Устройство определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъёмных операций на скважине

Изобретение относится к устройству определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине. Техническим результатом изобретения является создание устройства для одновременного определения длины и скорости кабеля при спуске в скважину и его подъёме с возможностью его использования для кабеля любого типоразмера и в комплекте с установкой для намотки и размотки кабеля любой конструкции. Для этого в устройстве определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине приспособление для подачи в скважину сматываемого с катушки кабеля выполнено в виде каретки с закреплёнными вращающимися верхними и нижними роликами, образующими канал для подачи кабеля, нижние ролики установлены с возможностью регулирования их положения относительно верхних роликов, каретка закреплена на подвижном кронштейне посредством вертлюга, имеющего возможность регулирования положения по высоте относительно кронштейна, а в качестве блока измерения использован прибор для бесконтактного измерения длины и скорости, закрепленный на вертлюге над приспособлением для подачи кабеля в скважину, а кронштейн закреплён с возможностью вращения на вертикально установленной стойке с возможностью её крепления к рамной конструкции установки для намотки и размотки кабеля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи и геологических исследований, а именно, к устройству определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине, например для спуска в скважину глубинно-насосного (погружного) оборудования.

Известно устройство определения длины спускаемого в скважину кабеля, включающее приспособление с каналом для подачи кабеля, сматываемого с катушки, и блок измерения (см. описание полезной модели к патенту Российской Федерации № 165 277, МПК G01B 7/04, опубл. 10.10.2016).

Известное устройство предназначено только для измерения длины спускаемого в скважину кабеля, что является его недостатком.

Приспособление для подачи кабеля в скважину в известном устройстве выполнено в виде вращающегося шкива, при этом кабель имеет заранее известные параметры. На шкиве закреплена метка, например магнитная метка, или RFID метка, или оптическая метка. При движении шкива метка периодически проходит рядом с блоком обнаружения, выполненным в виде детектора, фиксирующего ее обнаружение, и детектор формирует сигнал обнаружения. Глубина спуска кабеля определяется как произведение количества принятых сигналов обнаружения на длину окружности шкива.

В зависимости от используемого типа детектора сигнал обнаружения может дополнительно обрабатываться или сразу передаваться на блок измерения.

В известном устройстве, при проходе кабеля через шкив, высока вероятность проскальзывания кабеля по поверхности шкива, что приводит к недостоверным измерениям. Поскольку измерение происходит при контакте кабеля со шкивом, то при неблагоприятных погодных условиях, например пасмурной погоде (снег, дождь, обледенение), происходит ухудшение контакта кабель-шкив, что снижает точность измерения. В процессе контакта кабель-шкив происходит дополнительный износ контактирующих поверхностей, что также приводит к недостоверным показателям в процессе измерений.

Кроме того, известное устройство используют со специально изготовленной установкой для намотки и размотки кабеля (под установкой имеется в виду катушка для намотки кабеля и рама для крепления катушки). Использование установок для намотки и размотки кабеля, выпущенных ранее, или других изготовителей не представляется возможным, что значительно сужает возможность использования данного устройства.

Известно устройство определения длины спускаемого в скважину кабеля, включающее приспособление с каналом для подачи в скважину сматываемого с катушки кабеля, и блок измерения (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2 618 487, МПК G01B 7/06, опубл. 03.05.2017).

Известное устройство предназначено только для измерения длины спускаемого кабеля, что является его недостатком.

Приспособление для подачи кабеля в скважину в известном устройстве выполнено в виде шкива, при этом кабель имеет заранее известные параметры. На шкиве закреплена метка, например магнитная метка, или RFID метка, или оптическая метка. При движении шкива метка периодически проходит рядом с блоком обнаружения, выполненным в виде детектора, в этот момент происходит ее обнаружение и детектор формирует сигнал обнаружения. Глубина спуска кабеля определяется как произведение количества принятых сигналов обнаружения на длину окружности шкива.

В зависимости от используемого типа детектора сигнал обнаружения может дополнительно обрабатываться или сразу передаваться на блок измерения.

Блок измерения выполнен с возможностью считывания скорости вращения электродвигателя и определения частоты появления меток, равной отношению периода появления меток к скорости вращения соединенного с катушкой электродвигателя.

В известном устройстве при проходе кабеля через шкив высока вероятность проскальзывания кабеля по поверхности шкива, что может приводить к недостоверным измерениям. Поскольку измерение происходит при контакте кабеля со шкивом, то при неблагоприятных погодных условиях, например пасмурной погоде (снег, дождь, обледенение) происходит ухудшение контакта кабель-шкив, что снижает точность измерения. В процессе контакта кабель-шкив происходит дополнительный износ контактирующих поверхностей, что также приводит к недостоверным показателям в процессе измерений.

