Устройство для отбора керна с направленной кольматацией околоствольной зоны скважины

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА КЕРНА С НАПРАВЛЕННОЙ КОЛЬМАТАЦИЕЙ ОКОЛОСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ(73) Патентообладатель Государственный научноисследовательский институт нефтяной и газовой промышленности БелНИПИнефть(57) Устройство для отбора керна с направленной кольматацией околоствольной зоны скважины, включающее корпус, верхний и нижний переводники, керноприемную трубу, обратный клапан и кернорватель, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено конусными втулками, установленными в кольцевом зазоре на керноприемной трубе и нижнем переводнике напротив друг друга с образованием кольцевого сопла, двумя регулировочными кольцами, установленными в кольцевом зазоре на нижнем переводнике под конусными втулками, и кольматирующими соплами, расположенными в нижнем переводнике выше конусных втулок.(56) 1. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению.-В 2-х томах. Т.1.-М. НЕДРА,1985.-С.319-321. 2022 1 Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно, к устройствам для кольматации стенок скважины в процессе вскрытия проницаемых нефтегазовых пластов бурением. Известно устройство для кольматации стенок скважины. Данное устройство состоит из полого корпуса с резьбовыми соединениями для присоединения к бурильной колонне и долоту и гидромониторных насадок. Недостатком данного устройства является невозможность осуществления процесса кольматации проницаемых пластов при вскрытии пластов бурением с отбором керна. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для отбора керна 1,устанавливаемое над буровым долотом. Конструкция устройства содержит корпус, керноприемную трубу,нижний переводник и кернорватель. Но данное устройство не содержит в своем составе кольматирующего узла и не позволяет осуществлять направленную кольматацию околоствольной зоны при вскрытии пласта с отбором керна. Задача изобретения - повышение качества вскрытия нефтегазовых пластов за счет направленной кольматации околоствольной зоны в процессе отбора керна. Поставленная задача достигается тем, что устройство для отбора керна с направленной кольматацией околоствольной зоны скважины, включающее корпус, верхний и нижний переводники, керноприемную трубу, обратный клапан и кернорватель, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено конусными втулками, установленными в кольцевом зазоре на керноприемной трубе и нижнем переводнике напротив друг друга с образованием кольцевого сопла, двумя регулировочными кольцами, установленными в кольцевом зазоре на нижнем переводнике под конусными втулками, и кольматирующими соплами, расположенными в нижнем переводнике выше конусных втулок. Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1-3). На фиг.1 приведен общий вид устройства, а на фиг.2,3 - разрезы А-А и В-В. Устройство состоит из корпуса 1, верхнего переводника 2, нижнего переводника 3, керноприемной трубы 4, обратного клапана 5, кернорвателя 6, внутренней конусной втулки 7, внешней конусной втулки 8, верхнего регулировочного кольца 9, нижнего регулировочного кольца 10, сопла 11,кольцевого зазора 12, верхнего раструба 13, кольцевого сопла 14, нижнего раструба 15. Устройство устанавливают в компоновку бурильного инструмента над долотом (на фиг.1-3 долото не показано). Устройство работает следующим образом. Корпус 1 через присоединительный верхний переводник 2 соединяется с валом турбобура или колонной бурильных труб и приводится ими во вращение. Подаваемый буровыми насосами рабочий агент (буровой раствор) поступает из бурильных труб за счет обратного клапана 5 не в керноприемную трубу, а в кольцевое пространство 12 между корпусом устройства 1 (нижним переводником 3) и керноприемной трубой 4. Из кольцевого пространства буровой раствор поступает в верхний раструб 13 и кольцевое сопло 14, образуемое внутренней 7 и внешней 8 конусными втулками. За счет наличия раструба 13 поток бурового раствора, постепенно сжимаясь, входит в кольцевое сопло 14. Скорость движения потока увеличивается постепенно по мере сужения раструба 13, что способствует снижению гидравлических сопротивлений при входе потока в кольцевое сопло, а соответственно снижению интенсивности размыва кольцевого сопла. Через нижний раструб 15 буровой раствор выходит в кольцевое пространство между кернорвателем 6 и нижним переводником 3 и поступает на буровое долото ( на фиг.1-3 не показано). Нижний раструб 15 позволяет потоку бурового раствора постепенно расшириться от сечения кольцевого сопла 14 до сечения кольцевого зазора между керноприемной трубой и регулировочными кольцами 9,10. За счет последнего снижается размыв как кольцевого сопла, так и кольцевого зазора. Так как площадь сечения кольцевого сопла 14 намного ниже площади сечения кольцевого пространства 12, то на кольцевом сопле 14 создается некоторый перепад давления. Такой же перепад давления создается и на сопле 11, установленном в корпусе нижнего переводника 3. Этот перепад давления позволяет части бурового раствора поступать из кольцевого пространства 12 в сопло 11 и, истекая из него с большой скоростью, при вращении бурильного инструмента создает на стенке скважины мгновенное повышенное гидродинамическое давление. Струя размывает и уплотняет рыхлую фильтрационную корку на стенке скважины, создавая плотный малопроницаемый фильтрационный слой. Для того, чтобы можно было регулировать сечение кольцевого сопла с помощью регулировочных колец 9, 10 при его размыве, оно выполнено под углом к образующей нижнего переводника. Регулирование кольцевого сопла позволяет уменьшать его сечение и создавать заданный режим промывки. После размыва кольцевого сопла вначале убирают нижнее регулировочное кольцо 10, имеющее меньшую высоту, по сравнению с верхним регулировочным кольцом 9. А затем, при дальнейшем размыве кольцевого сопла, верхнее регулировочное кольцо 9 меняют на нижнее регулировочное кольцо 10. Таким образом регулируется проходное сечение кольцевого сопла 14 (расстояние между внутренней и внешней конусной втулками). После окончания бурения заданного интервала начинают подъем бурильного инструмента. За счет кернорвателя происходит отрыв керна от целика породы. 2022 1 От внедрения предполагаемого изобретения будет получен технико-экономический эффект, который обусловлен 1. Отсутствием поглощения бурового раствора при вскрытии высокопроницаемых продуктивных пластов. 2. Улучшением качества вскрытия и, соответственно, снижением времени освоения скважины. 3. Увеличением продуктивности скважин в 1,5-2,0 раза по сравнению с теми скважинами, где вскрытие пластов осуществляется по традиционной технологии. оставитель Т.С. Волосевич Редактор Т.А. Лущаковская Корректор Т.Н. Никитина Заказ 0004 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3