Опробователь скважины

(5114 Е 21 В 4 ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ АВТОРСКОМУ тем, что ующего про о тлпч аю верхняя опора асосно-к концент ительно рубами,прессорных труб ично установленн фильтра ми отнонаружной й частью колонне над фильтэирующий реплены его внутреннвязанного с и ижн фильтра насосно ром пак тановлен о нарубмети ессо имеющии гонцы которои нижней об элемент, к в верхней а л 1, отл(71) Небит-Дагская нефтегазоразведочная экспедиция глубокого бурения Управления геологии ТССР (72) А,Е.Едиев(56) Авторское свидетельство СССР У 258200, кл. В 21 В 49/08, 1967,Авторское свидетельство СССР У 237076, кл. Е 21 В 49/08, 1961, (54)(57) 1, ОПРОБОВАТЕЛЬ СКВАЖИНЫ, состоящий из связанного с колонной ч а ю щ и й с я тем, что с цельюповьпиения надежности устройства вработе при исследовании гидрогеологических скважин, фильтр в верхнейчасти выполнен с центрирующим пояском, имеющим внутреннюю и наружнуюрезьбы, внутрення труба выполнена сцентрирующей пробкой, имеющей резьбдля соединения с фильтром, а наружная и внутреняя трубы в нижней частвыполнены с центрирующими поясками,имеющими резьбы под резьбы центрирующего пояска фильтра, идентичные резбе пробки, при этом герметизирующийэлемент установлен с возможностьювзаимодействия его верхней обоймы смуФтовым соединением колонны насосно-компрессорцых труб в крайнем верхнем положении нар жной и внутренней трубы Фильтра,цля его цеформации,2. Опробователь по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем,чтогерметизирутощий элемецтвыполнец многослойнымс чередованием упругопружинных слОев и эластичных, имеющих пр дкинные стержни,3, Опробователь по пп. 1 и 2,щцисягерметизирцесса элемента имеет внутреннюю резьбу, а взаимодействующая с этой опорой муфта колоццы цасосна-компрессорных труб - наружную резьбу под опо"ры герметпзирующего элемента.4, Опробователь по пп. 1 и 2,отличающийся тем, чтоколонна цасосцо-компрессорцых трубв месте установки пакера имеет продольный и горизоптальцый вырезы иснабжена подпружпцепцым патрубком спальцем, разиещеццым в вырезе колонцы цасосцо-компрессорных труб,5. Опробователь по п., о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюочистки стенок пласта в процессе промывки, он снабжен установленным нанаружной трубе скребком с внутреннейрезьбой, а наружная труба имеет резьбу по наружной поверхности под резьбу скребка, имеющего лопасти и струй.ные каналы, направленные под угломк оси опробователя для осевого перемещения по резьбе наружной трубы впроцессе промывки,6, Опробователь по п.и а ю щ и и с я тем, что на колонн уб ниже фильтра установлен турбузатор с отстойником, 1232794Изобретение относится к опробывацию буровых скважин, в частности к опробыванию и исследованию водоносных горизонтов в гидрогеологических скважинах.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в работе при исслеДовании гидрогеологических скважин.На фиг, 1 показан опробыватель скважины, нижняя часть, разрез; на фиг. 2 - узел кристаллизирующего элемента о робывателя скважины, верхняя часть; на Ьиг. 3 - опробьГватель скважины в рабочем положении, нижняя часть, разрез;, ца фиг, 4 - то же, верхняя часть; ца фиг, 5 - пакер опробователя в транспортном положении; на фиг, б - герметизирующий элемент пакера; ца Рзиг, 7 - пакерцый узел опробователя скважины, разрез (вариант пакеровки).