Организационные факторы

Организация отбора керна является одним из главных факторов, обеспечивающих эффективность работ. При этом выполняются следую- щие мероприятия [24]:

• Обучение членов буровых бригад совершенным методам отбо-

ра керна;

• Обеспечение буровых бригад наиболее совершенным керноот-

борным инструментом;

• Составление детально разработанного плана работ по отбору керна с указанием конкретных исполнителей по каждому этапу работ, сро- кам выполнения;

• Организация контроля за выполнением плана и технологии от-

бора керна

• Применение прогрессивной оплаты труда за высокие показате-

ли работ при отборе керна.

Керноприемные устройства. Для бурения с отбором керна выпускаются керноприемные устройства, применяемые при различных по физико-механическим свойствам горных породах и условиях бурения: - серия "Недра" - для неосложненных условий бурения скважин; - серия "Кембрий" - для условий бурения в рыхлых слабосцементиро- ванных и трещиноватых породах; - серия "Силур" - для бурения в осложненных осыпями и обвалами - серия "Тенгиз" - для бурения в условиях, осложненных нефтегазоп- роявлениями и поглащениями промывочной жидкости в породах с высокими коллекторскими свойствами. - серия "Риф" - для отбора керна из отложений рыхлых, сыпучих, сильно трещиноватых, в том числе, рифогенных горных пород с высокими коллекторскими свойствами роторным способом; - серия "МАГ" - для отбора керна в интервалах залегания твердых консолидированных и абразивных горных пород, в том числе из пород кристаллического фундамента турбинным способом. Общий вид керноприемных устройств большинства серий однотипен и приведен на рис.

В настоящее время в стране производятся только керноотборные устройства для бурения ротором или с подвеской его на вал гидравличе- ского забойного двигателя:

• Серии «Недра» для отбора керна в породах I и II категории трудности, то есть в неосложненных условиях. Это устройство керноот- борные роторные типов УКР-122/52, УКР-138/69, УКР-164/80, УКР-

203/100. Первая цифра шифра укр обозначает диаметр скважины, вторая –

диаметр керна в мм.

• Серии «Кембрий» для отбора керна в рыхлых, слабо сцементи- рованных, размываемых буровым раствором, III категории пород по труд- ности отбора керна. Это УКР-172/100, УКР-127/67, УКР-122/67.

• Серии «Силур» применяется в интервалах горных пород, ос- ложненных прихватами бурильных колонн. Эта серия керноотборных уст- ройств включает УКР-114/52, УКР-146/80.

• Серии «Тенгиз», предназначенных для отбора керна в условиях наличия нефтегазоводопроявлений и поглощений буровых растворов. Представлена одним типом устройства УКР-185/100.

Схематическое устройство приведенных керноотборных устройств показано на рисунке.

Рисунок 3.90 - Схематическое устройство керноотборных устройств

Конструкция регулировочной головки 1 существенно отличает ком- плекс описанных керноотборных устройств от известных ранее. Благодаря головке достигается регулирование зазора между башмаком кернорвателя и бурильной головкой без подъема керноприемной трубы 4. Узел шарико- подшипника 2 позволяет предотвращать вращение керноприемной трубы 4 с кернорвателем во вращающимся корпусе 3. Шаровой клапан 5 предот- вращает размыв керна струей бурового раствора. Важным усовершенство- ванием устройства является применение съемного эжектора, монтируемого вместо шара 5, для создания в керноотборном устройстве обратной про- мывки. Это конструктивное решение позволяет повысить вынос керна за

счет предотвращения заклинки керна в верхней части керноприемника скопившимся буровым шламом.

Базовой моделью всех описанных устройств является двухсекцион- ное устройство, но «Недра», «Силур» используются также в односекцион- ной и трехсекционной сборках, длиной 8, 16, 24 м и больше.

Что касается степени совершенства керноотборных устройств серий

^{«Недра» и «Кембрий», то коэффициент керноотбора К}₀ ^{соответственно ра-}

^{вен: «Недра», «Силур» - К}₀^{=0,37-0,38; «Кембрий» - К}₀^=0,47-0,49.

^{Заметим, что коэффициент керноотбора К}₀ ^{должен быть К}₀^{>0,40, то}

есть в конструкции керноотборного устройства «Кембрий» это условие со-

блюдено.

Коэффициент керноприемка К_п, характеризующий отношений диа- метра керна к расстоянию от керноприема до забоя скважины, который должен быть К_п>0,7 у современных керноотборных устройств равен:

^{- керноотборные устройства «Недра», «Силур» К}_п^=0,5

^{- керноотборное устройство «Кембрий» К}_п^=7,0-10,0.

В печати опубликованы материалы о разработке новых керноотбор-

ных устройств из серии «Недра», например УКР-172/80-100 «Лайнер» с пластиковым вкладышем, УКР-195/120 «Риф» для отбора керна из рых-

лых, сыпучих, сильно трещиноватых пород.

Для отбора керна из интервалов трещиноватых пород, склонных к самозаклинке в керноприемной трубе, в ВНИИБТ разработано керноот-

борное устройство магазинного типа серии МАГ, приведенное на рисунке.

