МИгЛОТЕРСГВО НМГЯНОЙ ПРОШШШНОСГИ

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамена научно-исследовательский институт буровой техники (ВНИИБТ)

СОГЛАСОВАНО:

Начальник Управления глубокого    Первый заместитель Ш-

разведочного бурения Министерст-    нлстра нефтяной промыт-

ва геологии СССР    ленности

Д.М. Зинченко

ШОДИЯВСКОЕ РУКОВОДСТВО по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин

РД 39-2-399-80

Москва-1982

Методическое руководство разработано сектором промышленных испытании керноотборных инструментов, лабораторией промышленных исследований и отработки долот, лабораторией колонкой вого бурения и инструмента, сектором лопастных долот экспериментально-исследовательского отдела по долоту ВНИИБт.

Преднозпачено для работников буровых предприятии и научно-исследовательских, проектных и конструкторский организации, проводящих.работы в области бурения с отбором керна.

Составители: Абрамсон М.Г., Баландина Л.Д., Бараоашкин И.И., Григорьева Г.И., кагарманов Й.Ф., Константинов Л.И., Кривоненков о.П.,. Кузнецова к.к., Лосев Б.и., Максименко Б.П., Палий И.А., Полшков В.к., Гавелов Ф.Ф., Удельиан Я.А.

- П -

Технические характеристики керноцриешнх устройств ’’Недра” для роторного способа бурения

I    !    2

- 16 -

увеличению выноса керна, вместо нижнего переводника рекомендуется устанавливать центратор (рис* 6) муфтовый или ниппельный (в зависимости от присоединительной резьбы бурильной головки), а над верхним переводником - верхний центратор (рис* 7). Диаметры центраторов приведены в табл. 4.

3.6*4. Для работы с керноприемным устройством СЖУ-203/100 применяется набор типов бурильных головок диаметрами 269,9/100 и 244,5/100 мм, с устройством КПП -164/80 мм - набор типов бурильных головок диаметрами 187,3/80 и 212,7/80 мм.

3.7. Керноприемнне устройства серии "Недра" СКУ-138/67 и СКУ-122/52.

3.7*1. Керкоприемные устройства серии "Недра" СКУ-138/67 и СКУ-122/52 (рис. 8) отличаются от устройств этой же серии СКУ-203/100 и КДН -164/80 тем, что в их конструкции предусмотрена установка промежуточных даухниплелышх центраторов между секциями корпусов. Такое выполнение повышает устойчивость и предотвращает изгиб керноприемного устройства, что особенно важно при малых диаметрах устройства и отбираемого им керна-Предусмотрена возможность сборки этих устройств и без центра-точэв*

3.7.2. Устройства серии "Недра" СКУ-138/67 и СКУ-122/52 выпускаются серийно Павловским машиностроительным заводом игл. Л'ясникова в трехсекциопном исполнении.

3.7.3, С кервопркемным устройством СКУ-138/67 применяется набор типов бурильных головок Диаметром 158,7/67 мм, с устройством СКУ-122/52 -

набор типов бурильных головок

диаметром 139,7/52 мм.

3.8. Кернолриемные устройства серии "Силур"

3.8.1. Керноцриемные устройства серии "Силур" СКУ-146/Б0

и СКУ-П4/52 (рис. 9) позволяют бурить с отбором керна в ус

ловиях, осложненных обвалами, осыпями и опасностью гшихвата,

благодаря тому, что диаметр их корпусов уменьшен по сравнению

с диаметрами соответствующих устройств серии "Йедоа" и равен i<4l

18 -

диаметру замков бурильных труб, применяемых в скважинах соответствующих диаметром. Внутренние элементы устройств серий "Силур" и"Недра", имеющих одинаковый диаметр керна, взаимозаменяемы (компоновка кернорвателей, керноприем-ная труба, регулировочный винт с клапаном) . В устройствах серии "Силур" винт 2 (см. рис.9) расположен в переводнике 3, размещенном между корпусом 4 и верхним переводником I этого устройства (вместо гайки 9 (см. рис.2) устройств серии "Недра").

Таблица 4

Диаметры калибраторов и центраторов для бурения с отбором керна, мм

3.8.2.    Устройства серии "Силур" в односекционном исполнении изготовляет Котовский опытный завод ВНИИБТ то заказам буровых предприятий.

3.8.3.    С керноприемнкм устройством СКУ-146/80 применяется набор типов бурильных головок диаметрами 187,3/80 и 212,, 7/80 ш, с устройством СКУ-П4/52 - набор типов бурильных головок диаметром 139,7/1,. мм.