Кроме того, известное устройство используют со специально изготовленной установкой для намотки и размотки кабеля (под установкой имеется в виду катушка для намотки кабеля и рама для крепления катушки). Использование установок для намотки и размотки кабеля, выпущенных ранее, или других изготовителей не представляется возможным, что значительно сужает возможность использования данного устройства.

Известно устройство для измерения длины кабеля, принятое в качестве прототипа, включающее приспособление с каналом для подачи в скважину кабеля, сматываемого с катушки, и блок измерения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1 455 226, МПК G01B 5/04, опубл. 30.01.1984).

Известное устройство предназначено для измерения только длины кабеля с навивкой и не имеет возможности измерения скорости спуска кабеля в скважину, что ограничивает область его применения.

Измерительный узел выполнен в виде вала с осевым каналом для размещения кабеля, тремя радиальными каналами для размещения подпружиненных штоков, с закрепленными на штоках дисками для взаимодействия с кабелем.

Измерение длины кабеля происходит с помощью измерительного узла контактным способом с помощью счётчика, размещенного непосредственно в измерительном узле, при этом отсутствует возможность снимать показания на удалении от счётчика.

Счётчик механически контактирует с навивкой кабеля, при этом не исключена возможность проскальзывания диска по поверхности кабеля, что приводит к недостоверным измерениям.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание устройства одновременного определения длины кабеля, спущенного в скважину, и скорости его спуска, обладающего возможностью его использования для кабеля любого типоразмера и в комплекте с установкой для намотки и размотки кабеля любой конструкции.

Технический результат достигается тем, что в устройстве определения длины и скорости спуска кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине, включающем приспособление с каналом для подачи кабеля, сматываемого с катушки, и блок измерения, имеются отличия, а именно: приспособление для подачи в скважину сматываемого с катушки кабеля выполнено в виде каретки с закреплёнными вращающимися верхними и нижними роликами, образующими канал для подачи кабеля, при этом нижние ролики установлены с возможностью регулирования их положения относительно верхних роликов, при этом каретка закреплена на подвижном кронштейне посредством вертлюга, имеющего возможность регулирования положения по высоте относительно кронштейна, а в качестве блока измерения использован прибор для бесконтактного измерения длины и скорости, закрепленный на вертлюге над приспособлением для подачи кабеля в скважину, при этом подвижный кронштейн закреплён с возможностью вращения на вертикально установленной стойке, с возможностью её крепления к рамной конструкции установки для намотки и размотки кабеля.

В этом случае, устройство дополнительно оснащено универсальными хомутами для крепления стойки к любой установке для намотки и размотки кабеля.

Предлагаемое устройство позволяет измерять одновременно и длину и скорость как при спуске кабеля в скважину, так и при его подъёме из скважины.

В предлагаемом устройстве измерение происходит бесконтактным способом, и, следовательно, ни проскальзывание, ни возможный износ поверхностей не влияют на точность измерения. Кроме того, измерение длины и скорости спуска кабеля не зависит от формы и геометрии наружной поверхности кабеля, а именно, есть на нём навивка или кабель имеет гладкую поверхность.

При проведении спускоподъемных операций на скважине с погружным оборудованием предлагаемое устройство можно применять с любыми существующими установками для намотки и размотки кабеля, в связи с этим не требуется закупать и устанавливать новые установки для намотки и размотки кабеля.

Предлагаемое устройство может быть использовано с любыми известными, выпущенными ранее или на данный момент, установками для намотки и размотки кабеля, так как оно крепится к рамам установок с помощью универсальных хомутов, обеспечивающих регулирование крепления по высоте и имеющих возможность вращения вокруг своей оси.

В предлагаемом устройстве показания снимаются бесконтактно, и сигналы от измерительного прибора передаются по кабелям к внешнему устройству (компьютеру) вывода и хранения показаний, расположенному в любом удобном месте.

Устройство определения длины и скорости спуска кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине иллюстрировано чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - поперечный разрез каретки с проходящим через неё кабелем; на фиг. 3 – крепление устройства к раме установки для намотки и размотки кабеля.

