RU2109919C1

RU2109919C1 - Device for taking samples of drilling sludge in bottom-hole part of bore-hole

Info

Publication number: RU2109919C1
Application number: RU96109884A
Authority: RU
Inventors: О.Ю. Бергштейн; М.И. Ворожбитов; Д.И. Индрупский; Е.А. Иванов; Д.А. Панкратов; О.Н. Тимоничев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Геобур"
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: bore-hole drilling machinery and equipment. SUBSTANCE: this particularly relates to drilling prospecting bore-holes. Device for taking samples of drilling sludge has drilling bit 1, above-bit adapter 2, perforated body 3 with internal drilling sludge receiver 4 and they are formed by upper partition 5 and lower partition 6 connected to each other by circulation pipes and drilling sludge pipe 9, and also by shell 7. Installed in upper partition 5 is collector 16 which accommodates marked indicators 17 and spring-loaded pusher 13 with slot located against outlet hole of collector. Pusher is made axially movable. During drilling, circulation of drilling fluid is effected through circulation pipes, adapter 2 and drilling bit 1. Rock ground broken by drilling bit and being in the form of drilling sludge is carried partly into annular space, and larger part of drilling sludge through passages in adapter 2, drilling sludge pipe 9 goes to vessel of drilling sludge collector 4 where it is settled down. During pumping of drilling fluid, pusher 13 is found in extended position and by its cylindrical surface it closes indicator in lower part of passage in collector 16. After driving through certain interval, drilling and circulation of drilling fluid are discontinued. Pusher 13 due to action of spring is raised and slot in pusher stops against outlet hole of collector and indicator rolls out from it into aforesaid slot. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения разведочных скважин. The invention relates to mining, to means for drilling exploratory wells.

Известно устройство для отбора проб из шлама в призабойной части скважины, состоящее из корпуса с наружным шламосборником в верхней части и размещенной под шламосборником центральной шламоулавливающей трубы, перекрываемой пробкой. Корпус устройства соединен с бурильной колонной с помощью шпонки с возможностью осевого перемещения [1]. A device for sampling from sludge in the near-well part of the well, consisting of a body with an external sludge collector in the upper part and located under the sludge collector of a central sludge trap blocked by a plug. The device casing is connected to the drill string using a key with the possibility of axial movement [1].

Недостаток указанного устройства связан с трудностями освобождения и транспортировки шлама из шламосборника в шламовую трубу и отсутствием поинтервальной привязки шламовых проб к определенным глубинам. The disadvantage of this device is associated with difficulties in the release and transportation of sludge from the sludge collector into the sludge pipe and the lack of interval binding of sludge samples to certain depths.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для отбора проб из шлама в призабойной части скважины, содержащее долото, наддолотный переводник, перфорированный корпус с внутренним шламосборником, образованным верхней и нижней перегородками, соединенными между собой циркуляционными и шламовой трубами, а также обечайкой [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a device for sampling from sludge in the bottom of the well, containing a bit, a sub-bit sub, a perforated body with an internal sludge collector formed by upper and lower baffles, interconnected by circulation and slurry pipes, as well as a shell [ 2].

Недостатком указанного устройства является отсутствие привязки шлама к пробуренному интервалу. The disadvantage of this device is the lack of binding of sludge to the drilled interval.

Задачей изобретения является отбор проб из шлама в призабойной части скважины с привязкой отобранного шлама к пробуренному интервалу. The objective of the invention is the sampling of sludge in the bottom of the well with binding of the selected sludge to the drilled interval.

Техническими результатами является сокращение срока строительства скважины за счет исключения рейсов по отбору керна и получения геологической информации о разрезе скважины по отобранному в призабойной части скважины шламу, привязанному к глубине непосредственно по ходу бурения скважины сплошным долотом. The technical results are a reduction in the construction time of the well due to the elimination of coring trips and obtaining geological information about the well section according to the cuttings selected in the near-well part of the well, tied to the depth directly along the course of drilling the well with a solid bit.

Указанный результат достигается тем, что устройство для отбора проб из шлама в призабойной части скважины, содержащее долото, наддолотный переводник, перфорированный корпус с внутренним шламосборинком, образованным верхней и нижней перегородками, соединенными между собой циркуляционными и шламовой трубами, а также обечайкой, снабжено установленными в верхней перегородке накопителя с выходным отверстием, во внутренней полости которого размещены индикаторы, и подпружиненным толкателем с пазом с возможностью продольного перемещения, причем паз сообщен с выходным отверстием накопителя с возможностью размещения в нем индикатора для перемещения его толкателем в шламосборник, при этом индикатор выполнен в виде маркированного шара. This result is achieved by the fact that the device for sampling from the sludge in the bottom hole of the well, containing a bit, a sub-bit sub, a perforated body with an internal sludge collector formed by upper and lower baffles, interconnected by circulation and slurry pipes, as well as a shell, is equipped with the upper partition of the drive with an outlet, in the inner cavity of which indicators are located, and a spring-loaded pusher with a groove with the possibility of longitudinal movement, p By the way, the groove is communicated with the drive outlet with the possibility of placing an indicator in it for moving it with a pusher into the sludge collector, while the indicator is made in the form of a marked ball.

Сущность изобретения. Наличие установленного в верхней перегородке шламосборника подпружиненного толкателя с пазом с возможностью продольного перемещения, при этом паз сообщен с выходным отверстием накопителя для размещения в нем индикатора, позволит в момент включения буровых насосов (циркуляции промывочной жидкости) осуществить сброс в шламосборник индикатора (например, шарика с обозначением на нем порядковым номером) для отбивки уровня собранного шлама, одновременно перекрывая подачу следующего индикатора из накопителя до момента прекращения циркуляции промывочной жидкости и зарядки толкателя индикатором. Наличие накопителя с размещенными в нем индикаторами позволит дискретно охватить весь интервал бурения с помощью отобранной шламовой пробы. SUMMARY OF THE INVENTION The presence of a spring-loaded pusher installed in the upper partition of the sludge collector with a groove with the possibility of longitudinal movement, while the groove is in communication with the drive outlet for placing an indicator in it, will allow the indicator to be discharged into the sludge collector at the moment of switching on the drilling pumps (circulation of flushing fluid) (for example, a ball with symbol on it) to beat the level of collected sludge, while blocking the supply of the next indicator from the drive until the compass flushing liquid and charging indicator pusher. The presence of a drive with indicators located in it will allow you to discretely cover the entire drilling interval using a selected slurry sample.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - продольный разрез устройства, поясняющий принцип работы; на фиг. 5 - выносной элемент А на фиг. 1; на фиг. 5 - выносной элемент Г на фиг. 4. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a device; in FIG. 2 - section BB in FIG. one; in FIG. 3 is a section bb in FIG. one; in FIG. 4 is a longitudinal section of the device explaining the principle of operation; in FIG. 5 - remote element A in FIG. one; in FIG. 5 - remote element G in FIG. 4.

Устройство состоит из долота 1, наддолотного переводника 2, перфорированного корпуса 3, размещенного в корпусе шламоосборника 4, образованного верхней перегородкой 5 и нижней перегородкой 6, а также обечайкой 7. Перегородки связаны между собой циркуляционными трубами 8 и шламовой трубой 9. Продолжением шламовой трубы 9 служит колено 10, связанное с внутренним каналом 11 переводника 2. В переводнике 2 имеются также каналы 12, сообщающиеся с центральным промывочным каналом долота 1. The device consists of a bit 1, an over-bit sub 2, a perforated body 3, located in the body of the sludge collector 4, formed by the upper partition 5 and the lower partition 6, as well as the shell 7. The partitions are interconnected by circulation pipes 8 and the slurry pipe 9. The continuation of the slurry pipe 9 serves as an elbow 10 connected to the inner channel 11 of the sub 2. In the sub 2 there are also channels 12 communicating with the central flushing channel of the bit 1.

В верхней перегородке 5 установлен с возможностью осевого перемещения подпружиненный толкатель 13, имеющий паз 14 в нижней части. Паз ориентирован с помощью фиксатора 15. Выше перегородки расположен накопитель 16, в котором размещены индикаторы 17 в виде маркированных порядковыми номерами тел качения. Нижний конец накопителя подходит к пазу 14 толкателя 13. Обечайка 7 своей нижней частью входит в паз 18 нижней перегородки 6, а верхней частью крепится с помощью пальца 19 и фиксатора 20 к циркуляционным трубам через приваренную к ним бобышку 21. Корпус 3 через переводник (на фиг. не показан) соединяется с бурильными трубами (или с валом забойного двигателя). In the upper partition 5, a spring-loaded pusher 13 having a groove 14 in the lower part is mounted with axial movement. The groove is oriented using the latch 15. Above the partition is a drive 16, in which the indicators 17 are located in the form of rolling elements marked with serial numbers. The lower end of the drive fits to the groove 14 of the pusher 13. The shell 7, with its lower part, enters the groove 18 of the lower partition 6, and the upper part is attached using the pin 19 and the latch 20 to the circulation pipes through the boss welded to them 21. Housing 3 through an adapter (on Fig. not shown) is connected to the drill pipe (or to the shaft of the downhole motor).

Работает устройство следующим образом. Бурение ведут путем вращения бурильных труб (или вала забойного двигателя) с прокачкой промывочной жидкости через трубы 8, каналы 12 переводника 2, долото 1. The device operates as follows. Drilling is carried out by rotation of the drill pipe (or shaft of the downhole motor) with pumping flushing fluid through pipes 8, channels 12 of the sub 2, bit 1.

Разбуренная долотом 1 горная порода в виде шлама выносится частично в затрубное пространство, а большая часть (благодаря гидравлическому сопротивлению, образованному наружным диаметром нижней части корпуса 3 и стенкой скважины) через канал 11 переводника 2, колено 10 и шламовую трубу 9 попадает в емкость шламосборника 4. В шламосборнике, благодаря потере скорости, шлам осаждается, а промывочная жидкость, насыщенная мелкодисперсными частицами шлама, выносится через отверстия корпуса 3 в затрубное пространство. The rock 1 drilled with a bit 1 in the form of slurry is partially discharged into the annulus, and most (due to the hydraulic resistance formed by the outer diameter of the lower part of the body 3 and the borehole wall) through the channel 11 of the sub 2, the elbow 10 and the sludge pipe 9 enter the capacity of the sludge collector 4 In the sludge collector, due to the loss of speed, the sludge is deposited, and the washing liquid saturated with fine particles of the sludge is carried out through the openings of the housing 3 into the annulus.

Во время прокачки промывочной жидкости толкатель 13 находится в выдвинутом состоянии (пружина сжата), своей цилиндрической поверхностью перекрывая индикатор в нижней части канала накопителя 16 (фиг. 6). During pumping of the washing liquid, the pusher 13 is in the extended state (the spring is compressed), blocking the indicator in the lower part of the drive channel 16 with its cylindrical surface (Fig. 6).

После проходки определенного интервала (например, 1 м), прекращают вращение инструмента и циркуляцию промывочной жидкости. Толкатель 13 под действием пружины поднимается и его паз 14 устанавливается напротив накопителя 16, из которого в паз закатывается индикатор 17 (фиг. 5). При возобновлении бурения с циркуляцией промывочной жидкости толкатель 13 перемещается вниз, паз 14 с индикатором 17 выходит за пределы верхней перегородки 5 и индикатор 17 сбрасывается в емкость шламосборника на верхний уровень отобранного шлама (фиг. 4). Последовательно производя отключение буровых насосов через определенный интервал проходки (например, 1 м), получим отметку уровней шламового материала в емкость, соответствующую проходке. After driving a certain interval (for example, 1 m), stop the rotation of the tool and the circulation of the washing fluid. The pusher 13 under the action of the spring rises and its groove 14 is installed opposite the drive 16, from which the indicator 17 rolls into the groove (Fig. 5). When resuming drilling with circulation of flushing fluid, the pusher 13 moves down, the groove 14 with the indicator 17 goes beyond the upper partition 5 and the indicator 17 is dumped into the capacity of the sludge collector to the upper level of the selected sludge (Fig. 4). By sequentially shutting down the mud pumps after a certain penetration interval (for example, 1 m), we obtain a mark of the levels of sludge material in the tank corresponding to the penetration.

После окончания бурения и подъема инструмента, производят извлечение из корпуса 3 внутреннего шламосборника 4 с обечайкой 7. В шламосборнике 4 находится шлам, помеченный поинтервально элементами 17. Освобождение емкости с шламовым материалом производится путем извлечения фиксатора 20 и пальца 19, и выхода обечайки 7 из паза 18 нижней перегородки 6. After drilling and lifting the tool, extract from the body 3 of the internal sludge collector 4 with a shell 7. In the sludge collector 4 there is a sludge marked with interval elements 17. Release the tank with sludge material by removing the latch 20 and pin 19, and the shell 7 is released from the groove 18 lower septum 6.

Предлагаемое устройство позволит отказаться в ряде случаев от кернового бурения (особенно в случае низкого выхода керна). В сочетании с высокоэффективными способами получения данных по геологическому строению и свойствам проходимых пород на основании исследования полученного шлама, имеющего точную привязку к глубине, предлагаемое устройство позволит сократить сроки строительства скважины за счет полного перехода на бескерновое бурение с опробованием полезного ископаемого только по шламу. The proposed device will allow you to refuse in some cases from core drilling (especially in the case of low core output). In combination with highly effective methods of obtaining data on the geological structure and properties of rocks passed through the study of the obtained slurry, which has an exact reference to the depth, the proposed device will reduce the time of well construction due to the complete transition to coreless drilling with mineral testing only on the slurry.

Claims

1. A device for sampling from sludge in the near-well part of the well, comprising a bit, a pre-bit sub, a perforated body with an internal sludge collector formed by upper and lower partitions, interconnected by circulation and slurry pipes, and a shell, characterized in that it is equipped with installed in the upper partition by a drive with an outlet, in the inner cavity of which indicators are placed, and a spring-loaded pusher with a groove with the possibility of longitudinal movement, moreover, the groove it is connected with the outlet of the drive with the possibility of placing an indicator in it for moving it with a pusher into the sludge collector.

2. The device according to claim 1, characterized in that the indicator is made in the form of a marked ball.