Устройство для исследования пластов в процессе бурения

(51) 4 Е 21 В 49 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИ ПИСА й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ но-исслструктбокого СССР г Г(71) Западно-Сибирский научдовательский и проектно-кокий институт технологии глразведочного бурения(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯПЛАСТОВ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ(57) Изобретение относится к горнойпромышленности. Цель изобретения -повышение надежности работы устройства за счет исключения неконтролируемого выброса нети и газа на поверхность и уменьшение опасностиприхвата бурильных труб. Устройствосодержт корпус (К) 1, на которомустановлен пакерный узел 4 и съемньпблок с Фиксирующим механизмом дляразмещения в К 1. Блок включает на1434090 сос и контейнер 1 О с пробоотборнойкамерой и измерительными приборами,Концентрично в К 1 установлена подпружиненная ступенчатая втулка 5, Споследней и с узлом 4 связянь 1 штанги 8. Втулка 5 выполнена с конической внутренней поверхностью и польмхвостовиком. Насос выполнен в видегильзы 11, в которой размещен подпружиненный полый поршень 13 с верхним14 и нижним 15 полыми штоками (Ш).Гильза 11 и 111 14 имеют обратные клапаны 18 и образуют между собой някопительную кольцевую камеру 23,Гильза Изобретение относится к горной про.мьппленности, в частности к исследованию (испытанию) пластов н скважинахв процессе бурения.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счетисключения неконтролируемого выбросанефти и газа на поверхность и уменьшение опасности прихвата бурильныхтруб,На фиг,1 изображен буровой снарядв процессе бурения; на Фиг., 2 - тонже, в момент испытании, поршень внижнем положении; ня Фиг. 3 - то же,в момент испытаний, поршень в верх, нем положении.Буровой снаряд включает корпусустановленный на нижнем конце бурильных труб 2 выше долота 3 пакерныйузел 4, ступенчатую подпружиненнуювтулку 5, имеющую коническую внутреннюю поверхность 6, пружину 7 иштанги 8. Корпус 1 имеет храповуюнарезку 9 и радиальное отверстие А,Ступенчатая втулка 5 установленаконцентрично в корпусе 1 с возможностьюосевого перемещения, а штанги 8 прикреплены к низу втулки 5 с возможностью регулирования их длины и взаимодействуют с пякерным узлом 4, Втакой компоновке буровой снаряд применяется для бурения,Съемный блок содержит насос поршневого типа, механизм зацепя и контейнер 10, в котром установлены иэ 11 на нижнем торце выполнена конической и взаимодействует с поверхностьювтулки 5. Хряповую нарезку 9 имеетК 1. Фиксирующий механизм выполненв виде зацепного элемента для взаимодействия с нарезкой 9. Измерительныеприборы, находящиеся в контейнере 10с плястовой жидкостью, передают инФормацию о ее параметрах. Пробоотборная камера заполняется пробой длялабораторного анализа. Между цикламивключения и выключения насоса делаютвыдержку, при которой восстанавливается давление. 1 з,п. Ф-лы, 3 ил. мерительные приборы и пробоотборнаякамера.Насос съемного блока включаетгильзу 11, подпружиненный пружиной 5 12 гидрявлически неуравновешенныйполый поршень 13 с двухсторонним полым штоком, состоящим из верхнего14 и нижнего 15 полых штоков, причемв верхнем штоке 14 установлен обратный клапан 16. Нижний торец 17 гильзы 11 выполнен конической формы, ав верхнем ее торце установлен обратный клапан 18. В стенке гильзы 11 выполнены впускное Б, отсечное В и впускное Г отверстия. В верхней части гильзы 11 установлен фиксирующий механизм, включающий зацепный элемент с упора ми 19, пружиной О и тросиками 21, закрепленными ня упорах 19 и кабеле 22, на котором спускается и поднимается съемный блок 25Гильза 11 с корпусом 1 образуеткольцевую камеру 23, а верхний шток14, взаимодействует с гильзой 11,образует в ее верхней части кольцевую накопительную камеру 24,Надпоршневое пространство 25 сообщено с полостью бурильных труб 2через отверстие Б, а через отверстиеВ, в котором установлен обратныйклапан 26, камеру 3 и отверстие А -35 с затрубньпч пространством, 434090Подпоршневое пространство 27 сообщено с затрубным пространством через отверстия Г и А.Устройство работает следующим образом.При глубине скважины, близкой к глубине, на которой находится подлежащий испытанию пласт, бурильные трубы поднимают на поверхность, напри О мер, для смены долота и к ним присоединяют буровой снаряд. В такой компоновке продолжают бурение до вскрытия исследуемого пласта, после чего бурение останавливают и скважину промывают.Затем спускают на кабеле 22 в бурильную колонну съемный блок с приборами.После посадки гильзы 11 торцом 17 2 О ь коническую поверхность 6 втулки 5 приспускают кабель 22, герметизируют на устье скважины его ввод и включают буровой насос, создавая давление в полости бурильных труб 2. Это дав ление, действуя на поршень 13 через впускное отверстие Б, заставляет его перемещаться вниз, сжимая пружину 12. Усилие от поршня 13 через пружину 12 передается на нижний торец 17 гиль О эы 11, который, взаимодействуя с конической поверхностью 6 втулки 5,создает герметичный контакт по коническим поверхностям и одновременно заставляет двигаться гильзу 11 и втулку 5 вниз, сжимая пружину 7 и через штанги 8 пакерный узел 4, который разобщает исследуемый пласт от остальной части скважины. При этом упоры 19 перемещаясь с ГильзОЙ 11 Вниз 4 О входят в зацепление с храповой нарезкой 9 корпуса 1, прочно фиксируя гильзу 11 в нижнем положении, а пакерный узел 4 - в сжатом состоянии.