Пробоотборный снаряд

Союз Советсиик

Социалистических

Рес убп

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()883380 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 290978 (21) 2668194/22" 03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Е 21 В 49/08

3ЪеудерстваеаыЯ кеивтет

СССР ав делан изебретенк11 и еткрытий

Опубликовано 23.1131, Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23.1 181 (53) УДК 622,243.

68(088.8) (72) Авторы изобретения

Е.И. Танов, В.И. Грабенко и P.A. Исмаилов

Туркменский научно-исследовательский геоло1горазведочный институт Управления геологйи

Туркменской CCP (71) Заявитель (54) ПРОБООТБОРНИЙ СНАРЯД

Изобретение относится к области бурения, а именно к устройствам для бурения и отбора проб из скважин механическими средствами, а более конкретно - герметизированных жидких и газообразных проб из зоны ниже забоя скважины.

Известен пробоотборный снаряд, включающий полую шнековую колонну и съемный вакуумируемый на поверхности пробоотборник. Он позволяет проводить забуривание в забой скважины и получать представительную пробу флюида из пласта ниже забоя.

Недостатком данного снаряда является то, что он эффективен при буре1$ нии скважин глубиной до 50 м шнековым способом, что не отвечает требованиям глубокого шнекового бурения.

Известен также пробоотборный снаряд, включающий колонну бурильных труб и подвижный относительно колонны труб передовой шнековый наконечник, содержащий пробоотборную камеру

2 с помещенным в ней поршнем со штоком и впускной канал, перекрытый подпружиненным клапаном (23.

Данный снаряд позволяет отбирать пробы пластового флюида с больших глубин и не позволяет надежно отбирать незагрязненную пробу флюида, так как при извлечении снаряда в первоначальный момент некоторое количество промывочной жидкости проникает в пробоотборную камеру.

Цель изобретения - повышение надежности работы снаряда.

Поставленная цель достигается тем, что он снабжен подпружиненным фикса-. тором и дополнительным штоком, жестко соединенным с клапаном и имеющим шлипс на конце, а в поршне выполнены радиальные каналы, в которых установлены с возможностью взаимодействия со шлипсом штока клапана подпружиненные фиксаторы, причем шток поршня жестко соединен с колонной бурильных труб и зафиксирован относительно

4 шнекового наконечника, а шток клапана двусторонне подпружинен относительно последнего.

На фиг.1 представлен общий вид снаряда, продольный осевой разрез; на фиг.2 - то же,при отборе пробы, на фиг.3 — то же, после отбора пробы.

Пробоотборный снаряд включает по- . лую колонну 1 труб, несущую шнековый наконечник 2, в полости которого может перемещаться поршень 3 со штоком

4 пробоотборника. Поршень со штоком выполнен в виде передового наконечника колонны труб, жестко с ней связанного. Нижняя поверхность поршня 3 имеет фигурную1например квадратную выемку 5, в которую входит ответный выступ 6 переходника 7, жестко связанного со шнековым наконечником 2.

Такое сопряжение поршня 3 и переходника 7 шнековому наконечнику может быть передано вращением от колонны труб 1. В штоке 4 выполнена осевая полость 8, сообщенная с полостью -ко-. лонны, в которой помещен подпружиненный пружиной 9 поршень 10, служащий для восприятия давления из полости колонны труб давления промывочной жидкости или же от специально сбрасываемого по трубам груза . Шток 4 может перемещаться в осевом канале верхней втулки 11 шнекового наконечника 2 и имеет радиальные отверстия

12, в которых помещаются шары 13 осевой фиксации штока во втулке. На внутренней поверхности канала втулки выполнена кольцевая канавка 14 подшары 13,а поршень 10 имеет кольцевую расточку t5, в которую западают шары 13 при расфиксации штока 4 со шнековым наконечником 2. Сопряжение штока 4 и втулки 11 снабжено кольцевыми уплотнениями 16. Шток 4 своим коническим резьбовым гнездом 17 соединен с передовым концом колонны труб 1. Нижняя осевая полость 18, выполненная в поршне 3 и части штока

4, является продолжением осевого канала в переходнике 7. В ней помещен шток 19 пробоприемного клапана, 20.

Клапан 20 перекрывает седло 21,через отверстие которого в полость шнекового наконечника 2 поступает проба.

Шток 19 клапана имеет средний упор в виде втулки 22, перемещающейся вместе со штоком 19 в направляющем осевом канале переходника 7. В нижней части осевого канала переходника

7 помещена пружина сжатия 23, при$ о !

