Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано при исследовании горизонтальных и наклонно направленных скважин. Техническим результатом является повышение надежности перемещения геофизического комплекса в скважине. Для этого комплекс включает механизм передачи усилий, установленный между транспортировочным средством и автономным геофизическим комплексом, выполненный в виде равностороннего двухплечего рычага с узлами скольжения на концах, шарнирно закрепленного на штанге, на которой последовательно установлены ограничительный рычаг, шарнирно соединенный с подвижной втулкой и с одним из узлов скольжения двухплечего рычага, пружинный центратор и узел сопряжения с автономным геофизическим комплексом. Другой узел скольжения двухплечего рычага соединен с транспортировочным средством. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано при исследовании горизонтальных и наклонно направленных скважин автономными центрированными по оси скважин геофизическими приборами и комплексами, доставляемыми в интервал исследования с помощью труб, или другими транспортировочными средствами.

Известно устройство для ввода геофизических приборов в скважину, содержащее корпус, механизм фиксации, выполненный в виде подпружиненного штока, кинематически связанного через подпружиненный рычаг с втулкой, узел транспортировки, включающий ролик и тяговый орган, причем рычаг установлен с возможностью взаимодействия с тяговым органом узла транспортировки (А.С. №1008428, Е21В 47/00, 1983 г.).

Известно устройство для доставки приборов в скважину, содержащее корпус, подпружиненный шток с подпружиненными плашками, ролик с тяговым органом, тормозные рычаги и узел управления их срабатыванием, компенсационный узел, состоящий из тарированной пружины и пружинной тяги, причем ролик кинематически связан с корпусом посредством вертлюга, а с узлом управления - через компенсационный узел (А.С. №1008429, Е21В 47/00, 1983 г.).

Недостатками известных устройств являются заведомая сложность конструктивного исполнения, снижающая надежность устройств, и отсутствие возможности погашения поперечных усилий, воздействующих от тягового устройства на устройство перемещения.

Промыслово-геофизические исследования горизонтальных скважин проводят в настоящее время с использованием технологического комплекса "Горизонталь-1", включающего защитный транспортировочный контейнер для установки в нем измерительных зондов и приборов и доставляемого в интервал исследования с помощью бурильных труб (А.С. №1462883, Е21В 47/00, 1989 г.).

Основным недостатком является то, что при перемещении контейнера по скважине конец бурильной трубы, отрабатывая волновой профиль скважины, беспрерывно меняет направление вектора усилия, прилагаемого к контейнеру, передавая изгибающие воздействия на транспортируемый контейнер, которые достаточно велики и требуют дополнительного механизма разгрузки усилий.

Технической задачей изобретения является повышение надежности перемещения геофизического прибора в скважине.

Указанная задача достигается тем, что технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, включающий транспортировочное средство (бурильные трубы или НКТ) и автономный геофизический комплекс (скважинный прибор), центрированный по оси скважины, дополнительно снабжен механизмом передачи усилий, установленным между транспортировочным средством и автономным геофизическим комплексом, при этом механизм передачи усилий выполнен в виде равностороннего двухплечего рычага с узлами скольжения на концах и штанги, на которой последовательно установлены ограничитель перемещений, подвижная втулка с ограничительным рычагом, шарнирно связанным с подвижной втулкой, пружинный центратор и узел сопряжения с автономным геофизическим комплексом, причем двухплечий рычаг шарнирно закреплен на свободном конце штанги и одним узлом скольжения соединен с ограничительным рычагом, а другим - с транспортировочным средством.

По сравнению с известными устройствами данный технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину имеет следующие преимущества:

- введен механизм передачи усилий от транспортировочного средства к геофизическому комплексу, что позволяет исключить непосредственный контакт транспортировочного средства (бурильных труб или НКТ) с автономным геофизическим комплексом, обеспечивая тем самым направленность передачи усилий, и гасит поперечные усилия, передаваемые от транспортировочного средства (труб) к геофизическому комплексу;

- введен равносторонний двухплечий рычаг с узлами скольжения на концах, шарнирно закрепленный на штанге, одним узлом скольжения соединенный с ограничительным рычагом, установленным на штанге, а другим - с транспортировочным средством, что позволяет обеспечить передачу усилий от транспортировочного средства по оси скважины, а значит, по оси автономного геофизического комплекса, центрированного по оси скважины;

- введен пружинный центратор, установленный на штанге, что позволяет уравновесить вес штанги и погасить усилия от ограничительного рычага, ограничивающего перемещение равностороннего двухплечего рычага.