Далее повышают давление бурового раствора в полости бурильных труб 2 с помощью буровых насосов. Это повышенное давление заставляет продолжать перемещаться поршень 13 вниз, еще более сжимая пружину 12, Перемещаясь вниз, верхний шток 14 увеличивает объем камеры 24, в результате чего в ней происходит понижение давления, что вызывает приток жидкости иэ пласта, которая проходит через полые штоки 14 и 15, измерительные приборы и пробоотборную камеру, установленные в контейнере 1 О, и открывшийся при этом обратный клапан 16, Клапан 18, испытывая повышенное давлениеиз бурильных труб 2, закрыт. При дальнейшем перемещении поршня 13 внизоткрываются отсечное отверстие В иклапан 26 и действие давления бурового раствора на поршень 13 прекращается. Момент открытия отверстия В определяется по манометру бурового насоса, давление на котором резко уменьшается, или с помощью электрическихсигнальных устройств, например конечным выключателем, установленным наклапане 26 и связанньж с приборамина поверхности через кабель 22Получив на поверхности сигнал оботкрытии отверстия В (поршень 13в нижнем положении), включают буровые насосы и пружина 12, имея в сжатом состоянии достаточный запас энергии, перемещает поршень 13 в верхнееположение. Как только поршень 13 перекроет отверстие В, давление затрубного пространства помогает пружине 12 перемещать поршень 3, действуя через отверстия А и Г на нижнююплоскбсть поршня 13, имея большую поверхность, чем верхняя плоскость,Верхний шток 14, у которого вэтот момент клапан 16 закрытый, вытесняет через открывшийся при этомклапан 18 накопленную пластовую жидкость из камеры :25 в полость бурильных труб 2,Измерительные приборы, находящиеся в контейнере 10 с пластовой жидкостью, передают по кабелю 22 информацию о ее параметрах, а пробоотборная камера заполняется пробой длялабораторного анализа.Чередуя циклы включения буровогонасоса, заставляют поршень 13 работать необходимое время, вызывая приток пластовой жидкости в камеру 24и ее перекачку в полость бурильныхтруб 2, Между циклами включения ивыключения бурового насоса делаютвыдержку, в течение которой происходит процесс восстановления давления,информацию О характере которогопередают .по кабелю 22 измерительныеприборы, а наземные приборы фиксируют кривую восстановления давления(КВД).По окончании испытания пласта,иполучения необходимой информации,включают буровой насос, создают давление в бурильных трубах несколькобольшее, чем для работы поршня 13, 5 143 при этом последний перемещается в ,нижнее положение и давление бурового раствора через отверстия В и Г действует на дно гильзы 11, дополнительно сжимая пакерный узел 4. В результате нагрузка с упоров 19 снимается и, натягивая кабель 22 и свяэанные с ним тросики 21, выводят упоры из зацепления с храповой нарезкой 9 корпуса 1, выключают буровой насос и поднимают съемный блок с приборами на поверхность.После разгерметизации стыка между коническими поверхностями втулки ,5 и гильзы 11 давление в подпакерной и надпакерной зонах выравнивается через долото 3, полый хвостовик втулки 5 и отверстие А, пружина 7 перемещает втулку 5 и штанги 8 вверх, а пакерный узел растягивается, т.е. йроисходит распакеровка скважин и ,можно продолжать бурение. формула изобретения1Устройство для исследования пластов в процессе бурения, содержащее корпус, на котором установлен пйкерный узел, и съемный блок с фик 1 .сирующим механизмом для размещения ,в корпусе, включающий насос и кон 4090 6тейнер с пробоотборной камерой и измерительными приборами, о т л .и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Бповышения надежности работы устройства за счет исключения неконтролируе"мого выброса нефти и газа на поверхность и уменьшения опасности прихвата бурильных труб, оно снабжено установленной концентрично в корпусеподпружиненной ступенчатой втулкойи связанными с ней и пакерным узломштангами, причем втулка выполнена сконической внутренней поверхностью 1 Б и полым хвостовиком, а насос съемного блока - в виде гильзы, в которойразмещен подпружиненный полый поршень с верхним и нижним полыми штоками, при этом гильза и верхний по лый шток поршня имеют обратные клапаны и образуют между собой накопительную кольцевую камеру, причем гильзана нижнем торце выполнена коническойдля взаимодействия с конической по Б верхностью втулки 2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что корпус имеет храповую нарезку, а фиксирующий ЗО механизм съемного блока выполнен ввиде зацепного элемента для взаимодействия с храповой нарезкой корпуса.434090 Составитель А. СимецкаяТехред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетни ор .А.Лежнина 3 34 пи сно ка 11303 Проектная; 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Тираж ПИ Государстве о делам изобре 11 осква, Жного комитета ССС ений и открытийРаущская наб д,