Устройство для замера и записи усилий

Авторы патента:

E21B47 - Исследование буровых скважин (регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08; геофизический каротаж G01V)

(11) 747989

Союз Соеетскмх

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-",Г (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2612471/22-03 (51) М. Кл.

E 21 В 47/00 с присоединением заявки №вЂ”

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26 (53) УДК 622.243

5 053 (088 8) 50 йвпвм изобрвтвиий и втхрытхй

Дата опубликования описания 25.07.80 (72) Автор изобретения

А. Ф. Магерамов (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И ЗАПИСИ УСИЛИЛ

ГвсУдаРстввииых комнтет (23) П ио итет

Изобретение относится к технике отбора керна породы в скважине при бурении, а именно к устройствам для исследования работы керноприемников в скважинах, и пред-,: назначено для замера и записи гидростатических, гидродинамических и радиальных . усилий, действующих на керн в процессе его отбора при проводке скважины.

Отбор керна колонковыми трубами не всегда бывает удовлетворительным, так как керн разрушается в процессе бурения и подьема, что происходит, в частности, из-за размывающего действия промывочного раствора, самозаклинивания керна, вибрации инструмента при бурении, ударов колонны труб о стенки скважины и т. д. Имеет место также влияние давления столба жидкости, находящегося в бурильных трубах над керном 111.

Вследствие деформации и разрушения керна под воздействием упомянутых факторов невозможно получить полную геологическую информацию по отобранному кер. ну.

Для получения объективиых данных о факторах воздействия на керн в процессе его отбора необходимо измерить значения

2 гидродинамических, гидростатических и радиальных усилий, действующих на керн в керноприемнике.

Известно устройство для замера и записи радиальных усилий, действующих на бу5 рильную колонну в скважине, содержащее корпус, плавающую втулку, чувствительные элементы, уравнительный узел, выполненный в виде блока связанных поршней, взаимодействующих с чувствительными элементами, и регистрирующий прибор с за1О писывающим механизмом 12).

Данным устройством невозможно осуществить замеры и запись гидродинамичес,ких, гидростатических и радиальных усилий, действующих на керн в керноприемнике.

Целью изобретения является повышение эффективности измерения усилий, действующих на керн в процессе его отбора, Для достижения цели устройство снабжено инерционным элементом, шарнирно

I связанным с валом и выполненным с осевым и радиальными каналами;причем, поршни с толкателями установлены в радиальных каналах инерционного элемента и жестко связаны с втулками, а осевой канал сооб 747989

$$ щается с,полостью регистрирующего прибора, и в нижней части осевого канала установлен обратный клапан, а в корпусе выполнены каналы, сообщающие полости корпуса инерционного элемента с внутритрубным пространством.

На чертеже изображено устройство в разрезе.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором расположен полый вал 2, посажен ный на подшипники 3, глубинный регистри- $0 рующий манометр 4 с часовым механизмом, гидровключатель 5, который обеспечивает включение часового привода по заданному значению давления, устанавливаемому в соответствии с глубиной спуска устройства и плотностью бурового раствора. К нижнему концу вала 2 прикреплен инерцибнный элемент 6 посредством шарнирной трубчатой подвески 7, обеспечивающей вращение, а также поперечные перемещения инерционного элемента 6 в вертикальной плоскости, $0 благодаря чему элемент 6 имеет возможность имитировать работу керна- в керноприемнике и воспринимать радиальные усилия, действующие на керн при его отборе.

Масса инерционного элемента 6 определяется и подбирается, исходя из соответствующего удельного веса разбуриваемой породы.

Корпус 1 устройства рассчитан на передачу крутящего момента и поток промывочной жидкости в процессе бурения скважины через четыре канала 8. 30

В инерционном элементе 6 имеются четыре плавающие сегментные втулки 9, связанные посредством толкателей 10 с поршнями 1, находящимися в цилиндрах 12. Толкатели 10 возвращаются в исходное положе- $$ ние пружинами 13, которые подобраны с необходимыми для этого характеристиками, Полости цилиндров 12 сообщаются через канал 14 в теле инерционного элемента 6, канал трубчатой подвески 7, кольцевое прост- 0 ранство 15, отверстия 16 с полостью корпуса глубинного манометра 4. Для гашения возможной вибрации и фиксации (предотвращения вращения) глубинного манометра 4 служат упругие резиновые втулки 17и пружина 18. 4$

Втулка 19 из влагостойкого материала и пружина 20 обеспечивают герметизацию под шипникового узла. Внизу канала 14 в инерционном элементе 6 установлен обратный клапан 21, через который полость канала !4 и кольцевое пространство 15 в корпусе 1

"ообщаются с внутренним пространством . ереводника 22 и бурильного инструмента. внутренним пространством переводника

21 и бурильных труб кольцевое пространство 15 сообщается посредством канала 24, ;" .- поленного в корпусе 1 под углом вниз от вертикальной оси. Устройство подсоеди;;пется к колонне бурильных труб посредст.;::о . -.,ереводника 23, а к устройству, в свою очередь, подсоединяется керноприемник по. средством переводника 22.

Устройство работает следующим образом

При вращении колонны бурильных труб на инерционный элемент 6 действуют силы трения от протекающей в полости переводника 22 промывочной жидкости. Элемент 6 вращается, но с меньшей угловой скоростью, чем керноприемник.

