Способ отбора и классификации шлама во время бурения скважин и установка для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 220776 (21) 2392131/22-03 с присоединением заявки М В 03 В 9/ОпЕ 21 В 21/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюэный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт(54) СПОСОБ ОТБОРА И КЛАССИФИКАЦИИ ПРОБ ШЛАМА ВО ВРЕМЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к технике бурения скважин и предназначено для отбора и классификации проб шлама, а также очистки бурового раствора во время бурения скважины; оно может быть использовано при различных видах бурения, при которых необходимы отбор шлама и его классификация для составления геологических разрезов скважин, выявление в разрезе продуктивных пластов (например, нефтегазоносных), контроль режима бурения и т, п.Известен способ отбора и классификации шлама во время бурения скважины, предусматривающий седиментацию, классификацию шлама на классы по гидравлической крупности буровым раствором и выгрузку полученных классовпроб шлама 1.Этому способу присущи следующие недостатки:неустойчивость режимов седимен" тации шлама иэ бурового раствора и классификации шлама на классы по гидравлической крупности;засоренность каждого из полученных классов частицами шлама из других классов;ЭО необходимость дополнительной очистки материала классов от глинистых корок и бурового раствора;- прерывность в отборе и классиФикации шлама во время выгрузки проб и частой чистки шламоотборника.Известен также способ обогащения россыпей, который может быть использован для отбора и классификации проб шлама и является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, Данный способ осуществляют путем разделения потока на несколько потоков, седиментации твердых частиц, классиФикации шлама на два класса по гидравлической крупности - класс пустой породы и класс концентрата, и последующих операций (смыв классов и классификация конценТрата грохочением) (2). Однако такой способ позволяет получить только два класса по гидравлической крупности, каждый иэ которых засорен частицами другого класса, кроме того, он не обеспечивает непрерывности отбора и классификации проб шлама во время бурения скважины и создает потери бурового раствора, а вследствие этого загрязнениераствором площади буровой и окружающей природной среды. При этом на. блюдается нерациональный расход утяжелителя и химреагентов и снижение техники безопасности на буровой.Целью изобретения является повышение эффективности и качества отбора расклассифицированных по гидравлической крупности проб шлама во время бурения скважин беэ потерь бурового раствора. Это достигается техническим решением, представляющим собой новыйспособ отбора и классификации шлама во время бурения скважин, включающий разделение поступающего бурового раствора на несколько потоков,седиментацию, классификацию по гидравлической крупности, выгрузку полученных классов проб шлама и смывчастиц шлама. 2 ОПредлагаемый способ отличаетсяот известного тем, что каждый иэразделенных потоков расширяют в вертикальной и горизонтальной плоскостях и уменьшают по высоте, а/.классификацию и выгрузку классовпредшествующей пробы шлама осуществляют одновременно с седиментацией и смывом частиц последующейпробы.Установка для отбора и классифи- ЗОкации шлама во время бурения скважинсодержит несущую конструкцию, пульпоприемник с трубопроводом, шламоотделительные желоба, имеющие поперечные перегородки, механизм поворота,)5шламоотделительных желобов, узелклассификации и сбора проб шлама поклассам с системой постоянного напора воды и душевую систему.Установка, позволяющая осуществит. 40предлагаемый способ, отличаетсн тем,что она снабжена соединенным сошламоотделительными желобами раструбом, в котором установлены наклонные пластины с радиально расходящимися перегородками,45На фиг, 1 дана принципиальнан схема установки для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 показан раструб, соединенный со шламоотделительными желобами, вид сбоку; на . 5 Офиг. 3 - то же, поперечный разрез;на фиг, 4 - шламоотделительный желоб и наклонная пластина с радиальнымиперегородками, вид сверху; на фиг. 5 раструб, вид спереди. 