КЕРНОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Предложение относится к области бурения скважин с отбором керна, в частности, нефтяных и газовых и может быть использовано в устройствах для отбора керна.
Известен керноприемный снаряд, содержащий корпус в виде компоновки из верхнего переводника, наружной трубы или секции из нескольких последовательно соединенных наружных труб, центраторов и нижнего переводника для соединения с бурильной головкой, керноприемную трубу, установленную в корпусе на узле подвески, и керноудерживающее средство на нижнем конце керноприемной трубы, (RU 18419, 2001).
Известный керноприемный снаряд предназначен для бурения наклонных и горизонтальных участков скважины. Его недостатками являются низкая надежность работы вследствие возникновения частых подклинок керна в процессе его отбора. Возникающие подклинки керна ведут к его разрушению и необходимости извлечения снаряда на поверхность. Снижается производительность бурения с отбором керна из-за коротких рейсов и частых спуско-подъемов снаряда, увеличивается продолжительность бурения скважины, снижается качество опробования.
Известен керноотборный снаряд, содержащий корпус в виде компоновки из верхнего переводника, наружной трубы или секции из нескольких последовательно соединенных наружных труб, центраторов и нижнего переводника для соединения с бурильной головкой, керноприемную трубу, установленную в корпусе на узле подвески, и керноудерживающее средство на нижнем конце керноприемной трубы (RU 22315851, 27.01.2008).
Это известное керноотборное устройство является наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков и принимается в качестве ближайшего аналога.
Недостатками известного устройства являются низкая надежность работы вследствие возникновения частых подклинок керна в процессе его отбора. Подклинки керна ведут к его разрушению и необходимости сокращения длины рейса, извлечения снаряда на поверхность. Снижается производительность бурения с отбором керна, увеличивается продолжительность бурения скважины, снижается качество опробования.
Задачей предложения является устранение недостатков известных устройств для отбора керна.
Техническим результатом предложения является исключение подклинок керна и, как следствие, повышение надежности работы, длины рейса, производительности бурения, качества опробования.
Технический результат достигается тем, что в керноприемном устройстве, содержащем корпус в виде компоновки из верхнего переводника, наружной трубы или секции из нескольких последовательно соединенных наружных труб, переводников-центраторов и нижнего переводника для соединения с бурильной головкой, керно-приемную трубу, установленную в корпусе на узле подвески, и керноудерживающее средство на нижнем конце керноприемной трубы, керноприемная труба выполнена из материала с низким коэффициентом трения, например, из стеклопластика и состоит, по крайней мере, из одной секции, имеющей по концам металлические окончания, одно из которых выполнено с внутренней резьбой, а другое - с наружной, соответственно.
Способствует достижению технического результата повышение жесткости конструкции керноприемной трубы, которая достигается тем, что металлические окончания связаны с телом керноприемной трубы соединением, в котором тело керноприемной трубы охватывает металлические окончания, причем на наружной поверхности металлических окончаний в зоне охвата выполнены кольцевые канавки, в которых расположены ответные выступы, выполненные на внутренней поверхности тела керноприемной трубы, при этом керноудерживающее средство на нижнем конце керноприемной трубы, навинчено на наружную резьбу металлического окончания.
1
2
3
Благодаря тому, что металлические окончания выполнены с уплотнительными поверхностями, а наружный диаметр D керноприемной трубы на участке между ее соединениями с металлическими окончаниями превышает диаметр уплотнительных поверхностей D, но меньше наружного диаметра металлических окончаний, который соответствует наружному диаметру D керноприемной трубы в зоне упомянутых соединений также повышается жесткость керноприемной трубы и продольная устойчивость.
1
2
3
4
1
3
2
4
В конкретном исполнении керноприемной трубы наружная уплотнительная поверхность длиной L выполнена в металлическом окончании с наружной резьбой длиной L, внутренняя уплотнительная поверхность длиной L - в металлическом окончании с внутренней резьбой длиной L, причем L>L, a L<L.
2
4
Внутренний диаметр d конкретного исполнения керноприемной трубы соответствует внутреннему диаметру ее металлического окончания с наружной резьбой длиной L на всем протяжении, а ее металлического окончания с внутренней резьбой длиной L - на участке от границы внутренней уплотнительной поверхности до его торца, расположенного со стороны соединения.
Выполнение резьбы металлических окончаний - трапецеидальной также способствует повышению прочности соединений и их ресурса, ускорению процесса их сборки-разборки.
тр
тр
В конкретном исполнении керноприемная труба выполнена из стеклопластика, имеющего коэффициент трения К≤0,22. Возможно использование стекловолокна в качестве материала тела керноприемной трубы, а также других термопластов, у которых низкий коэффициент трения. Это обстоятельство позволяет исключить подклинки керна, поскольку у традиционно применяемых стальных керноприемных труб коэффициент трения значительно выше К≥1 и, следовательно, керн трудно входит в керноприемную трубу.
Предложение поясняется графическими изображениями, на которых на фиг.1 показан общий вид устройства (вид спереди, совмещенный с продольным разрезом); на фиг.2 показана керноприемная труба (также вид спереди, совмещенный с продольным разрезом).
Керноприемное устройство содержит корпус в виде компоновки из верхнего переводника 1, наружной трубы 2 или секции из нескольких последовательно соединенных наружных труб 2, переводников-центраторов 3 и нижнего переводника 4 для соединения с бурильной головкой (не показано). Керноприемная труба 5 установлена в корпусе на узле подвески 6. На нижнем конце керноприемной трубы 5 расположено керноудерживающее средство 7. Керноприемная труба 5 выполнена из материала с низким коэффициентом трения, например, из стеклопластика и состоит, по крайней мере, из одной секции. По концам секции имеются металлические окончания 8, 9, одно из которых 8 выполнено с внутренней резьбой, а другое 9 - с наружной, соответственно.
Металлические окончания 8, 9 (см. фиг.2) связаны с телом 10 керноприемной трубы соединением, в котором тело 10 керноприемной трубы охватывает металлические окончания 8, 9. На наружной поверхности металлических окончаний 8, 9 в зоне охвата выполнены кольцевые канавки, в которых расположены ответные выступы, выполненные на внутренней поверхности тела 10 керноприемной трубы.
Керноудерживающее средство 7 навинчено на наружную резьбу металлического окончания 9.
1
2
3
Металлическое окончание 8 выполнено с уплотнительной поверхностью 11, а металлическое окончание 9 имеет уплотнительной поверхностью 12. Наружный диаметр D керноприемной трубы (ее тела 10) на участке между ее соединениями с металлическими окончаниями 8, 9 превышает диаметр уплотнительных поверхностей D, но меньше наружного диаметра металлических окончаний, который соответствует наружному диаметру D керноприемной трубы в зоне упомянутых соединений.
1
2
3
4
1
3
2
4
В конкретном исполнении керноприемной трубы наружная уплотнительная поверхность 12 длиной L выполнена в металлическом окончании 9 с наружной резьбой длиной L. Внутренняя уплотнительная поверхность 11 длиной L выполнена в металлическом окончании 8 с внутренней резьбой длиной L, причем L>L, a L<L.
2
4
Внутренний диаметр d конкретного исполнения керноприемной трубы соответствует внутреннему диаметру ее металлического окончания 9 с наружной резьбой длиной L на всем протяжении, а ее металлического окончания 8 с внутренней резьбой длиной L - на участке от границы внутренней уплотнительной поверхности 11 до его торца, расположенного со стороны соединения.
1/3
3/5
Предложение воплощено в конструкции керноприемного устройства UCS-A×2 ART. Для данного устройства характерна большая площадь поперечного сечения корпуса, что способствует повышению жесткости компоновки, качеству отбора керна и увеличивает ресурс работы устройства. В этом керноприемном устройстве максимальный наружный диаметр переводников-центраторов составляет 114 мм, наружного корпуса - 109 мм, внутренний диаметр наружного корпуса - 90 мм, наружный диаметр керноприемной трубы - 83 мм, а внутренний - 71 мм.
1
2
3
4
1
2
3
Была изготовлена также керноприемная труба (секция) со следующими размерами: L=45 мм; L=55 мм; L=35 мм; L=60 мм; D=121 мм; D=116 мм; D=126 мм; d=107 мм.
Керноприемное устройство работает следующим образом. Перед спуском в скважину осуществляется сборка устройства. Для этого сначала соединяют секции керноприемной трубы 5, снабжают ее узлом подвески 6, керноудерживающим средством 7. Устанавливают наружную трубу 2 или секции из нескольких последовательно соединенных наружных труб 2, переводников-центраторов 3 и нижнего переводника 4 с присоединенной бурильной головкой в устье скважины. После чего сборку керноприемной трубы переводят в вертикальное положение и опускают в размещенную по оси скважины на удерживающем средстве (например, на спайдере)
наружную трубу 2. Производят соединение переводника-центратора 3 с наружной трубой 2. После чего, присоединяют бурильные трубы и осуществляют спуск устройства на забой скважины. Перекрывают седло бросовым шаровым обратным клапаном и осуществляют рейс с отбором керна. После окончания рейса поднимают устройство на поверхность, разбирают, извлекают керн. Проводят необходимый регламент и осуществляют, как описано выше операции, выполняемые перед спуском устройства в скважину.
Использование предложенного керноприемного устройства позволяет существенно увеличивать длину рейса за счет исключения подклинок керна.