3.9. Керпоприемные устройства серии "Кембрий".

3.9.1. Керяоприемнке устройства серии "Кембрий" СКУ1-172/Ю0 и СКУ-122/67 (рис. 10 и рис. II) предназначены для работы в условиях, где вынос керна устройства?*® серна "Недра" недостаточно высок (трещиноватые, рыхлые, сыпучие порода). Увеличение выноса %Ч1

- 20-

керна достигается увеличением диаметра керноприема при msthh-малыю возможном наружном диаметре корпуса устройства. Конструктивная схема кернолриемных устройств серии "Кембряй" аналогична схеме устройств серии "Недра", при этом гайка 9 не имеет

3.9.2. Керноприемное устройство серии •Кембрий* СКУГ-172/Ю0 применяется в комплекте со специальными бури льными головками диаметрами 212,7/100 и 187,3/100 мм необходи-1лых типов, устройство СКУ-122/67 ш - также со слециальлымии бурильными головками диаметром 139,7/67 мм.

3.9.3. Наличие сменных деталей и керкоприемнкх труб к кер-

коприемкому устройству серии "Кембрий" СКУ1-172/100 позволяет,

в случае необходимости (бездорожье, вертолетная доставка и т.д.),

использовать его в комплекте с набором типов бурильных головок диаметрами 187,3/80 и 212,7/80 мм, а такяе 244,5/100, 269,9/100, 295,3/100 мм (см. табл. 5). Ограничением для таких комплектов

является недотаточная прочность этого керноприемного устройства, что не позволяет работать про оптимальных осевых нагрузках ка бурильные головки диаметрами 295,3/100, 269,9/100 и 244,5/100 мм.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методическое руководство по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин

РД 39-2-399-80

Вводится впервые

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 29 мая 1980 г. Jfe 282

Срок введения установлен с 01.01.1981 г.

Срок действия до 01.01Л986 г.

I. ОБЩИЕ положения

1Л. Отбор керна проводят при поисках и разведке месторождений нефти и газа для подсчета запасов и оценки пригодности этих месторождений к промышленному освоению, изучения их геологического строения и составления проектов разработки, в целях оптимизации процесса бурения скважин, для проведения исследований в области наук, изучающих строение недр Земли*

1.2.    Целью бурения с отбором керна является формирование и вынос на поверхность кернов (образцов) горных пород, имеющих размеры, обеспечивающие проведение всего необходимого комплекса их исследований.

1.3.    Породоразрушающий инструмент - бурильная головка -должен разрушать (с максимально возможной механической с ко-

Рис. II. Устройство кернопрцемное "Кембрий" СКУ-122/67.

I - корпус; 2 - переводник верхний; 3 - переводник нижний; 4 - труба керноприешзя; S - подвеска с подшипником; 6 - кернорватель рычажковпй;

7 - подледник; 8 - винт; 9 - Фиксатор; 10 - шар.

- 4 -

ростью) только кольцевую поверхность забоя скважины, оставляя нетронутым ее центральную часть - керн.

1.4.    Для сохранения керна и обеспечения максимального его выноса конструкция керноотборного инструмента и компоновки низа бурильной колонны должны обеспечивать снижение до минимума сил, отрицательно действующих на керн.

1.5.    Бурение с отбором керна сложнее бурения сплошным забоем, так как тоебует совмещения в оптимальных соотношениях двух противоположных процессов:разрушенкя (разбуривания) кольцевой зоны поверхности забоя с максимально возможным темпом и сохранения в неприкосновенности центральной его части - керна, что достижимо только при рациональной технологии бурения высокоэффективным керноотборным инструментом.

Номенклатура и ассортимент керноотборных инструментов, применяемых при бурении на нефть и газ с отбором керна-, приведены на рис. I.

1.6.    Настоящее "Методическое руководство...” обязательно для выполнения всеми организациями и предприятиями, Проводящими работы по созданию, изготовлению и эксплуатации керноотборных инструментов для бурения о отбором керна на нефть и газ, независимо от их ведомственного подчинения.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И КЕЕНООТБОРНЫХ

ШСТРУМЕгГГОВ

2.1. ВНИЖТ на основании результатов даоголетних собственных исследований,обобщения работ научно-исследовательских п проектных институтов и передового опыта бурения с отбором

- 6 -

керна р&зработана классификация горных пррод по буримости и трудности Отбора керна. Под выражением "трудность отбора керна" понимается способность порода сохранять ненарушенной структуру образца порода (керна) под действием соответствующего лородоразрушагащего инструмента (бурильной головки) в процессе его обуривания и транспортировки в кержщриемном устрбйстве на дневную поверхность.