Опробователь скважины представляет собой опускаемый на колонне пасосно-компрессорных труб (НКТ) фильтр 1, закрытый внутренней 2 и наружной 3 трубами. Фильтр 1 нижним концом посредством реэьбового соединения присоединен к винтовому турбулизатору промывочной жидкости, к нижнему концу которого присоединен отстойникудлинитель 5, На цижний конец отстойника-удлинителя 5 закреплено якорное устройство (не показано) Фильтр в верхней чХсти с внутренней и наружной сторон имеет герметизированноцентрцрующие пояски б с двухзаходной резьбой (навицчивание происходит с обеих концов резьбы). Аналогичные пояски 7 и 8 имеют на нижних частях с наружной стороны внутренняя труба 2, в внутренней стороны - наружная труба 3 закрывающие фильтр 1, Труба 2 нижним концом присоединена в канал турбулизатора 4, а труба 3 - к его верхней наружной части посредсгвом резьбовых соединений 9 и 1 О с левым шагом, )Кестко соединенные одна с другой в верхней части трубы 2 и 3 имеют на внутренней стороне герметизирующе-центрирующую пробку 11, вворачиваемую в верхнюю часть фильтра посредством резьбового соединения 12 с левым шагом, а на торце сверху муфту 13 с резьбой для вворачивания НКТ 14. На, муфте 15 нижних НКТ 4 на резьбовом соединении 16 подвешен многослойный упругопружинный Гермети эируюций элемент 7 пакера, закрепленный концами н углублениях (пазах)8 верхней 19 и нижней 20 обойм, которые имеют выточки (зазоры) 2 и 22.5 Ъ 1 огослойцый упругопружицный пакерующий элемент 7 состоит из различныхматериалов и они имеют различные формь",: одно- и двухсторонние округленные 23 и 4, квадратные 25 и 26, ромбические (не показаны) и другие геометрические формы концы 27 которьгсимеют удобные для закрепления в пазах 18 обойм 19 и 20 формы, Эластичные слои 2 Я элемента 1 имеют цилицд 5 1 зическую, веретенообразную и другиеформы и могут быть изготовлены с пружинными стержнями 29, На резьбе 30трубы 3 установлен лопастной гидромеханический скребок 31 (фиг,1), имею.20 ций аналогичную резьбе 30 трубы 3резьбу 32, .попасти 33, выведе 11 Г 1 ые изполости последнего в затрубцое прострацство, струйный канал 34 и скребущие стержни 3.5,В случаях отсутствия необходимости раэглинизации водоносных пластови возможности кольма.тации фильтра используется упрощенный вариант опробо;зателя скважины, В данном случаеЗО фильтр 1 с отстойником-удлинителем 5и якорным устройством присоединяютсяк патрубку 36 с крышкой 37, сальником 38, возвратно-эажимцой пружиной39 и пакерным узлом, установленнымЗ 5 между муфтой 15 и пружиной 39. Внутри патрубка Зб установлен палец 40,который входит в продольный вырез 41и,1 ориэонтальные вырезы с ограничителем 42 хода НКТ 14, На конец НКТ .10 14 внутри патрубка Зб.навернуто предохранительное кольцо 43,0 пробователь скважины используется в с.педующей последовательности.Изготовле:шое устройство собирает 5 с я Г 1 о с е к ц и 51 м; якорное устройство сотстойником-удлицителем 5, фильтр 1защит:и 1 м 11 трубами 2 и 3, присоеди 1 еццыми к винтовому турбулиэатору 4промывочной жидкости с установлен О цым ца. резьбе 30 трубы 3 гидромехац 11 ческим лопастным скребком 31 и сподвешенным на резьбе 16 муфты 51 ККТ 14 многослойнь 1 м упругопружинцым пакерующим элементом 17, зак репленным концами в углублении 18верхней 19 и нижней 20 обойм,Фильтр 1 верхним концом с навернутым турбули.затором 4 вводится втрубу 3, а верхняя труба 2 входит вфильтр, при сопряжении поясков 6-8вращением влево переводят через ихрезьбы и трубы 2 и 3 присоединяютк турбулиэатору.Собранный из секций опробовательскважины проверяется на работоспособность в целом в условиях механических мастерских и после наладки работы узлов и устройства в целом транспортируется секциями к скважине,После сборки на месте опробователь спускается в скважину на пониженной скорости, плавно регулируя торможениеи разгон, что предупреждает его повреждения и возникновение дополнительного гидродинамического давления вскважине,До спуска устройства в скважинупо плану опробования и исследования,по каротажным исследованиям кернового материала определяются . глубинаи мощность опробуемого водоносногопласта, а также место установки пакерного узла и якорного устройства.