ШЛАНГОКАБЕЛЬ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ

Полезная модель относится к области нефтепромысловой геофизики и может быть использована при проведении геофизических исследований нефтяных и газовых скважин.
Основным сопротивлением при движении шлангокабеля по условно горизонтальному участку скважины является сила трения, возникающая в местах контакта шлангокабеля со стенками скважины, а так же наличие препятствий (нелинейность скважины, скопление отходов бурения и прочее). Величина этой силы пропорциональна разности веса участка шлангокабеля и архимедовой силы, его выталкивающей.
Известен шлангокабель для непрерывного спуска и подъема долота при бурении скважин [Патент СССР на изобретение №286881 /Шлангокабель для непрерывного спуска и подъема долота при бурении скважин / Гоглов, Л.Г. №646569/22-13; Заявл. 09.12.1959; Опубл. 19.11.1970] с каналами для подачи промывочного раствора и электроэнергии к забою скважины, составленный из пучка металлических трубок, симметрично расположенных по сечению и электрически изолированных.
Наиболее близким к данной полезной модели является шлангокабель для сбора и подъема нефтепродуктов из подводного месторождения [Панент США на изобретение №4332509 / Riser pipe system for collecting and raising petroleum produced from an underwater deposit / Remi Reynard, Christian Atbe, Jean-Paul Aubert №158261; Заявл. 10.06.1980; Опубл. 01.06.1982] содержащий каналы для передачи нефтепродуктов и электроэнергии, расположенные внутри секций, которые частично заполнены пеной низкой плотности таким образом, что каждый канал внутри своей секции окружен пеной.
Особенностью такого устройства шлангокабеля является обладание существенным образом отрицательной или положительной нулевой плавучестью.
Недостатком такого шлангокабеля является высокое сопротивление его продвижению в условно горизонтальной части скважины со стороны стенок последней из-за невозможности изменения плавучести в различных меняющихся средах, присутствующих в скважине.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является уменьшение сил сопротивления продвижению шлангокабеля в условно горизонтальном участке скважины, возникающих в местах контакта шлангокабеля со стенками скважины, а так же понижение износа шлангокабеля и увеличение длины его продвижения. Осуществляется это решение за счет значительного уменьшения силы трения ввиду придания шлангокабелю переменной плавучести из-за расположенных в нем каналов, с рабочими телами различной плотности (твердое тело, жидкость, газ или их комбинация), а так же за счет изменения плавучести в положительную или отрицательную сторону, в зависимости от плотности среды, окружающей шлангокабель. Кроме того, изменение плавучести шлангокабеля позволит ему с меньшим сопротивлением обходить препятствия (нелинейность скважины, скопление отходов бурения и прочее).
Шлангокабель содержит внутри себя по всей длине каналы, а так же функциональные элементы, при этом каналы соединены между собой своими концами на погружаемом в скважину участке шлангокабеля и заполнены рабочими телами различной плотности, которые отделены друг от друга эластичными поршнями.
Некоторые каналы являются глухими и постоянно содержат одно и то же рабочее тело низкой плотности.
Внутри каналов могут быть расположены функциональные элементы для передачи различных сред, а эластичные поршни имеют тороидальную форму и длина их хода ограничена вблизи места соединения каналов.
Рабочее тело - тело с плотностью ниже, чем плотность жидкости, окружающей шлангокабель (твердое тело, жидкость, газ или их комбинация).
Жидкость, окружающая шлангокабель среда, в которой находится шлангокабель (нефтепродукты, буровая жидкость и т.п.).
Функциональные элементы - составляющие части шлангокабеля необходимые дл изоляции, придания прочности, передачи различных сред (жидкостей, газов, электроэнергии, информации).