55Установка содержит несущую металлическую конструкцию 1, пульпоприемник2 с трубопроводом, соединенным герметично и вращательно с раструбом3, внутри которого установлены наклонные пластины 4 с радиально расходящимися перегородками 5. Раструб 3,шламоотделительные желоба б и сборный желоб 7 соединены в жесткий блок,установленный так, что может вращать 65 ся в осевых опорах на несущей конструкции, и соединенный с ней поворотным механизмом 8, сигналы пуск"и стоп которого вынесены на пультуправления буровой. По шламоотделительными желобами размещен шламоприемный бункер 9, соединенный черезтрубопроводы с системой постоянногонапора Воды, например с водонапорным баком 10, и узлом классификациии сбора проб шлама по классам, Последний включает кран 11, гидравлический классификатор 12, контейнеры 13длн сбора проб шлама по классам,устройство 14 для сброса маркированных шайб в контейнеры 13 и механический привод 15 (или привод другого типа), соединяющий поворотныймеханизм 8 с краном 11, крупками 16выгрузных окон гидравлического классификатора 12 и устройством 14 иобеспечивающий при повороте желобовна 90 О для смыва шлама с них синхронное закрытие крана 11 и открытие крышек 16, а при возвращениижелобов в первоначальное положениесинхронное закрытие крьпаек 16, открытие крана 11 и сброс маркированной шайбы из устройства 14 в контейнер 13. Кран 17 душевой системы, включающей гибкие шланги и трубы 18,установленные под каждым шламоотделительным желобом 6 и имеющие радиальные отверстия, соединен механическим приводом 19 (например, шарнирноползункового типа) с муфтой, установленной шлицами на осевой цапфе 20. Установка может работать параллельно с системой очистки бурового раствора от шлама, последовательно с ней по схеме устье скважины -установка- система очистки бурового раствора от шлама, а также может использоватьсн вместо этой системы, Отбор и классификация шлама вс время бурения скважины осуществляв.-.ся следувиаим образом,Буровой раствор, вытекающий иэ устья скважины, направляется, например, в пульпапрнемник 2, а затем по трубопроводу - в раструб 3, в котором с помощью наклонных пластин 4 и радиально расходящихся перегородок 5 его разделяют на несколько самостоятельных потоков (например, пять и более). Каждый поток, расширяют в вертикальной и горизонтальной плоскостях и уменьшают по высоте и скорости перемещения, а на выходе раструба ширина каждого потока ограничивается шириной шламоотделительного желоба б, При движении потока по каждому шламоотделительному желобу высоту потока сначала увеличивают, а затем уменьшают посредством поперечных перегородок 21 с козырьками, высота которых в средней перегородке увеличивается, а затеи к последней уменьшается, Этим обеспечиваютлучшие условия осаждения частиц.Частицы и Обломки пород, оседающиеиз верхних слоев потока, улавливаются ловушками, расположенными вшахматном порядке и образованнымиперегородками 21 и козырьками, установленными на них. Очищенный буровой раствор сливается со шламостделительных желобов б В сборный желоб 7 и направляется з .:;елей буровой 22. Заслон 23 зарынают, Включат поворотныймеханизм 8 пря помсюи кОтсрогО понс .рачинают шламс.".тделительные желОбаб вокруг оси на 90 . Одновременноним н синхронное движение приводится привод 15, посредством которого закрывают кран 11, открывают крышки 18, н механический привод19, при по-:сл 1 я которого открываюткран 17, В"да из ВОДОпРоноДа буровой поступает н трубы 18 душевой системы и через отверстия в них радиальными струями, направленньгми на нсюплощадь каждого желоба б н н раст-руб 3, сг-(эае.: частицы шлама пробы йбунке," 9. . =.н:(лама осуществляюттече:.;( - 1 - 2 мин В зт время буровойраствор из пульпоприемника 2 пс еготрубопр;:нсду направляют н обводнойтрубспрсн -д или обводной желоб 24буровой, а часть шлама следующей про- ЗОбы Б у-вливается и накапливается перед заспсн 1(ОЙ 23 В концевой частитрубопр(:нда. После смыва частицпробы А .ла:сотделительные желобаб сбратньгг 4 Новатором Вокруг с и на90 посредством поворотного механизсма 8 возвращают в первоначальуое положение: Псе(.едстном привода 15 действующегс синхронно с механизмом 8,происходит закрытие выгрузных окон ярразделите;:.ьн=., Секций гидранличсского классификатора 12 крышками 16,открытие крана 11 и сброс маркирснанных шайб из устройств 14 ннеры 13 а посредством механического привода 19, действующегосинхронно с кы.ч перекрывают кран17 и Отключают доступ воды в душевую систему из водопровода буровой,Затеи открывают заслонку 23 и бурозой раствор с частица(В( выбуренной породы направляют н раструб 3 ина шламоотделительные желоба. б,где Отделение шлама следующей пробы Б в течение 10-15 мин осуществляют,как указано выше 55При открытии крана 11 шлам пробый иэ шламоприемногс бункера 9 по трубопроводу поступает в гидравлическийклассификатор 12, в котором ноэдейстнием потока воды, поступающей из 60водонапорного бака 10 под постоянным напором, с уменьшающейся скорость.0последовательно в каждой разделительной секция, частицы шлама детально классифицируют на классы по гидравлической крупности, При этом классиФикацию шлама пробы А осуществляютно время отделения частиц шлама следующей пробы Б из циркулирующего буровогс раствора н раструбе 3 и псшламоотделительным желобам б. Приповороте щламсотделительных желобов вокруг оси на 90 с для смывашлама следующей пробы Б под воздействием привода 15 закрывается кран11, От;:.