Пробоотборник

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 и 848УОУ

Св1оа СоввУских

Социалистичвсаи

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.11.71 (21) 1714264/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28.03.77 (51) М. Кл E 21В 49/00

Гасударственный комитет

Совета 1йинистров СССР (53) ДК 622.243.68.05 (088.8) по делаи изо6ретений и открытий (72) Авторы изобретения

Л. С. Косых и Ф. П. Донцов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (54) П РОБООТ БОР Н И К

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технике опробования водоносных горизонтов, сложенных рыхлыми породами, осуществляемого в процессе бурения скважин.

Известны устройства для опробования водоносных горизонтов.

Прототипом изобретения является конструкция пробоотборника, содержащего корпус, фильтр с буровым наконечником и механизм отбора пробы с эластичным баллоном, камерой для пробы и всасывающей трубкой.

Однако этот пробоотборник не позволяет определять гидрогеологические характеристики водоносного горизонта в процессе отбора пробы.

Это достигается в предлагаемом пробоотборнике за счет того, что механизм отбора пробы выполнен в виде размещенного в корпусе подвижного в осевом направлении кожуха с прорезями, через которые жестко связаны с корпусом размещенные в этом кожухе эластичный баллон и шток включения измерительного прибора, а шток включения другого измерительного прибора размещен в камере, гидравлически связанной с камерой для пробы.

На фиг. 1 — 10 дан общий вид пробоотборника.

Пробоотборник содержит корпус 1, перехолник 2 к бур11льиым трубам 3, содержаицш сальники 4, переходник 5 с сальником 6, фильтр 7 с буровым наконечником 8 и шнеками 9. Фильтр 7 содержит сливное устройство

10, выполненное в виде корпуса 11, содержащего в верхней части втулку 12, полый штырь

13 и кольцевую контактную прокладку 14. В нижней части устройство содержит полый штуцер 15, на коническом конце которого имеются отверстия 16, причем герметичность соединения штуцера с корпусом обеспечивается контактом их конических поверхностей.

Внутри корпуса 1 устройства расположен механизм отбора пробы, который содержит ко15 жух 17, имеющий в стенке прорези (окна) 18, шлицевую опору 19, выше которой помещен эластичиьш баллон 20, который посредством крышки 21, штуцера 22, прокладки и иакидиой гайки 23 герметично соединен с входной труб20 кой 24, а та, в свою очередь, свободно выступает из переходника 2 и подвижно соединена с последним сальниками 4.

Ниже шлицсвой опоры 19 расположена пружина 25 и ее опора 26, шлицы опоры 19 сво25 бодно выступают вовне из кожуха 17 через прорези 18 и имеют кольцевые опоры 27 и 28 на внутренней стенке корпуса 1 устройства.

К нижнему I OHII 1 кожуха 1 / механизма отбора пробы присоединен патрон с секундоме311 ром, который содержит собранный из труб

548707

60 корпус 29, гнездо 30, секундомер 31, помещенный в гнездо, пружину гнезда 32 с установочным болтом 33, обойму 34 с помещенным в нее пальцем 35 и пружиной 36, колпачок 37 тонкой регулировки, шток 38, подвижно соединенный посредством сальников 39 с ниппелем 40 корпуса 29 патрона; в выступающей из ниппеля части шток снабжен пружиной 41 и поперечным стержнем 42, концы которого свободно выступают через прорези 43 и имеют кольцевые опоры 44 и 45 на внутренней стенке корпуса устройства, К нижней части глухого ниппеля 46 патрона присоединена камера для пробы, содержащая корпус 47 с герметично присоединенной к последнему всасывающей трубкой 48, внутри которого помещен глубинный самопишущий манометр 49 с держателями 50 и 51 и опорой 52 манометра, патрон с секундомером, содержащий сборный из труб корпус 53, гнездо 54, секундомер 55, помещенный в гнездо, пружину гнезда 32 с установочным болтом 33, обойму

34, палец 35, пружину 36, колпачок 37, шток

56, пружину 57 с опорой 58, ограничительное кольцо 59 на штоке 56.

