КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОСТАВКИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ К ЗАБОЯМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к геофизическим и гидродинамическим исследованиям наклонных и горизонтальных скважин приборами на кабеле.
Известен технологический комплекс доставки приборов «Горизонталь-5» (опубл. 2001 г. «Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин» А.А.Молчанов, Э.Е.Лукьянов, В.А.Рапин Санкт-Петербургский горный институт, стр.141, 142), включающий геофизический кабель, легкие металлические трубы с внутренним тоководом и комплексный каротажный прибор.
Недостатком данной конструкции является низкая надежность электрического канала связи с каротажным прибором из за сложности обеспечения герметизации большого числа соединений труб при сборке и эксплуатации. Комплекс не предусматривает возможность исследований скважин электрическими методами при помощи гибких зондов.
Известны системы с жестким геофизическим кабелем (опубл. 2001г. «Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин» А.А.Молчанов, Э.Е.Лукьянов, В.А.Рапин Санкт-Петербургский горный институт, стр.143-146), сочетающим необходимую гибкость для намотки его на стандартные лебедки каротажных подъемников и достаточную жесткость для проталкивания приборов на забой горизонтальной скважины.
Недостатком данного решения является ограничение возможностей доставки к забоям горизонтальных скважин геофизических приборов и аппаратов их небольшой массой, что приводит к потере информативности применяемого комплекса исследований по причине необходимости использования не предназначенных для этих целей малогабаритных скважинных приборов.
Известен комплекс для доставки геофизических приборов по патенту на полезную модель 42062, включающий геофизический кабель, движитель, устройство осуществления электрической связи, устройство крепления движителя к геофизическому кабелю, контейнер, причем удлинитель состоит из стальных бесшовных насосно-компрессорных труб, а контейнер состоит из труб из непроводящего материала.
Недостатком данного комплекса являются большие затраты времени на сборку или разборку труб используемых в качестве движителя и удлинителя при необходимости
замены геофизических приборов. Кроме того, конструкция устройства электрической связи («мокрый контакт») комплекса не позволяет обеспечить высокую надежность соединения с глубинным прибором при ее осуществлении в участках стволов скважин, где значения зенитных углов достигают 60 и более градусов.
Известны гибкие длинномерные трубы, которые производятся по ТУ 14-3Р-38-2000, длиной до 4000 м, которые производит ОАО «Уралтрубмаш» (http://www uralluktbm.uu.ru). Известно использование гибких длинномерных труб при бурении на депрессии («Бурение гибкой трубой на депрессии» статья Ю.Матвеева ЗАО «ФракМастерНефть», опубл. в журнале «Нефть и газ Евразия» изд. «Евразия-пресс, инк.», Москва №3 - 2004, стр.8-14). Технология горизонтального бурения на депрессии с применением установки гибких НТ представляет собой органичное соединение трех технологий - бурения на депрессии, горизонтального бурения и технологии применения гибких непрерывных труб.
Предлагаемой полезной моделью решается задача создания высокопроизводительного технологического комплекса для оперативной доставки геофизических приборов и аппаратов независимо от их массы, к забоям наклонных и горизонтальных скважин с малыми радиусами искривления и условно горизонтальными участками большой протяженности, обеспечивающего надежную работу при значительных изгибающих и осевых нагрузках.
Для достижения указанного технического результата в комплексе для доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин включающем геофизический кабель, движитель, устройство осуществления электрической связи, устройство крепления движителя к геофизическому кабелю, удлинитель выполнен цельным в виде отрезка гибкой длинномерной трубы длинной до 1000 м, к которому присоединяют геофизический прибор.
Отличительными признаками предлагаемого комплекса для доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин от указанного выше, наиболее близкого к нему, является то удлинитель выполнен цельным в виде отрезка гибкой длинномерной трубы длинной до 1000 м, к которому присоединяют геофизический прибор.
Благодаря наличию этих признаков, обеспечивается гарантированная доставка каротажных приборов и аппаратов различной конструкции в горизонтальные скважины и боковые горизонтальные стволы с малыми радиусами искривления, повышается надежность электрической связи за счет исключения необходимости ее осуществления на участках стволов скважин с большими значениями зенитных углов, исключается возможность возникновения аварийных ситуаций при исследованиях в скважинах,
оборудованных фильтрами в виде отверстий или щелей, а также повышается оперативность проведения измерений и достоверность их результатов в условиях высоких давлений и температур.
Предлагаемый комплекс для доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 показан спуск геофизического прибора, при помощи лебедки и рольганга;
На фиг.2 показан удлинитель, вымотанный из барабана лебедки в скважину;
На фиг.3 показано расчетное количество насосно-компрессорных труб, которое опускается в скважину;
На фиг.4 показана колонна труб (удлинитель и движитель) с геофизическим прибором опущенная на заданную глубину.
Комплекс доставки приборов к забоям горизонтальных скважин (фиг.1-4) представляет собой набор следующего оборудования: удлинитель 1, движитель 2, устройство осуществления электрической связи («мокрый контакт») 3, устройство крепления движителя к геофизическому кабелю 4, кабель 5 (фиг.4).