Рынаются крышки 1 б, и черезныгрузные Окна из каждой разделительной секции гидравлического классификатора 12 вместе с водой выгружается материал полученных классовпробы А раздельно в каждый контейнер 13, н котором частицы оседаютна маркированную шайбу, а вода,процеживаясь через сетчатый корпус,удаляется, Выгрузку и сбор получению( классон шлама пробы А осуществляю-.во время смыэа со шламоотделительныхжелобов б частиц шлама следующей про"бы Б н шламоприемный бункер 9. Далее процессы отбора и смыва шламапрсбъ Е, классификации шлама и выгрузки классон пробы Б, отбора исмыва шлама пробы Г, классиФикациишлама и выгрузки классов пробы В итак далее осуществляют таким же образом,. Контейнеры 13 заполнннеклассами проб шлама, снимают, заменяя их сменными из комплекта.Предлагаемый способ отбора и классификз ии шлама но время буренияскнажи:-:ы и установка для его осущестнле.=:.яя позволяют повысить эффективность и качество отбора пробшлама,. Осуществить непрерывный отбОР проб шлама н процессе буренияскза;.н:.ы,. осуществить детальную классификацию проб шлама на буровой одно-.нрееннс с отбором проб шлама в едином п:сцессе с Очисткой бурового раствора ст "астиц разбуренных порОДр Осущестнить полный отбор и классификацию всего шлама, выносимого из скважины,без потерь буроного раствора, а такжеавтоматизировать все выше перечисленныеоперации способа путем использованияпредло(енной установки; За счет высокой информативности отобранн(., и расклассифициронанных пробшлама сскращают или ликВидируют отбор керна, н результате чего увеличивается скорость проходки скважины, экономится расход бурильных труби долот, уменьшается расход буровогораствора, экономится электроэнергия,дорогостоящий сыпучий материал-утяжелитель и т. д.Кроме того, отобранный и детально расклассифицирснанный шлам позволяет получить более достоверную и детальную информацию по литологии,геохимии, стратиграфии, битуминозности, нефтегазоносности и по содержанию других полезных ископаемых но.вскрытом разрезе,а по результатамего исследования более уверенно направлять и осуществлять поисковоразведочные работы на исследуемойтерритории. Он обеспечивает детальную информацию для составленияболее детальных геологических разрезов с высокой достоверностью, покоторым можно уточнять интерпретациюи корреляцию кривых промысловогеофизического каротажа скважин. 1 О Формула изобретения1. Способ отбора и классификации проб шлама во время бурения скважин, 5 включанщий разделение поступающего бурового раствора. на несколько потоков, седиментацию, классификацию по гидравлической крупности, выгрузку полученных классов проб шлама и смыв частиц,.шлама,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности и качества отбора расклассифицированных по гидравлической крупности проб шлама во время бурения скважин без потерь бурового раствора, каждый из разделенных потоков расширяют в вертикальной и горизонтальной плоскостях и уменьшают по высо.те, а классификацию и выгрузку классов предшествующей пробы шлама осу- Зц ществляют одновременно с седиментацией и смывом частиц последующей пробы шлама.2. Установка для осуществления способа по п, 1, включакщая несущую конструкцию, пульпоприемник с трубопроводом, шламоотделительные желоба, имеющие поперечные перегородки, механизм поворота шламоотделительных желобов, узел классификации и сбора проб шлама по классам с системой постоянного напора воды идушевую систему, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена соединенным со шламоотделительными желобами раструбом, в котором установлены наклонные пластины с радиально расходящимися перегородкамиИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1Временное методическое пособиепо отбору шлама с помощью шламоотборника ШОм и использованию информации, полученной по шламу. Министерство геологии СССР, Министерствонефтедобывающей промышленности СССР,ВНИИгеофизика, М., 1969, с5-9,24-35.2. Авторское свидетельство СССР9 209339, кл. В 03 В 5/70, 1964 (прототип) .и аказ 1866/Э ТИРФи 54 ПодписноеФилиал ППП фПатент г. Укт , г. Укгород, ул.Проектна