Изменение плавучести шлангокабеля достигается за счет наличия в каналах, имеющихся по всей длине шлангокабеля, соединенных между собой своими концами, рабочих тел различной плотности. Причем плотности рабочих тел ниже плотности жидкости, окружающей шлангокабель. Для отсутствия диффузии рабочих тел между ними имеется эластичный поршень, который выполнен из эластичного материала, что обеспечит постоянный контакт между стенкой канала и периферией эластичного поршня.
Количество рабочих тел и каналов их содержащих может быть различным. С увеличением количества рабочих тел растет число разделяющих их поршней. При наличии трех различных рабочих тел количество поршней равно двум, при четырех трем и т.д. Некоторые каналы могут быть глухими и постоянно заполнены рабочим телом одной плотности. Внутри каналов, содержащих рабочее тело, могут находиться функциональные элементы.
Нa фиг. 1 схематично изображен продольный разрез шлангокабеля с двумя соединенными на конце каналами.
Нa фиг. 2 схематично изображен поперечный разрез шлангокабеля с двумя соединенными на конце каналами.
Нa фиг. 3 схематично изображен продольный разрез шлангокабеля с системой из пяти каналов.
Нa фиг. 4 схематично изображен поперечный разрез шлангокабеля с системой из пяти каналов.
Нa фиг. 5 схематично изображен продольный разрез шлангокабеля с системой из девяти каналов.
Нa фиг. 6 схематично изображен поперечный разрез шлангокабеля с системой из девяти каналов.
Шлангокабель, в основном состоит из следующих элементов: несущий нагрузку и заполняющий элемент 1 (например полиэтиленовый), изоляционные элементы 2 (например фторполимерные), элементы для передачи различных сред 3 (например медные провода), более легкое рабочее тело 4 (например пентан), более тяжелое рабочее тело 5 (например эфир), эластичный поршень 6 (например силиконовый), сам шлангокабель окружен жидкостью 7 (например нефтью).
Нa фиг. 1 и фиг. 2 представлен шлангокабель с двумя элементами для передачи различных сред (токоведущими жилами) 3, защищенных изоляционными элементами 2, двумя соединенными каналами, содержащими рабочие тела 4 и 5, разделенные эластичным поршнем 6. Шлангокабель погружен в жидкость 7.
Нa фиг. 3 и фиг. 4 представлен шлангокабель, имеющий четыре элемента для передачи различных сред (токоведущих жилы) 3, защищенных изоляционными элементами 2, четырьмя каналами, расположенными по периферии, содержащими рабочее тело 4, соединенных с одним центральным каналом, содержащим рабочие тела 4 и 5, а так же эластичный поршень 6, их разделяющий. Шлангокабель погружен в жидкость 7.
Нa фиг. 5 и фиг. 6 представлен шлангокабель, имеющий девять элементов для передачи различных сред (токоведущих жил) 3, защищенных изоляционными элементами 2, находящихся внутри каналов, содержащих рабочие тела 4 и 5. Периферийные каналы соединены попарно, центральный канал является глухим и содержит либо рабочее тело 4, либо рабочее тело 5. Ввиду того, что в каждом периферийном канале с рабочим телом находится токоведущая жила, эластичный поршень 6, разделяющий рабочие тела 4 и 5, выполнен тороидальным. Кроме того, в этих каналах предусмотрен ограничитель хода 8 эластичного поршня 6.
Шлангокабель работает следующим образом.
При погружении шлангокабеля в жидкость 7 в каналах заполняющего элемента 1 шлангокабеля находится рабочее тело 5, окруженное изоляционным элементом 2. При возникновении необходимости изменения плавучести шлангокабеля посредством эластичного поршня 6 рабочее тело 5 частично или полностью вытесняется из содержащих его каналов за пределы шлангокабеля за счет закачивания в них более легкого рабочего тела 4.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение затрат на оборудование и энергообеспечение установок для исследования нефтяных и газовых скважин, а так же понижение износа шлангокабеля и увеличение длины его продвижения в условно горизонтальной части скважины не смотря на изменение плотности окружающей жидкости и нелинейность скважины.