Сообразуясь с возможностью использования данного технологического комплекса для транспортировки автономных геофизических комплексов, работающих в широком диапазоне исследуемых скважин, ограничитель перемещения подвижной втулки может быть выполнен регулируемым, что позволит установить ограничение на перемещение ограничительного рычага, следовательно, на максимальное раскрытие и разворот двухплечего рычага в пределах внутренних диаметров обсадных колонн горизонтальных скважин.

Сообразуясь с возможностью облегчения прохождения механизма передачи усилий по обсадной колонне горизонтальных скважин, в условиях максимального раскрытия механизма передачи усилий, на узлах скольжения, установленных на концах двухплечего рычага, могут быть дополнительно установлены подвижные опорные ролики.

Сообразуясь с возможностью облегчения прохождения автономным геофизическим комплексом "нисходящих" и "восходящих" интервалов кривизны горизонтальных скважин, узел сопряжения механизма передачи усилий с автономным геофизическим комплексом может быть выполнен в виде шарнира с одной или двумя степенями свободы, либо, сообразуясь с возможностью использования данного технологического комплекса для транспортировки геофизических комплексов с кабельным каналом связи, узел сопряжения механизма передачи усилий с геофизическим комплексом может быть снабжен кабельной головкой свободного вращения.

Данное изобретение позволяет развязать средства транспортировки, используемые для доставки, с автономным геофизическим комплексом, обеспечивая передачу усилий от транспортировочного средства строго по оси автономного геофизического комплекса, в результате чего достигается технический эффект, заключающийся в повышении надежности перемещения автономного геофизического комплекса в скважине за счет исключения передачи дополнительных изгибающих усилий от транспортировочного средства на автономный геофизический комплекс, что в конечном итоге ведет к повышению экологической безопасности разработки нефтегазовых месторождений.

Предлагаемый технологический комплекс для доставки автономных геофизических комплексов (скважинных приборов) в горизонтальную скважину соответствует критерию "Промышленная применимость", поскольку конструкция механизма передачи усилий проста в реализации, не требует применения специальных материалов и оборудования.

На чертеже представлен вариант конструкции предложенного изобретения.

Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины содержит транспортировочное средство (бурильные или насосно-компрессорные трубы) 1, автономный геофизический комплекс 2, центрированный по оси скважины, механизм передачи усилий 3 от транспортировочного средства 1 к автономному геофизическому комплексу 2.

Механизм передачи усилий 3 от транспортировочного средства 1 к автономному геофизическому комплексу 2 содержит равносторонний двухплечий рычаг 4 с узлами скольжения 5 и 6, установленными на концах двухплечего рычага 4; и штангу 7, на которой последовательно установлены ограничитель перемещений 8, подвижная втулка 9 с ограничительным рычагом 10, шарнирно связанным с подвижной втулкой 9, пружинный центратор 11 и узел сопряжения 12 с автономным геофизическим комплексом 2, двуплечий рычаг 4 шарнирно закреплен на свободном конце штанги 7 и одним узлом скольжения 5 соединен с транспортировочным средством 1, а другим узлом скольжения 6 соединен с ограничительным рычагом 10.