2.2.    Все горше породы рассматриваются с точки зрения трудности выбуривания и сохранения керна с целью максимального его выноса. Характеристикам горных пород по трудности отбора керна классификационно соответствуют комплексы современных керяоотборных инструментов и рекомендованы оптимальные параметры режима бурения.

2.3.    По. трудности отбора керна все породы делятся на четыре категории, каждая из которых, в свою очередь, подразделяется на труппы.

2.4.    Каадая категория по трудности отбора керна охарактеризована определенным комплексом структурно-текстурных и других физико-механических и абразивных свойств.

2.5^ Разделение горных пород на группы по буримости проведено по их механическим и абразивным свойствам (твердость по штампу, сплошность, абразивность), которые являются основой для выбора рационального типа керноприемного устройства, бурильной головки и кернорвателя.

2.6. Классификационная таблица горных пород по трудности отбора керна и соответствия им керноотборных инструментов приведена в табл. I.

- 9 -

3. КЕРНООТБОРШЕ ИНСТРУГШШ ДНЯ БУРЕНИЯ С ОТБОРОМ КЕРНА РОТОРНЫМ СПОСОБОМ

3.1,    При роторном способ© бурения наиболее широкое распространение тлеют керноприемпые устройства серки "Недра" для П категории трудности бурения с отбором керна с набором типов бурильных головок к каждому размеру этих устройств. Этот керноотборный инструмент, обеспечивающий высокий вынос керна, проходку и механическую скорость, прежде всего, за счет увеличенного (далее назван "средний") диаметра образуемого керна и низкого расположения керноприема, возможности секционирования кернолриемного устройства, жесткого корпуса, простоты сборки, регулировки и надежности в эксплуатации. ВШТИБТ разработаны керноприемные устройства этой серии в размерах: 203/100,

164/80, 138/67 и 122/52 мм (здесь и далее цифры в числителе обозначают диаметр корпуса устройства, в заменят еле - номинальный диаметр керноприема бурильной головки).

3.2.    Для осложненных условий бурения предназначены керноприемные устройства серии "Силур" в размерах: 146/80 и 114/52. Керноприемные устройства этой серии тлеют одинаковую с устройствами серии "Недра" керноприемную часть (кернорватель, керноприемная труба, регулировочный винт,) но корпус уменьшенного диаметра. Они применяются с теш же бурильными головками, что

и устройства серии "Недра".

3:3. Для бурения в трудноотбяраешх породах служат устройства серии "Кембрий", которые позволяют отбирать керн большего по сравнению с устройствами серий "Недра" и "Силур" диаметра (далее назван "большой”) и работают со специальными буриль-

- 10 -

нши головками. Устройства серии "Кембрий¹* разработаны в размерах: 172/100, 122/67 мм.

3.4.    Технические характеристики керноприемных устройств серий "Петра”, "Силур" и "Кембрий" для роторного способа бурения приведены в табл. 2 и 3. Бее указанные устройства имеют несъемные керноприемники.

3.5.    Выпускавшиеся ранее в небольших количествах керно-приемиые устройства ДЕСНУ и КДЗ заменены в 1973 г* унифицированными устройствами серии "Недра" и поэтому в -настоящем "Методическом руководстве . . ."не приводятся.

3.6.    Керноприемные устройства серии "Недра" СКУ-203/100 и ДЩ1-164/80.

3.6.1. Конструкции указанных керноприемных устройств аналогичны и соотоят (рис. 2) из корпуса I, верхнего переводника 2, нижнего переводника 3 (или двухниппельного, показан на рио. 3, если бурильная головка имеет муфту) и керноприемника состоящего из керноприемных труб 4, соединенных муфтой - .центратором 5, в которой кокет быть установлен керно держат ель 6, и имеющего на липнем конце компоновку кернорзателей 7, а на верхнем - регулировочную подвеску, состоящую из винта 8, гайки 9 и фиксатора 10. Подвеска и верхняя керноприемная труба соединяются муфтой - центратором 5 или шаровой подвеской (показана на рис. 4), в которых размещается клапан, выполненный в виде сменного двухсторошего гнезда П и устанавливаемого на нем -шара 12 или клапана - эжектора (показано на рис. 5) может устанавливаться только в керноприемных устройствах КДП-164/80 и СКУ1-172/100)