Устройство определения длины и скорости спуска кабеля содержит приспособление подачи кабеля в скважину, выполненное в виде каретки 1, состоящей из двух соединенных между собой частей - верхней и нижней. В верхней части установлены вращающиеся верхние ролики 2 в количестве трёх штук для исключения выгибания кабеля вверх дугой между крайними роликами 2. Оси верхних роликов жестко закреплены на каретке 1, а ролики 2 установлены на осях посредством подшипников качения (оси и подшипники на чертеже не показаны).

В нижней части с зазором относительно верхних роликов 2 установлены нижние ролики 3, с образованием между ними канала для размещения кабеля 4.

Нижние ролики 3 имеют возможность регулирования положения относительно верхних роликов 2 (изменения зазора между роликами 2 и 3 с помощью резьбовых втулок 5, накрученных на резьбовой шток 6, что позволяет использовать каретку 1 для различного типоразмера кабеля.

Каретка 1 посредством кронштейна жестко закреплена на вертлюге 7 (кронштейн на чертеже не показан). Над кареткой 1 на вертлюге 7 жестко закреплен блок измерения, выполненный в виде установленного в корпусе 8 прибора 9 бесконтактного измерения длины и скорости кабеля 4. Корпус 8 снабжен отверстием для выхода потока импульсного сигнала от прибора 9 (отверстие на чертеже не показано).

В качестве бесконтактного измерительного прибора 9 могут быть использованы приборы моделей VLM320 или VLM500, обеспечивающие измерение длины и скорости непрерывно движущегося кабеля любого типоразмера с точностью до 0,05%. Приборы надежны при эксплуатации и обеспечивают высокую точность измерений.

Вертлюг 7 соединен болтовым соединением с подвижным кронштейном 10 и имеет возможность регулирования по высоте относительно кронштейна 10, обеспечивая тем самым регулирование положения каретки 1 по высоте (болтовое соединение на чертеже не показано). Кронштейн 10 соединен с вертикально установленной стойкой 11 с возможностью вращения относительно оси стойки 11, обеспечивая возможность свободного поворота (качания) вертлюгу 7 с кареткой 1 в горизонтальной плоскости.

Стойка 11 с помощью универсальных хомутов 12 может быть закреплена на установке 13 для намотки и размотки кабеля, имеющей основание, например в виде рамной конструкции, в котором с возможностью вращения закреплена катушка 14 с намотанным кабелем 4.

Универсальные хомуты 12 выполнены из двух соединяемых с возможностью вращения между собой частей, обеспечивающих соединение стойки 11 в вертикальном положении с установкой 13 для намотки и размотки кабеля, которая может быть любой конструкции.

Устройство определения длины и скорости спуска кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине с погружным оборудованием работает следующим образом.

Кабель 4 под весом спускаемого в скважину оборудования сматывается с катушки 14 и опускается в скважину, проходя без провисания между вращающимися роликами 2 и 3. При этом средний верхний ролик 2 выполняет роль калибратора по выравниванию кабеля в прямую линию и ориентирует кабель на постоянное расстояние от прибора 9 бесконтактного измерения длины и скорости для повышения точности измерения.

Поскольку кабель 4 очень жёсткий, то при его сматывании с катушки 14 необходимо, чтобы каретка 1 свободно двигалась за кабелем 4. Подвижный кронштейн 10, соединенный со стойкой 11, обеспечивает вертлюгу 7 возможность свободного качания вместе с закрепленной на нем кареткой 1. Кабель 4, проходя по каналу между роликами 2 и 3, ориентируется относительно выходного отверстия в корпусе 8 и попадает под поток импульсного сигнала прибора 9, вследствие чего происходит одновременное измерение и длины и скорости спуска кабеля 4.

1. Устройство определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине, включающее приспособление с каналом для подачи кабеля, сматываемого с катушки, и блок измерения, отличающееся тем, что приспособление для подачи в скважину сматываемого с катушки кабеля выполнено в виде каретки с закреплёнными вращающимися верхними и нижними роликами, образующими канал для подачи кабеля, при этом нижние ролики установлены с возможностью регулирования их положения относительно верхних роликов, при этом каретка закреплена на подвижном кронштейне посредством вертлюга, имеющего возможность регулирования положения по высоте относительно кронштейна, а в качестве блока измерения использован прибор для бесконтактного измерения длины и скорости, закрепленный на вертлюге над приспособлением для подачи кабеля в скважину, при этом подвижный кронштейн закреплён с возможностью вращения на вертикально установленной стойке с возможностью крепления к рамной конструкции установки для намотки и размотки кабеля.

2. Устройство определения длины и скорости спуска кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине по п. 1, отличающееся тем, что оно оснащено универсальными хомутами для крепления стойки к любой установке для намотки и размотки кабеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании гироскопических измерителей вектора угловой скорости (ГИВУС) на основе волоконно-оптических гироскопов (ВОГ).