1 - удлинитель (фиг.1) - отрезок гибкой длинномерной трубы длиной до 1000 метров, изготовленной из стали или другого материала с проводным каналом связи, роль которого может выполнять предварительно пропущенный внутри трубы грузонесущий геофизический кабель. Нижняя и верхняя части трубы соответственно оборудуются кабельным наконечником и приборной головкой, к которым подключаются токоведущие жилы кабеля. В случае использования стальной трубы, значение разрывного усилия которой превышает разрывное усилие применяемого при исследованиях геофизического кабеля, канал связи с прибором, для снижения веса удлинителя, можно обеспечить при помощи специального облегченного провода. Гибкость трубы обеспечивается ее механическими свойствами. Длинномерные гибкие трубы производит ОАО "Уралтрубмаш" из стали марки 10ГМФ с наружным диаметром 33,5 мм и толщиной стенки 3,0 мм. Трубы имеют следующие свойства: предел текучести - не менее 390МПа, временное сопротивление разрыву - не менее 450МПа, относительное удлинение - не менее 22%. Свойства трубы изменяются за счет изменения режима термообработки. Использование длинномерной трубы облегчает конструкцию, что в свою очередь приводит к увеличению производительности труда при сборке удлинителя, уменьшается усилие сопротивления трению при движении удлинителя в условно горизонтальной части ствола скважины, таким образом технический результат достигается за счет использования цельной длинномерной трубы.
2 - движитель (фиг.4) (монтируется над удлинителем и предназначен для создания усилия на преодоление сил трения геофизическим прибором и удлинителем на условно горизонтальном участке) - представляет собой набор труб, состоящий из насосно-компрессорных труб (НКТ) с условным диаметром 33 или 42 мм, монтируется над гибкой трубой - удлинителем и предназначен для проталкивания геофизических приборов и удлинителя к забоям скважин посредством создания усилия на преодоление сил трения геофизическим прибором и удлинителем на условно-горизонтальном участке ствола;
3 - устройство осуществления электрической связи (фиг.4) («мокрый контакт») предназначенное ля электрической связи глубинных приборов с геофизическим кабелем в жидкости заполняющей скважину независимо от степени ее минерализации. Механическое крепление и электрическое единение гибкой трубы и неподвижной части устройства производится при помощи наконечника, который имеет усиленную резьбу. Подвижная часть устройства осуществления электрической связи (кабельный наконечник) крепится к геофизическому кабелю и для создания электрической связи доставляется под собственным весом к неподвижной части устройства и фиксируется в нем;
4 - устройство крепления движителя к геофизическому кабелю (фиг.4) обеспечивает надежное механическое крепление движителя к грузонесущему геофизическому кабелю, а также освобождение кабеля при аварийных ситуациях в скважинах (прихватах геофизического прибора, удлинителя или движителя).
- смонтированная на шасси автомобиля или прицепа лебедка 6 (фиг.1) с барабаном большого диаметра и реверсивным электрическим (гидравлическим) приводом. Диаметр барабана определяется значением минимального радиуса изгиба наматываемой на него длинномерной трубы. Для спуска (сматывания) трубы в скважину, установки ее верхней части (приборной головки) на устье и подъема (наматывания) на барабане лебедки размещается отрезок грузонесущего геофизического кабеля или каната.
- подвесной ролик большого диаметра или рольганг 7 (фиг.1) для направления трубы в устье скважины, диаметр которого должен исключать остаточную деформацию тела трубы;
Геофизические исследования выполняются в следующей последовательности. При помощи лебедки 6 и предварительно закрепленного на крюке буровой установки подвесного ролика или рольганга 7 гибкая длинномерная труба - удлинитель 1 выматывается из барабана и нижняя ее часть опускается на приемные мостки или на стол ротора. К кабельному наконечнику трубы (удлинителя) подсоединяется
геофизический прибор 8 и производится его спуск в скважину до полного сматывания удлинителя, после чего приборная головка 9 (фиг.1) устанавливается на элеватор. К головке 9 подсоединяется, предварительно закрепленная на движителе 2 (фиг.2) (на нижней трубе движителя), неподвижная часть устройства осуществления электрической связи 3. Рассчитанное при помощи программы для ЭВМ «Программа выбора способов доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин» (ЕНОТ-2002) необходимое количество насосно-компрессорных труб малого диаметра (движитель) работниками буровой бригады опускается в скважину. При достижении расчетной глубины верхняя труба движителя при помощи муфты 10 фиксируется на элеваторе 11 (фиг.3), а внутрь труб движителя помещают смонтированный на геофизическом кабеле 5 кабельный наконечник 4. Наконечник вместе с кабелем под собственным весом доставляется к неподвижной части устройства электрической связи 3 и фиксируется в нем (фиг.3). Далее колонна труб (движитель и удлинитель) при помощи устройства крепления движителя 4, крепится к кабелю, на котором опускается на заданную глубину (фиг.4). Критерием успешной доставки является превышение веса движителя над усилием сопротивления трению при движении геофизического прибора и удлинителя в условно горизонтальной части ствола скважины в 1,4-1,5 раза. При использовании удлинителя в виде цельной гибкой длинномерной трубы, который легче, чем сборный удлинитель, увеличивается производительность труда при сборке удлинителя и при проведении геофизических исследований, уменьшается общий вес кмплекса, уменьшается усилилие сопротивления трению при движении удлинителя к забоям наклонных и горизонтальных скважин с малыми радиусами искривления и условно горизонтальными участками большой протяженности, чем и достигается возможность оперативной доставки геофизических приборов к забоям наклонных и горизонтальных скважин с малыми радиусами искривления и условно горизонтальными участками большой протяженности. Измерения в скважине проводятся посредством выполнения необходимого количества спуско-подъемных операций каротажного прибора.