Технологический комплекс работает следующим образом. При проталкивании бурильными трубами 1 автономного геофизического комплекса 2 по скважине и в зависимости от того, на каком - "восходящем" или "нисходящем" интервале кривизны скважины находится технологический комплекс, конец бурильной трубы 1 располагается соответственно в верхней или нижней части стенки скважины, прижимая узел скольжения 5 равностороннего двухплечего рычага 4 к стенке скважины, при этом второй узел скольжения 6 равностороннего двухплечего рычага 4 опирается на противоположную сторону стенки скважины, а середина равностороннего двухплечего рычага 4, шарнирно соединенная со штангой 7, неизменно располагается на оси скважины, обеспечивая передачу усилий от бурильных труб 1, через двухплечий рычаг 4, на штангу 7 и по штанге 7, через узел сопряжения 12, на автономный геофизический комплекс 2.

Ограничительный рычаг 10, скользя подвижной втулкой 9 по штанге 7, ограничивает поперечное перемещение равностороннего двухплечего рычага 4 и предотвращает заклинивание его в скважине.

Поперечные усилия, передаваемые штангой 7, гасятся на пружинном центраторе 11, а продольные усилия (усилия перемещения) по штанге 7, через узел сопряжения 12, передаются непосредственно на автономный геофизический комплекс 2.

Узлы скольжения 5 и 6 двухплечего рычага 4, снабженные подвижными роликами 13, обеспечивают легкость перемещения механизма передачи усилий 3 в местах максимального прижатия узлов скольжения 5 и 6 двухплечего рычага 4 к стенкам скважины.

Дополнительный регулируемый ограничитель перемещения 8 подвижной втулки 9, установленной на штанге 7, обеспечивает возможность применения механизма передачи усилий 3 в скважинах разного диаметра, ограничивая максимально допустимый разворот равностороннего двухплечего рычага 4.

Узел сопряжения 12, выполненный в виде шарнира с одной или двумя степенями свободы, обеспечивает свободу перемещения автономного геофизического комплекса 2 относительно штанги 7 механизма передачи усилий 3.

В случае транспортировки по горизонтальной скважине геофизического комплекса с кабельным каналом связи узел сопряжения 12 может быть снабжен кабельной головкой свободного вращения, что позволяет передавать усилия от транспортировочного средства 1 через механизм передачи усилий 3 к геофизическому комплексу 2 с кабельным каналом связи.

Таким образом, предложенный технологический комплекс позволяет развязать средство транспортировки, используемое для доставки геофизического комплекса в исследуемый интервал скважины с последним, обеспечить передачу усилий от транспортировочного средства строго по оси геофизического комплекса и исключить передачу дополнительных изгибающих усилий от одного к другому. В результате чего достигается технический эффект, заключающийся в повышении надежности перемещения геофизического комплекса в скважине, что обеспечивает безаварийную доставку геофизического комплекса на место проведения исследования и обратно, что в конечном итоге ведет к повышению экологической безопасности разработки нефтегазовых месторождений.

1. Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, включающий транспортировочное средство (бурильные трубы или НКТ) и автономный геофизический комплекс (скважинный прибор), центрированный по оси скважины, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен механизмом передачи усилий, установленным между транспортировочным средством и автономным геофизическим комплексом, при этом механизм передачи усилий выполнен в виде равностороннего двухплечего рычага с узлами скольжения на концах и штанги, на которой последовательно установлены ограничитель перемещений, подвижная втулка с ограничительным рычагом, шарнирно связанным с подвижной втулкой, пружинный центратор, и узел сопряжения с автономным геофизическим комплексом, причем двухплечий рычаг шарнирно закреплен на свободном конце штанги и одним узлом скольжения соединен с ограничительным рычагом, а другим - с транспортировочным средством.

2. Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины по п.1, отличающийся тем, что в механизме передачи усилий ограничитель перемещения подвижной втулки выполнен регулируемым.

3. Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины по п.1, отличающийся тем, что в механизме передачи усилий на узлах скольжения, установленных на концах двухплечего рычага, дополнительно установлены подвижные опорные ролики.

4. Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины по п.1, отличающийся тем, что в механизме передачи усилий узел сопряжения с автономным геофизическим комплексом выполнен в виде шарнира с одной или двумя степенями свободы.

5. Технологический комплекс для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины по п.1, отличающийся тем, что в механизме передачи усилий узел сопряжения с автономным геофизическим комплексом снабжен кабельной головкой свободного вращения.