Изобретение относится к горному делу и строительству, используется для дистанционной регистрации и измерения параметров исполнительных органов горных и строительных машин с ударным принципом погружения в процессе их воздействия на разрабатываемую геосреду, применяется в лабораторных и натурных исследованиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения расходов газообразных сред. Измеритель воздушной скорости содержит проточный корпус с расположенной, перпендикулярно потоку, внутри пластиной, на которой размещены по ее разные стороны в потоке струйные элементы, на одной стороне - два, на другой - один, соединенные каналами управления в последовательную цепь, замкнутую с выхода последнего элемента на вход первого элемента, и подключенные соплами питания к потоку, выход последнего струйного элемента подключен каналами к пневмоэлектропреобразователю, и далее к индикатору скорости потока, атмосферные каналы элементов соединены в общую полость, связанную с набегающим потоком через прорези в корпусе.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ определения зависимости баллистических характеристик снарядов от режимов стрельбы, заключающийся в формировании в пространстве вдоль предполагаемой траектории движения снарядов n неконтактных измерительных полей в виде двухмерных сеток на основе выполнения конструкции неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении скорости и координат пролета снарядов относительно n измерительных полей на основе фиксации моментов и сработавших комбинаций элементов матриц фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, при этом для определения углов нутации предварительно определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени при каждом угловом положении снарядов, определяют угол нутации в соответствии с видом пробоины на основе сравнении комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями, определяют нулевое значение угла нутации, в случае если пробоина имеет форму окружности, данный вид пробоины образуется в случае совпадении оси снаряда с вектором скорости центра массы, определении значения углов нутации при увеличении размера пробоины в направлении отклонения оси снаряда от касательной к траектории, определяют динамику нутационного движения на основе измерения величины большой оси пробоины вдоль траектории движения снарядов, при выполнении стрельбы определяют режим стрельбы (номер и длительность очереди), определяют зависимость углов нутации от режимов стрельбы, учитывают время стрельбы, количество выстрелов и режимы стрельбы авиационного артиллерийского оружия в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ определения зависимости баллистических характеристик снарядов от условий стрельбы, заключающийся в формировании в пространстве вдоль предполагаемой траектории движения снарядов n-измерительных полей в виде двухмерных сеток на основе выполнения конструкции неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении скорости и координат пролета снарядов относительно измерительных полей на основе фиксации моментов и сработавших комбинаций элементов матриц фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, при этом предварительно определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени при каждом угловом положении снарядов, определяют угол нутации в соответствии с видом пробоины на основе сравнения комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями, определяют нулевое значение угла нутации, в случае если пробоина имеет форму окружности, при этом данный вид пробоины образуется в случае совпадения оси снаряда с вектором скорости центра массы, определении значения углов нутации при увеличении размера пробоины в направлении отклонения оси снаряда от касательной к траектории, определении динамики нутационного движения на основе измерения величины большой оси пробоины вдоль траектории движения снарядов, дополнительно определяют условия стрельбы, при этом определяют режимы стрельбы как «одиночная стрельба» или «стрельба очередью», интервалы стрельбы между очередями, длительность очереди, осуществляют запись данных о параметрах полета снарядов и режимах стрельбы в блок памяти, определяют зависимость баллистических характеристик снарядов от условий стрельбы.

Изобретение относится к области исследований быстропротекающих процессов с применением эффекта Доплера с помощью лазерной гетеродинной диагностики и может быть использовано для непрерывной регистрации скорости движущегося объекта/объектов.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при построении одноосных и трехосных измерителей угловых скоростей и линейных ускорений с цифровым выходом информации.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн.

Группа изобретений относится к способу и устройству для определения скорости рельсового транспортного средства. Способ определения скорости рельсового транспортного средства, при котором на этом транспортном средстве предусматривают сенсорные устройства и устройство для обработки сигналов, причем способ включает в себя следующие этапы: определение неровностей рельса соответственно на одной идущей впереди колесной паре посредством первого сенсорного устройства и по меньшей мере на одной хвостовой колесной паре посредством еще одного сенсорного устройства; передача произведенных сенсорными устройствами сигналов датчиков на устройство для обработки сигналов, которое выполнено для того, чтобы проводить анализ подведенных сигналов датчиков и на основании этого определять скорость, причем для этого производится оценка передаточной функции от одного сенсора к другому.

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы состоит из датчика измеряемого мгновенного плоского угла и неподвижного отсчетного устройства.