Устройство может быть использовано с приводом от ротора или с подвеской на вал ГЗД. Устройство серии МАГ включает бурильную голов- ку 1, разрушающую горную породу кольцевым забоем, керноприемную трубу 4 с кернорвателем и керноломом 2, переводник 3 для фиксации кер- ноприемной трубы 4. Частицы керна, изломанные керноломом, по керно- приемной трубе 4, по изогнутой керноприемной трубе 5 частью потока бу- рового раствора поднимаются в магазин в корпусе 6. Кроме того, цифрой 7 обозначена юбка для изменения направления обратного потока, специаль- ный переводник для обратной промывки 8. Над переводником 8 размеща- ется утяжеленная бурильная труба 9 с отверстиями. Далее труба с опорной плитой 10 и узел обратной промывки 11.

Рисунок 3.91 – Керноотборное устройство магазинного типа серии МАГ

Важным этапом создания новой техники отбора керна повышенной информативности является разработка керноотборных устройств с изоля- цией керна при бурении с раствором на водной основе. Разработанные в

80-90-х годах прошлого столетия в ЗапСибБурНИПИ под руководством

Хайруллина Б. Ю. керноприемники изолирующие, маслонаполненные се- рии КИ, примененные на скважинах Уренгойского, Песцового, Берегового, Колик-Еганского и Ван-Еганского месторождений позволили получить увеличение выноса керна в рыхлых, слабоцементированных породах с 15-

30 % до 82,5 %.

На рисунке приведено керноотборное устройство КИС.

Цифрой 1 обозначена пробка для изоляции внутренней полости кер- ноприемника после его заполнения изолирующим агентом 3. Керноприем- ник 4 подвешен на шаровой опоре 2. В нижней части керноприемника раз- мещены кернорватели рычажковый (6) и цанговый (7). Корпус 5 снабжен центраторами 10 для предотвращения его поперечных колебаний. Внизу корпуса размещена бурильная головка 8 и диафрагма 9 для изоляции внут-

ренней полости керноприемника от бурового раствора. После подъема керноотборного устройства на устье керн извлекается из керноприемника и размещается в пластиковых пеналах и ящике для хранения и транспорта в лабораторию.

Основные параметры КИС приведены в таблице 3.5.

_{Рисунок 3.92а - Керноотборное устройство КИС}

Рисунок 3.92б – Пластиковые пеналы

Таблица 3.5 - Основные параметры КИС

Харак- тери- стики	Обозначение снаряда
	КИС – 114/ 67	КИС – 127/ 80	КИС – 172/100	КИС – 2 – 172/100	КИС – 195/100	КИС – 2 – 195/100	КИС – 168/100	КИС – 3 – 168/ 100
Диа- метр сква- жины (бурго- ловки) мини- маль- ный, мм	120,0	139,7	187,3 212,7	187,3 212,7	212,7	212,7	212,7	212,7
Диа- метр керна, мм	67	80	100	100	100	100	100	100
Диа- метр корпу- са, мм	114	127	172	172	195	195	168	168
Диа- метр центра- торов корпу- са, мм	нет	138,1- 0,4	185,7- 0,5, 211,1-0,5	185,7-0,5, 211,1-0,5	211,1-0,5	211,1-0,5	211,1-0,5	211,1- 0,5
Тип подвес- ки	Маслонаполненная, герметичная, на подшипниках качения
Способ буре- ния	Роторный и турбинный
Масса, кг	250	300	800	1500	1000	1800	1000	1800

В работе [27] сообщается, что на основе КИС разработаны модифи- кации керноотборного устройства с включением в устройство кольмати- рующего переводника. Новым устройствам присвоены шифры КИК 172/80 и КИК 195/100.

Устройство керноприемное «Структура»

УКС-178/60-80 разработано для отбора керна из донных отложений на морских акваториях. Предусмотрено два варианта отбора керна:

• с помощью динамического гидровдавливания в породу гидрав-

лического поршневого породоотборника ГПП;

• роторным способом с керноприемником диаметром 80 мм.

Первый вариант отбора представлен на рисунке 3.93 устройство со- стоит из бурильной головки 1 размером 219,7/80 мм, пробноотборной тру- бы 2 с пластиковым вкладышем для снижения сопротивления движению керна, корпуса 3, полированного штока 4, с соединенным с ним фиксато- ром 8, силового поршня 5, размещенного на верхней части пробоотборной трубы 7, фиксаторы 8, на котором подвешен весь механизм ГПП, и грибо- образной головки 9 для последующего захвата шлипсом. ГПП в сборе сбрасывается в бурильную колонну, внизу которой уже размещен корпус устройства с бурильной головкой.

Рисунок 3.93 – Первый вариант отбора

При подаче насосами воды давление перед силовым поршнем воз- растает и штифты, крепящие поршень к штоку, срезаются и поршень с пробоотборной трубой передвигается вниз, внедряясь в породу. Рейс за- вершается спуском ловителя с захватом за грибообразную головку 9.

Техническая характеристика УКС-178/60-80 приведены ниже:

• наружный диаметр корпуса, мм 178

• максимальный диаметр съемной грунтоноски, мм 99

• диаметр керна, мм 57,88

• длина керноприёмника, мм не мене 2000

• длина керноприемного устройства, мм не более 3800

• рабочее давление под поршнем, МПа 2,0-10,0