В процессе разбуривания породы и отбора керна на последний действуют радиальные усилия, которые одновременно воспринимаются инерционным элементом 6, имитирующим работу керна в керноприемнике.

В результате элемент 6, помимо вращательного движения, совершает благодаря шарнирной подвеске 7 линейные поперечные перемещения, что приводит к контакту элемента 6 с внутренней поверхностью переводника 22. При этом радиальное усилие воздействует на плавающую сегментную втулку

9 и передается толкателю 10, Перемещаясь в сторону направления усилия, толкатель 10, преодолевая сопротивление пружины 13, передвигает поршень 11 в цилиндре 12..

Движение поршня l вызывает повышение давления в канале 14 (обратный клапан

2l при этом закрывается), канале подвески

7 и в кольцевом пространстве 15. Повышение давления воспринимается через отверстия

l6 в корпусе глубинного манометра 4 датчиком давления указанного манометра и регистрируется его записывающим механизмом.

После исключения воздействия радиального усилия на керн и соответственно на инерционный элемент 6 пружина 13 возвращает толкатель 10, поршень 11 и втулку

9 в исходное положение, обратный клапан 21 открывается, и давление в системе: канал

14 вЂ” кольцевое пространство 5 уравновешивается с давлением в полости переводника 22.

Канал 24 в корпусе устройства предназначен для сброса избыточного давления в вышеуказанной системе. Выполнение канала наклонным облегчает выход жидкости из кольцевого пространства 15.

Вследствие того, что канал 14 и кольцевое пространство 15, связанные с внутренним пространством бурильных труб через обратный клапан 21 и канал 24, постоянно находятся под воздействием гидростатического и гидродинамического давлений, то изменение давления в этой системе, фикси- руемое механизмом, будет одновременно соответствовать гидростатическому и гидродинамическому давлениям и радиальным усилиям. Записи радиального усилия, воспроизводимые на диаграммном бланке, носят кратковременный и, скачкообразный характер и его величина, выше значения гидростатического и гидродинамического давлений.

747989

Формула изобретения

1О

Использование предлагаемого устройст ва обеспечивает точное измерение и регист рацию факторов, воздействующих на керн в керноприемнике в процессе отбора керна при бурении скважины, благодаря чему достигается возможность получения подробной и достоверной геологической информации по отобранному керну с учетом воздействующих на него разрушающих факторов.

1. Устройство для замера и записи усилий, действующих на керн в керноприемнике, содержащее установленный в бурильной трубе корпус с валом, плавающие втулки, чувствительные элементы с поршнями и толкателями и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности измерения усилий, действующих на керн в процессе отбора, оно

6 снабжено инерционным элементом, шарнирно связанным с валом и выполненным с осевым и радиальными каналами, причем поршни с толкателями установлены в радиальных каналах инерционного элемента и жество связаны с втулками, а осевой канал сообщается с полуосью регистрирующего прибора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нижней части осевого канала установлен обратный клапан, а в корпусе выполнены каналы для сообщения полостей корпуса инерционного элемента и внутритрубного пространства.

- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Червонский Е. Г. Основы технологи бурения структурных скважин. М., 1962, с, 174.

2. Авторское свидетельство СССР № 404930, кл. Е 21,В 17/00, 1971.

747989

1Ф

Составитель Е. Садовников

Редактор Т. Вирко . Техред К. Шуфрич Корректор М. Ц1арошн

За к аэ 4200/21 Тираж 626 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрегеннй и открытий

1 I 3035, Москва, Ж --35, Раугвская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для спуска приборов в скважину // 747987

Способ обнаружения отложений солей в газовых скважинах // 747983

Стенд для исследования процесса образования эмульсий // 747982

Устройство для измерения температуры горных пород // 746098

Прибор для измерения углов измерения скважины // 746097

Устройство для определения кривизны скважин // 746096

Инклинометр // 746095

Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости // 2100592

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, в частности к способам контроля содержания нефти в пластовой жидкости скважины в процессе ее эксплуатации

Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости // 2100593

Способ определения азимута и зенитного угла скважины и гироскопический инклинометр // 2100594

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано, например, для обследования нефтяных, газовых и геофизических скважин путем движения скважинного прибора в скважине в непрерывном или точечном режиме, при определении азимута и зенитного угла скважины

Скважинный термометр // 2100595

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры в буровых скважинах

Установка для измерения и исследования продукции скважин // 2100596

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к области измерения продукции (дебита) различных категорий нефтяных скважин (мало-, средне- и высокодебитных) и определения фазного и компонентного составов

Бескарданный гироскопический инклинометр и способ выработки инклинометрических углов // 2101487

Устройство для измерения изменений внутреннего диаметра обсадных колонн // 2101488

Изобретение относится к средствам контроля технического состояния обсадных колонн в скважинах и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства

Телеметрическая система передачи и приема информации в процессе бурения // 2101489

Изобретение относится к геофизическим исследованиям

Способ обработки сигналов инклинометрических преобразователей (его вариант) // 2102596

Способ контроля состояния крепи скважины // 2102597

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам, применяемым для геофизических исследований скважин, и предназначено для технического состояния их крепи: обсадной колонны и цементного кольца в заколонном пространстве, а также спущенных в скважину насосно-компрессорных труб (НКТ)