Интервал установки пакерного узла недолжен иметь или иметь минимальныеразмеры каверн и желобных выработок,а также значительных сужений ствола,которые влияют на герметичность пакера и создают опасность прихвата опробователя, Фильтр 1 устанавливается в интервале опробуемого пласта,Для разглинизации стенок ствола в зоне пласта гидромеханическим способом в скважину закачивается через НКТ 14 при максимальной производительности насоса (цементировочного агрегата) вода. При закачке воды промывочная жидкость в затрубном пространстве скважины, проходя через винтовой турбулизатор 4, получает турбулентный режим движения, что усиливает обрыв глинистой корки от ствола. Одновременно с закачкой воды на- . чинает вращаться гидромеханйческий лопастной скребок 31. Промывочная жидкость или вода, протекающая в данном интервале в турбулентном режиме попадая в лопасти 33, выходя через струйные каналы 34 в эатрубное пространство и вращаясь на резьбе 32 и по резьбе 30 трубы 3, очищает глинистую корку с помощью скребущих стержней 35, а,струя., выходящая из канала 34 и направленная на стенки ствола,смывает комья глины и углубляет глубину очистки. Через лопасти скребка 31 про.25 30 производится заякорение опробователяскважины в установленном интервале,Место установки якорного устройстварегулируется длиной (обычно до 5 м)отстойника-удлинителя 5.Надежность 35фиксации опробователя скважины проверяется свободным подвешиванием всегокомплекса на талевой системе буровойустановки (агрегата для опробования),40после чего на устье скважины и наНКТ 14 делается отметка (фиксирование положения) для регулировки процесса пакеровки, Далее вращениемвправо производится отворот закрывающих с внутренней и наружной сторон 45фильтр 1 труб 2 и 3, которые имеютлевые резьбовые соединения 9 и 10(фиг. 3 и 4). Одновременно происходитотворот герметиэирующе-центрирующейпробки 11 и свернутого в верхнюю 50часть фильтра посредством левогореэьбового соединения 12, Профильи размеры резьб 9, 10 и 12 идентичны, Зазоры между трубами 2 и 3 ифильтром 1 обеспечивают свободное ихвращение при их навороте, отвороте.После отворота труб 2 и 3 производится плавное поднятие их вверх, приэтом длина подъема заранее известна 5 10 15 20 текает примерно половина объема заканчиваемой жидкости остальная часть проходит через зазоры между стенкой скважины и скребком 31.Величина зазора соответствует принятым для компоновок низа бурильной колонны при бурении скважины. Диаметр канала 34 на выходе может быть 0-20 мм, а длина выступающей части стержней 35, изготавливаемых из проволок талевого каната или полимерных материалов, может быть 5-10 мм больше диаметра скважины и зависит от толщины корки подлежащих очистке стенок ствола, Резьба 30 на трубе 3 и резьбе 32 скребка 31 аналогичныпо профилю и размерам, изготовляют на максимальное свободное вращение с тем, чтобы при промывке (закачке) скребок 31 возвращался на исходное(нижнее) положение что дает возможность неоднократного повторения процесса очистки ствола,После очистки стенок водоносного пласта, если по геологическим условиям интервалы выше пакерного узла и представлены неустойчивыми породами в эатрубнае пространство интервала заканчивается расчетный объем бурового раствора, После этой операциии отсчитывается от отметки ня НКТ няустье "квяжицгпПри дохожцеции герметизирующе-центрирующих поясков 7 и 8 труб 2 и 3 до поясков б фильтра 1 пряным вращением производят соединение пояскон, профиль и размеры резьб которьгх одинаковы Резьбы поясков депаются с таким расчетом, чтобы зяварячивание в усло- О виях скважины происходило нормальш 1 например,резба цилиндрическим профилем, В процессе соединения поясков 6-8 одновременно происходит пакеровкя многослойного упруго-пружинного 15 лемсцтя 17, подвешенного на резьбонам соединении 6 муфты 15 НКТ и присаедиценнаго нижним концам к муфте 13,Длина нижней НКТ 4 г, ця муФте 15 которой подвешен пакерный узел, ныби рается такой чтобы после отворота, подъема вверх и в ходе заницчиняния поясков 7 и 8 к пояскам 6 происходила ацновременцял пакеровка элемента 17. Гс.рметичцссть пакеровки проверяется 25 стабц;,ппас гю уровня кидкости в зятрубцам прас гряцстне ця устье скважины и н НКТ. Пякерный элемент 17 изготавливают многослойцьи, например перин й внутри эластичный цилиндрической формы слой 28, изгатавленпыц, например, из резины или полимерных материалов, можетбыть с пружинными стержнями 29, второй слой металлический с упругспружинными пластинами 23, 24 или 25,26,третий слой эластичный аналогичный первому слою, четвертый (наружный) слой плястицы, аналогичный второму слою,40 изготовлен из полимерных материалов, имеющих максималца гладкие поверхносяи, Слои 28 элемента 17, чередующиеся со слоямц 23, 24 или 25, 26, при пякеровке (изгибе) должны досгя -.) 4гачнс прикрывать один другой, а также эластичные слои. Слои элемента 17 могут быть приклеены один к другому. В этом случае эластичные слои 28 долж. ны иметь сваи свойства максигляльной50растягинаемссти,Герметизирующий элемент 17 концами 27 слоев закрепляется в углубления 18 обойм 9 и 20 приклеинянием,болтами, сшиванием через мелкие отверстия (це показано) или в их сочетании, Зазоры 2 и 22 обойм 19 и 20обеспечивают свободное движецие пакерногс узла пс НКТ и ега посадку ня муфту 13, Размеры углублений .пазов) 8 зависят ст размеров Герметизирующего элемента 7.Порготонленнне таким образом опробователь скважин и водоносный пласт испыть;ваются и исследуются в обычномпорядке.После окончания опробонятельских работ медленным вращением влево БКТ отвинчивают резбовое соединение 16 ца муфте 15 и обойма 19, освобождаясь за счет усилий упругопружинных слоев 23, 24 или 25, 26 или в их сочетании, передвигается вверх. Таким образом, происходит ряспякерснка. Длина резьбоного соединения 16 должна быть не бсалее г 53 длины резбового соедице - пия НКТ 14, а шаг резьбы 6 должен быггь больше, чем резьбы НКТ 1 ч, Это необходимо для безопасного ведения ряспакеравки элемента 7. После распакеровки правым нрящегиегя НКТ производится закрепление их резьбаных соединений.После снятия якорного устройствас рабочего положения производитсяподъем опробователя скважины на поверхцо-т, Б с пучаях отсутствия цеобхоримости в рязглинизяции водоносных пластон и вазможности калмятасии филтря 1 используется упрсп:,енпьй вариант эпробонятеля скняжицы 5 например ис ползанание при бурении скважин крахмального раствора или безглинистых лрсм 1 всчнггх жидкостей. В этом случае :г кампсгнавку трубы 2 и 3 не включают, фильтрприсоединяется к патрубку 36 с крышкой 37, которая зажимает с:ясяник 38, Обойма 19 пакерногс элемента 17 упирается на муфту 17 1 Н(Т (без резьбсвага соединения 16)а обойма 20 - ца возвратно-зяжимнуяо пружь;яу 39, которая установлена ня крьппке 37. Пякеровка з данном случае произвацится следугащим образом,После заякореция апробавателя скважцнь в интервале опробования производится расчетный нажим в скважину колонны НКТ 5 на установленную заряпее длину, в эта время зажатый между гуфтсй 15 и пружиной 39 пакерный элемент 7 изгибается и происходит гякеровкя, В процессе нажима колонны 1.Кт 14 пялец ч 0 продвигается вниз папродольному вырезу 41, по достижениинеобходимой длины продвижения внизпалец вводится в горизонтальный вырез с ограничителем 42 хода НКТ, Таким образом фиксируется рабочее положение пакерного узла. Распакеровка производится в обратном порядке.Предохранительное кольцо 43 служит для ограничения хода НКТ 14 в патрубке 36, например хода вверх через крышку 37.Тираж 548 Государственно елам изобретен Москва, Ж, Подписноо комитета СССРй и открытийРаушская наб., д.4