 12 и клапан 13, сообщающий полость камеры 8 с полостью пневматической камеры 12. Камера 12 сообщается с подпоршневой полостью камеры 8. Корпус фильтра 6 сопрягается с внутренней поверхностью корпуса 2 с возможностью перемещения в осевом направлении и выдвижения из полости корпуса 2, Пробоприемная камера 3 сообщается с фильтром 6 посредством клапана 14. В отверстии утолщенной верхней части подвижной камеры 8 установлена подпружиненная ступенчатая втулка 15, взаимодействующая с фиксирующими элементами 9. В полости корпуса 2 размещается соосно клапану 13 упор 16. На внутренней поверхности корпуса имеется кольцевая канавка 17 под фиксирующие элементы 9, Устье колонны 1 оборудуется соединительным шлангом 18, манометром 19, регулировочным вентилем 20 и запорным вентилем 21, перекрывающим подачу сжатого воздуха от источника. Перед спуском в скважину пробоотборника поршень 11 перемещается в нижнее положение относительно камеры 8. Наконечник 7, фильтр 6, пробоприемная камера 3 и камера 8 усилием пружины 10 удерживаются в полости корпуса 2. Устройство ударными импульсами, сообщаемыми колонне на поверхности, внедряют в водоносный пласт на заданную глубину. На поверхности колонна 1 соединяется со шлангом 18, Закрывается вентиль 20 и открывается,запорный вентиль 21. В колонну подается сжатый воздух, давление которого больше гидростатического давления жидкости на забое. Как только в колонне установится рабочее давление (о чем судят по манометру 19), устройство лебедкой поднимают над забоем. При этом сжатый воздух заполняет полости 16 13 29 25 36, 33 40 колонны труб, корпуса 2, камеры 7 и верхней части камеры 3. Давлением воздуха открывается клапан 13, и сжатый воздух заполняет пневматическую камеру 12. Так как давление сжатого воздуха в полости корпуса 2 больше давления жидкости на забое, то фильтр 6 перемещается вниз и выходит из полости корпуса 2, перемещается вниз и камера 8, растягивая пружину 10. Как только оси фиксирующих элементов 9 совпадут с осью кольцевой канавки 17, подпружиненная ступенчатая втулка 15 перемещается вниз, раздвигает элементы 9 в сторону кольцевой канавки и фиксирует их,Запорный вентиль 21 закрывают и ведут наблюдение за показаниями манометра 19. Если в колонне 1 поддерживается рабочее давление, то это означает, что фильтр 6 полностью вышел из полости корпуса 2 и зафиксирован в этом положении. Далее регулировочным вентилем 20 снижают давление воздуха в колонне 1 до атмосферного и вентиль 20 закрывают. При этом в полостях колонны 1 и корпуса 2 давление воздуха равно атмосферному, а в пневматической камере 12 - рабочему, потому что как только начинает падать давление воздуха в колонне 1, клапан 13 закрывается. В результате разности давлений воздуха поршень 11 начинает перемещаться вверх, перемещая поршень 4, Приемная камера 3 начинает заполняться пробой через фильтр 6, При этом в полости корпуса 2 и колонны 1 давление постепенно повышается. В конце своего хода вверх относительно камеры 8 поршень 11 перемещает вверх ступенчатую втулку 15. Под действием пружины 10 фиксирующие элементы 9 перемещаются внутрь, камера 8, камера 3 и фильтр 6 с наконечником 7 перемещаются вверх, и фильтр 6 входит в по-. лость корпуса 2, В конце своего хода упор 16 открывает клапан 13. При этом в колонне резко возрастает давление воздуха и дальнейшее увеличение давления прекращается. Это говорит о том, что проба отобрана. фильтр 6 полностью переместился в полость корпуса 2. Устройство извлекается на поверхность.Регулировочным вентилем 20 может быть создан любой перепад давлений воздуха в камере 8 (в пределах рабочего давления) и таким образом задана нужная скорость перемещения поршня 4,Наличие в устройстве пневматической камеры с клапаном, расположенным в поршне, дает возможность аккумулировать энергию сжатого воздуха в нем и в то же время регулировать с поверхности расход энергии для перемещения поршня приемной камеры, Таким образом, наполнение камеры пробой происходит автоматически по заданному перепадом давления режиму и контролируется с поверхности, Это дает. возможность снизить трудоемкость процесса отбора пробы и повысить надежность работы,737622 Формула изобретения 12 Фиг Устройство для опробования водоносных горизонтов, включающее корпус, наконечник, подвижно установленный в корпусе фильтр с пробоприемной камерой с поршнем со Што- з ком и клапаном, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, фильтр связан с корпусом пружиной растяжения и имеет элементы фиксации его в корпусе и дополнительную камеру с полым поршнем, жестко связанным со штоком поршня пробоприемной камеры, причем надпоршневая полость дополнительной камеры сообщена с полостью корпуса,а пблый поршень имеет обратный клапан.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР171342, кл. Е 21 В 49/02, 1963.2. Авторское свидетельство СССР173158, кл. Е 21 В 49/00, 1964 (прототип).Составитель едактор Д, Павлова Техред К. Шу аказ 2628(15 Тираи 1 626 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рауш Филиал ППП Патент, г. УжгорВ. Никулрич Подпета СССРрытий:наб д. 4/5Проектная смит отккая ректор Г. Решетник ясное