Выше патрона с секундомером камера для пробы содержит поплавок 60 с опорой 61 и загрушку 62 с вмонтированным в нее игольчатым клапаном 63.

В свою очередь, всасывающая трубка 48 камеры, помещенная внутри фильтра 7 устройства, подвижно соединена сальником 6 через переходник 5 с корпусом 1 устройства и имеет герметичный контакт своим нижним торцом со сливным устройством, который обеспечивается пружиной 25 механизма отбора пробы.

Устройство работает следующим образом.

С целью исследования водоносного горизонта, встреченного скважиной, пробуренной с промывкой глинистым раствором, дальнейшая углубка скважины прекращается, буровой снаряд извлекается на поверхность и на тех же бурильных трубах 3 пробоотборник опускается на забой скважины, Затем вращением колонны бурильных труб фильтр 7, снабженный шнековыми лопастями, внедряется в целиковую часть пласта.

После внедрения фильтра 7 на заданную глубину вращение колонны бурильных труб 3 прекращается. Затем посредством компрессора, имеющегося в комплекте буровой установки, через бурильные трубы 3 и входную трубку

24 в эластичный баллон 20 устройства нагнетается воздух с избыточным давлением. Под воздействием созданного давления эластичный баллон удлиняется, перемещая вверх на величину, равную свободной высоте прорезей 18 в кожухе 17 механизма отбора пробы, патрон 29 с секундомером 31 и камеру для пробы 47 с всасывающей трубкой 48. Одновременно шток

38 с поперечным стержнем 42, оставаясь непо5

45 движным относительно корпуса 29, посредством пальца 35 включит в работу секундомер 31.

В свою очередь, в результате перемещения всасывающей трубки 48 вверх между ее нижним торцом и сливным устройством 10 образуется щель, через которую жидкость из исследуемого пласта через фильтр 7 и всасывающую трубку 48 начнет поступать в камеру для пробы за счет разности давлений в пласте и камере.

В период заполнения корпуса камеры 47 водой воздух из последней через игольчатый клапан 63 поступает в остальные полости устройства, находящиеся вне камеры, обеспечивая тем самым заполнение полного объема камеры водой при незначительном избыточном давлении воздуха в последней.

В момент заполнения камеры пробой воды поплавок 60 закроет игольчатый клапан 63, в камере резко повысится давление за счет пласта, в результате чего шток 56 переместится вниз и посредством пальца 35 включит в работу секундомер 55.

В свою очередь глубинный манометр 49, помещенный в камеру для пробы, зарегистрирует рост и установление пластового давления в течение всего периода опробования пласта.

После отбора пробы (заполненпя камеры водой) компрессор отключается и стравливает ся воздух из бурильных труб, причем продолжительность работы компрессора устанавливается заведомо большим, чем время, необходимое для заполнения камеры пробой воды из пласта.

При стравливании воздуха в эластичном баллоне 20 понизится давление (вплоть до атмосферного) и под действием пружины 25 механизма отбора пробы камера для пробы 47 с всасывающей трубкой 48 переместится вниз в исходное положение, при этом восстановится контакт всасывающей трубки 48 со сливным устройством 10 и устройство разобщится гидродинамически с пластом.

Ф ор мула изобретения

Пробоотборник, содержащий корпус, фильтр с буровым наконечником и механизм отбора пробы с эластичным баллоном, камерой для пробы и всасывающей трубкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения гидрогеологических характеристик водоносного горизонта в процессе отбора пробы, механизм отбора пробы выполнен в виде размещенного в корпусе подвижного в осевом направлении кожуха с прорезями, через которые жестко связаны с корпусом размещенные в этом кожухе эластичный баллон и шток включения измерительного прибора, а шток включения другого измерительного прибора размещен в камере, гидравлически связанной с камерой для пробы.

548707

Составитель В. Орлов

Текред Л. Гладкова

Редактор Е. Шепелева

Коррсктор И. Позняковская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 545/2 Изд. № 300 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 415