5 го

25 зо

3S

4О

4S

55 жимающая клапан 20 к седлу 21 относительно переходника. Между упорами выемки 5 в поршне 3 и втулкой 22 помещена пружина сжатия 24, служащая для преодоления гидростатического давления на клапан 20 при отборе пробы. Шток 19 клапана заканчивается шлипсом 25, с которым взаимодействует механизм привода пробоприемного клапана, выполненный в виде фиксаторов 26, имеющих форму шаров и помещенных в радиальных каналах 27 поршня 3 подпружиненных пружинами 28 и поджатых с внешних сторон резьбовыми пробками 29. Поршень 3 имеет кольцевое уплотнение 30, а в переходнике 7 выполнены осевые каналы 31 для поступления отбираемой пробы в образующуюся при подъеме поршня 3 в шнековом наконечнике 2 подпоршневую полость 32.

Верхйяя полость 33 шнекового наконечника обеспечивает требуемое перемещение поршня. В нижней части шнековый наконечник 2 имеет вентиль 34 для отбора пробы на поверхности и несет долото 35, Действие пробоотборного снаряда осуществляется следующим образом.

Снаряд на колонне бурильных труб 1 опускают на забой скважины. В исходном положении колонна через поршень 3 сопряжена с переходником 7 и ее вращение может передаваться шнековому наконечнику 2. Поршень 10 в верхней осевой полости 8 штока фиксирует шарами 13 положение штока 4 во втулке

11 наконечника. Клапан 20 поджат пружиной 23 к седлу 21. Разжимающее усилие пружины 24 достаточно для преодоления ею гидростатического давления на забое скважины.

После достижения снарядом забоя его забуривают в забой на высоту шнекового наконечника 2. Далее всю колонну приподнимают над забоем на 250300 мм. При этом под наконечником 2 образуется полость, а порода на витках шнека служит ее уплотнением . В образованную таким образом полость поступает из пласта пластовая жидкость.

Созданием избыточного давления промывочной жидкости в полости колонны труб 1 или же весом специально опускаемого груза перемещают поршень 10 в верхней осевой полости 8 штока 4, сжимая пружину 9. При этом шары 13 утапливаются и западают в кольцевую расточку 15 поршня 10 ° Шток 4 расфик.8833 сирован относительно шнекового наконечника 2.

Поднимая колонну труб 1 вверх, перемещают тем самым поршень 3 в шне- ковом наконечнике. Поршень 3 выходит из квадратного выступа переходника 7, а фиксаторы 26 привода пробоприемного клапана подхватывают шток 19 за шлипс 25. Пробоприемный клапан 20 открывается, Через отверстие седла а

21 и каналы 31 переходника 7 s образующуюся подпоршневую полость 32 поступает пластовая жидкость и заполняет ее, пружина 23 .при этом сжимается.

При дальнейшем подъеме поршня 3 1ю вверх усилие пружин 28, поджимающих фиксаторы 26 к шлипсу 25, становится меньшим усилия сжатой пружины 23.

Шары 26 утапливаются в своих каналах 27, шлипс 25 срывается с шаров, уф клапан 20 под действием пружины 23 садится на седло 21. По мере подъема снаряда в стволе скважины избыточное давление флюида в полости 32 создает дополнительное усилие на клапан 20, И чем обеспечивается герметизация. В извлеченном на поверхность снаряде через вентиль 34 осуществляется отбор пробы.

Предлагаемый пробоотборный снаряд зв обеспечивает бурение с отбором достоверных герметичных проб флюида как из сухих, так и из обводненных разрезов.

Поэтому он найдет широкое применение, особенно при газометрической съемке и ходе геохимических поисков месторождений нефти и газа. Кроме того, пред", лагаемый снаряд может быть использован для отбора проб из призабойных зон скважин; бурение которых до интер- в вала подлежащего исследованию, велось либо с промывкой, либо с продувкой забоя.

Пробоотборный снаряд обеспечивает возможность отбора проб из скважин глубиной от 20 до 600 и более метров

80 Ь в зависимости от литологического состава изучаемого разреза.

Изготовленный и опробованный в организации снаряд рассчитан для пород до U категории по буримости.

Следовательно, если в бурящейся скважине встречаются горизонты до

V категории на глубине до 1000 м,. они могут быть опробованы этим пробоотборным снарядом.

В пробоприемной камере поднятого на поверхность снаряда сохраняется пластовое давление, а в случае необходимости, его можно заменять.

Формула изобретения

Пробоотборный снаряд, включающий колонну бурильных труб и подвижный относительно колонны труб передовой шнековый наконечник, содержащий пробоотборную камеру, с помещенным в ней поршнем со штоком и впускной канал, перекрытый подпружиненным клапаном, отличающийся тем, что, с целью повйшения надежности работы, он снабжен подпружиненными фиксаторами и дополнительным штоком, жестко соединенным с клапаном и имеющим шлипс на конце, а в поршне выполнены радиальные каналы, в которых установлены с возможностью взаимодействия со шлипсом штока клапана подпружиненные фиксаторы, причем шток поршня жестко соединен с колонной бурильных труб и зафиксирован относительно шнекового наконечника, а шток клапана двусторонне подпружинен относительно последнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР 605953, кл E 21 В 49/02 1977 °

2. Патент CU!A 1 2557925, кл. 175-233, опублик. 1951 (прототип).