Изобретение относится к средствам контроля технологического процесса эксплуатации и ремонта скважины и может быть использовано для измерения длины и скорости колонны труб как при их спуске, так и подъёме.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для местонахождения межламельного промежутка коллектора электрической машины постоянного тока, например, при восстановлении тяговых двигателей в условиях ремонтного производства электровозного депо.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного определения длины протяженных металлических изделий, в частности металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве на металлургических, машиностроительных предприятиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного определения длины протяженных металлических изделий, в частности металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве на металлургических, машиностроительных предприятиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения длины металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве на металлургических, машиностроительных предприятиях.

Изобретение относится к области нефтедобычи и геологических исследований, а именно к устройству для спуска глубинно-насосного оборудования. Предложено устройство, содержащее корпус, катушку, закрепленную в корпусе, с возможностью вращения в нем, содержащую намотанный на нее кабель с заранее известными параметрами, шкив, закрепленный в корпусе, через который кабель, разматываемый с катушки, спускается в скважину; метку, закрепленную на шкиве, блок обнаружения метки, выполненный с возможностью обнаружения метки и передачи сигнала обнаружения на блок измерения, блок измерения, выполненный с возможностью принимать сигнал обнаружения от блока обнаружения метки, вычислять глубину спуска кабеля как произведение количества принятых сигналов обнаружения на длину окружности шкива.

Изобретение относится к области нефтедобычи и геологических исследований, а именно к устройству для спуска глубинно-насосного оборудования. Заявлено устройство, содержащее корпус, катушку, закрепленную в корпусе с возможностью вращения в нем, содержащую намотанный на нее кабель с заранее известными параметрами, электродвигатель, закрепленный в корпусе, функционально соединенный с катушкой с возможностью ее вращения; шкив, закрепленный в корпусе, через который кабель, разматываемый с катушки, спускается в скважину; метку, закрепленную на шкиве, блок обнаружения метки, выполненный с возможностью обнаружения метки и передачи сигнала обнаружения на блок измерения, блок измерения, выполненный с возможностью принимать сигнал обнаружения от блока обнаружения метки, вычислять глубину спуска кабеля как произведение количества принятых сигналов обнаружения на длину окружности шкива.

Изобретение относится к машиностроению для легкой промышленности и может быть использовано в машинах для измерения длины движущихся длинномерных легкодеформируемых композитных материалов в условиях, не исключающих их проскальзывание и деформацию.

Настоящее изобретение относится к способу мониторинга скручивания кабеля, содержащему этапы обеспечения кабеля, имеющего внешнюю поверхность и проходящего вдоль продольного направления, причем кабель снабжен, по меньшей мере, одной идентификационной меткой, предпочтительно радиочастотной идентификационной меткой, расположенной на угловом положении метки в плоскости поперечного сечения, выполненного перпендикулярно продольному направлению, и эта, по меньшей мере, одна метка сохраняет идентификационный код метки и способна передавать электромагнитный сигнал метки; опроса, по меньшей мере, одной идентификационной метки для приема электромагнитного сигнала метки; и детектирования электромагнитного сигнала метки; в котором этап детектирования электромагнитного сигнала метки содержит этап считывания идентификационного кода метки и определения углового положения, по меньшей мере, одной идентификационной метки.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины линейно протяженных ферромагнитных объектов (стальных труб, прутков, рельс, канатов, проволок и т.п.) в процессе их изготовления или эксплуатации.

Изобретение относится к устройству определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине. Техническим результатом изобретения является создание устройства для одновременного определения длины и скорости кабеля при спуске в скважину и его подъёме с возможностью его использования для кабеля любого типоразмера и в комплекте с установкой для намотки и размотки кабеля любой конструкции. Для этого в устройстве определения длины и скорости кабеля при проведении спускоподъемных операций на скважине приспособление для подачи в скважину сматываемого с катушки кабеля выполнено в виде каретки с закреплёнными вращающимися верхними и нижними роликами, образующими канал для подачи кабеля, нижние ролики установлены с возможностью регулирования их положения относительно верхних роликов, каретка закреплена на подвижном кронштейне посредством вертлюга, имеющего возможность регулирования положения по высоте относительно кронштейна, а в качестве блока измерения использован прибор для бесконтактного измерения длины и скорости, закрепленный на вертлюге над приспособлением для подачи кабеля в скважину, а кронштейн закреплён с возможностью вращения на вертикально установленной стойке с возможностью её крепления к рамной конструкции установки для намотки и размотки кабеля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх