Устройство для опробования пластовых жидкостей в процессе бурения

 

Изобретение относится к поисково-разведочному бурению на воду преимещуственно в неустойчивых песчано-глинистых породах. Цель изобретения - обеспечение послойного образования водоносных горизонтов в неустойчивых рыхлых породах. Устройство содержит спускаемый на бурильных трубах /БТ/ корпус с впускными каналами, породоразрушающим инструментом с промывочными окнами, промывочной трубкой /ПТ/ и обратным клапаном, сообщающим промывочные окна с каналом БТ. Фильтр смонтирован на корпусе и перекрывает впускные каналы. Между ПТ и корпусом образована кольцевая полость, в которой установлен всасывающий клапан выше впускных отверстий. В нижней части БТ над обратным клапаном смонтирован золотниковый клапан. Последний установлен с возможностью перекрытия канала БТ при его верхнем положении, сообщения канала БТ с полостью ПТ через обратный клапан и канала БТ с кольцевой полостью через всасывающий клапан при нижнем положении клапан. Корпус с фильтром, ПТ и клапанами представляет собой опробователь, который монтируется с помощью муфты на БТ. При посадке опробователя в водонасыщенный пласт нагнетаемая с поверхности насосом вода, проходя по каналам БТ, смещает клапан вниз до упора его в муфту и через промывочные окна и обратный клапан проникает в ПТ, а затем - на забой. При откачке вода из опробуемого водоносного слоя через фильтр поступает в кольцевую полость между корпусом и ПТ и далее через всасывающий клапан и окна клапана - в БТ, поднимаясь до уровня, соответствующего пьезометрическому напору в испытуемом пласте. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 Е 2! В 49/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМ ./ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 653860/23 — 03 (22) 09.02.60 (46) 30.10.89. Бюл. Ф 40 (72) В.И. Блажков (53) 622.243.68 (088.8) (56) Патент США Ф 2280785,кл.166-3, опублик. 1942.

Патент США Ф 2663545,кл.166-3, опублик. 1953. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРОБОВАНИЯ ПЛАСТОВЫ1 ЖИДКОСТЕЙ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к поисково-разведочному бурению на воду, преимушественно в неустойчивых песчано-глинистых породах. Цель изобретения— .обеспечение послойного образования водоносных горизонтов в неустойчивых рьгхлых породах. Устройство содержит спускаемый на бурильных трубах (БТ) корпус с впускными каналами, породоразрушающим инструментом с промывочными окнами, промывочной трубкой (ПТ) и обратным клапаном, сообщающим промывочные окна с каналом БТ. фильтр смонтирован на корпусе и перекрывает впускные каналы. Между ПТ и корпусом образована кольцевая полость, в

Изобретение относится к поисковоразвездочному буренин на вопу преимущественно в неустойчивых песчаноглинистых породах.

Цель изобретения — обеспечение послойного опробования водоносньгх горизонтов в неустойчивых рыхлых породах.

ÄÄSUÄÄ 1538595 А 1 которой установлен всасывающий клапан выше впускных отверстий . В нижней части БТ над обратным клапаном смонтирован зопотниковый клапан. Последний установлен с возможностью перекрытия канала БТ при его верхнем положении, сообщения канала FT с полостью ПТ через обратный клапан и канала БТ с кольцевой полостью через всасывающий клапан при нижнем положении клапана. Корпус с фильтром, ПТ и клапанамн прецставляет собой опробователь, который ; .нтируется с помощью муфты на БТ. При посадке опробователя в водонасыщенный пласт, нагнетаемая с поверхности насосом вода, проходя по каналам БТ смещает клапан вниз до упора его в муфту и через промывочные окна и обратный клапан проникает в ПТ, а затем на забой. При откачке вада из опробуемого водоносного слоя через фильтр поступает в кольцевую полость между корпусом и ПТ и далее через всасывающий клапан 12 и окна 11 клапана 9 в БТ 1, поднимаясь до уровня, соответствующего пьезометрическому напору в испытуемом пласте. 1 ил.

На чертеже предс1 авлено устройство, общий вид.

Устройство содержит опусКаемый на бурильных трубах 1 корпус 2 с вп ными каналами 3, породоразрушающим инструментом 4 с промывочными окнами 5., промывочной трубкой

6 с обратным клапаном 7, фильтром

1518505 ка

При сетчатом фильтре диаметр пускных отверстий 3 составляет мм, и они располагаются в шахматам порядке при расстоянии между ося ми отверстий 8 мм.

В обоих случаях скважность карка-! са фильтра составляет 32-36Х, что позволяет не делать монтажной обмотки его проволокой. Тип пародоразру шающего инструмента подбирается в

50 зависимости от водовмещающих пород . если это чистые пески, то используют промывочный башмак l4 если. пески с прослойками плотных глин, песчаника или известняка, то применяют породоразрушающий инструмент 4, который

55 армируют пластинками твердого сплава.

Нижний конец промывочной трубки 6 имеет резьбу для крепления ее с.по8i золотниконым клапаном 9, уплотнит ельными кольцами 10 и промывочными нами 11, золотниковый клапан 9 усновлен с возможностью перекрытия нала бурильных труб 1 при верхнем ложении этого клапана. При нижнем ложении золотниковый клапан сообает канал бурильных труб 1 с полостью промывочной трубки 6 через !О братный клапан 7 и с кольцевой поостью, образованной между промыочной трубкой 6 и корпусом 2. В этой ольцевой полости выше выпускных ка- алов 3 установлен всасывающий клаан 12.

Корпус 2 с фильтром 8, промывочой трубкой 6 и клапанами 7, 9 и 12 редставляет собой опробователь, коорый монтируется с помощью соединиельной муфты 13 на бурильных трубах

1 . Фильтр не пропускает мелкий песок нутрь опробователя при откачке воды . редохранительная обмотка по верху етки фильтра 8 не выполняется, а ее 25 охранение для многократного испольования достигается тем, что опайка а корпусе 2 производится участками иной 25-40 см с интервалами 5мм, на которых электросваркой наариваются пояски, выступающие над оверхностью фильтра на 1 мм.

Каркас (корпус 2) проволочного ильтра перфорируется расположенными шахматном порядке при расстоянии ежду осями отверстий 1Î мм отверстияи 3 диаметром 5 мм, которым раззеновываются. Диаметр проволоки 1,5 мм. мощью муфты 15 и контргайки 16 или втулки 17, а верхний конец эт и трубки нарезают под муфту 18 и .-.озетку 1 9 всасывающего клапана 12.

Корпус 20 эолотникового клапана

9 зажат между кольцевым выступом муфты 21 и бурильной трубой 1 .Этот клапан препятствует проходу глинистого раствора внутрь бурильных труб 1 через фильтровую сетку во избежание закупорки ее поверхности частицами песка и глины из промывочного раствора при опускании опробователя на забой .

Обратный клапан 7 тарельчатого типа монтируется внутри муфты 8; его розетка 22 ввинчивается в муфт так, чтобы она была ниже окон 23, вырезанных в торце муфты 18 для прохода промывочной воды в трубку

6. Этот клапан предупреждает прони .— новение песка вместе с водой в бурильные трубы при пробной откачке.

Всасывающий клапан 12 кольцевого типа выполнен из листовой резины и служит для перекрытия кольцевого зазора между промывочной трубкой 6 и корпусом 2 от проникновения в него промывочной воды, нагнетаемой по трубке 6 при установке снаряда на интервал опробования способом размыва забоя ° Розетка 19 навинчивается на промывочную трубку 6 до упора в корпус 2, а резиновое кольцо (клапана 12) зажимается муфтой 18.

Устройство для опробования пластовых жидкостей в процессе бурения работает следующим образом.

При колонковом бурении вопрос о целесообразности опробования воданосности породы решается по керну.

При врезке колонковой трубы в песок, что должно быть известно.по буримости и поглощению раствора, производится эатирка и подъем керна.

При бурении сплошным забоем вопрос о целеообразности опробования решается по косвенным признакам водонасности: буримости, поглощению промывочной жидкости, шламу и соот- . ветствию этих признаков проектным интервалам встречи водовмещающих песков.

Для опробования породы колонковую трубу или долото заменяют апробователем и опускают его на забой. Последние несколько метров штанг в эа! 518505

BHc имо с ти от ож идя емого положения статического уровня воды заменяют обсадными трубами (например, диамет— ром 73 мм) с переходником на веду5 щую ш тангу. При этом ест: водовме— щающей породой оказывается песок, 1 то эти трубы должны возвышаться над уровнем скважины на длину опробователя, т.е. на 2-3 м. Если песок с прослойками плотных .глин, известняка или песчаника, то длину указанных труб необходимо подобрать так, чтобы их верх был ниже вращателя станка.

Когда опробуется песок, снаряд на- 15 ращивают ведущей штангой, включают насос и, нагнетая чистую воду, преодолевают давление раствора на забое, а затем постепенно погружают опробователь в породу с помощью небольшой расходки по принципу известного способа фильтров размывом забоя водой. Избыточное давление воды, необходимое для размыва забоя и посадки опробователя в песок выдерживают в пределах 7-10 атм. При этом нагнетаемая насосом вода, преодолев давление раствора на забое, смещает эолотниковый клапан 9 вниз до упора его в муфту 18 и через промывочные окна 11 и 23 и 30 обратный клапан 7 проникает в промывочную трубку б, а затем на забой.

На погружение опробователя в песок затрачивают не более 1-2 мин, после чего, удалив ведущую штангу, можно про- 35 извести замер уровня воды и приступить к пробной откачке желонкой, свабом ипи штанговым насосом, При откачке вода иэ опробуемого водоносного слоя через фильтр 8 посту-40 пает в кольцевой зазор между корпусом

2 и промывочной трубкой 6, а затем через всасывающий клапан 12 и окна

11 золотникового клапана 9 проходит в бурильные трубы 1, поднимаясь до ф5 уровня, соответствующего пьезометрическому напору в испытуемом пласте.

Возможность проникновения глинистого раствора из ствола скважины через фильтр снаряда при откачке совершенно Я исключена, так как после насадки фильтра последний обсыпается оседающим песком, поднятым при размыве забоя, а затем глинизируется .

Когда водовмещающие пески вк. ючают прослойки плотных глин, известняка или песчаника, а в качестве породоразрушающего инструмента используется долото

4, погружение опробователя в породу производят дважды; первый раз с целъю перебуркн твердых слоев обычным вращением снаряда " промывкой чистой водой, а затем, госле наращивания одной трубы, равной длине опробователя, : наряц снова сажают на забой способом размывки забоя расходкой с промывкой чистой водой.

В этом случае перебуривание 2-3-метрового интервала для установки опробователя ведут на повышенной скорости, а промывку не прекращают до отрыва

1 снаряда от забоя, это предохраняет его от прихвата оседающим песком.

Для исключения повреждения латунной сетки фильтр следует делать проволочным. После удаления ведущей штанги приступают к замеру уровня и пробной откачке.

Отбор проб водьг для анализа осуществляют только в конце откачки, чтобы не взять воду, смешанную с промывочноР.В конце откачки замер уровня повторяют.

Ввиду того, что эффект быстрого устачовления истинного статического уровня и максимального притока достигается за счет сохранения максимаганой водонепроницаемости песков (поскольку способ установки ф:.. ьтра размывкой забоя повьш ает водопроницаемость за счет выноса мелких фракций песка и оседания крупных фракций вокруг фильтра), перед погружением фильтра в песок штанги промывают от оставшегося на внутренних стенках глинистого раствора. Это достигается следующим образом.

Если скважина неглубокая, то после посадки фильтра промывочная вода успевает обмыть стенки штанг и вынести мутную воду из фильтра.

Если скважина глубокая и стенкам ее не угрожает обвал от закачки на забой некоторого количества чистой воды, то перед погружением фильтра в песок через штанги прокачивают чистую воду.

Если скважина глубокая и закачка чистой воды на забой опасна, то при подъеме снаряда перед опробованием каждую свечу промывают чистой водой через насос и питанг.

" осле пробной откачки снаряд из- . влекают из скважины. Для увеличения надежности извечения снаряда на забой предварительно закачивают через опро1518505 бс ватель 200-300 л глинистого раствоормулаиз обретения д б

P р т,в

IF д

И

Составитель Е . Самойленко

Редактор А . Огар Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

)» аказ 6580/37 Тираж 514 Подписное дНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Устройство для опробования пластох жидкостей в процессе бурения, соржащее спускаемый на бурильных трух корпус с впускными каналами, подоразрушающим инструментом с провочными окнами и размещенной внуткорпуса промывочной трубкой с обтным к тапаном, сообщающим промывоч е окна породоразрушающего инструменс полостью бурильных труб, о т— и ч а ю щ е е с я тем что,сцелью еспечения послойного опробования доносных горизонтов в неустойчивых .:.лых породах, оно снабжено эолот- 20

HHKoBbiM H всасывающим клапанами и филь тром, причем последний смонтирован на корпусе с перекрытием впускнъ х каналов, между промывочной трубкой и корпусом образована кольцевая полость, а всасывающий клапан установлен в этой полости выше впускных отверстий корпуса, при этом золотниковый клапан смонтирован в нижней части бурильных труб над обратным клапаном с возможностью перекрытия канала бурильных труб при его верхнем положении, сообщения канала бурильных труб с полостью промывочной трубки через обратный клапан и сообщения канала бурильных труб с кольцевой полостью через всасывающий клапан при нижнем положении золотникового клапана.