УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОСТВОЛЬНЫХ СКВАЖИН

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для доставки геофизических приборов в боковые стволы многоствольных скважин с целью их исследования.
Известно «Устройство для доставки объекта в боковой ствол многоствольной скважины» (патент RU №2142559, E21B 47/01, опубл. Бюл. №33 от 24.11.1997 г.), с механизмом поворота и расположенным ниже механизмом изменения направления движения выполненным в виде направляющего патрубка, взаимодействующего с упругим элементом, установленным на корпусе устройства, при этом направляющий патрубок верхним концом связан шарнирно с объектом, а нижним - с замком разъединения, кроме того, в нем установлен подпружиненный ползун, торцовая поверхность которого образует верхнюю наклонную поверхность.
Недостатками данного устройства являются большое количество мелких, сложных в изготовлении сопрягаемых деталей и, как следствие, высокая стоимость и низкая надежность всего изделия в целом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Гидравлический кривой переводник» (см. стр.159, Каталог «Beker Oil Tools», Product Services Version 5.0, «Fishing Services», 163 стр.), состоящий из корпуса со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части, в которую вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный вверх поршень с продольной технологической проточкой на наружной поверхности и со штоком, оснащенным центральным проходным каналом и нижним косым срезом, и отклоняющей головкой с полусферой вверху, герметично взаимодействующей с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с косым срезом штока поршня при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой поршня.
Недостатками данного устройства являются:
- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлом и деталей;
- отсутствие фиксации отклоняющей головки при спуске, что может вызвать несанкционированное отклонение ее вниз, что исключает ее работоспособность в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах, кроме того, устройство не приспособлено для доставки геофизических приборов в боковые стволы многоствольной скважины;
- возможность поворота устройства только с устья скважины, что снижает точность поворота на определенный угол в виду скручивания колонны труб, на которых спускается устройство;
- в-четвертых, шток и поршень жестко соединены между собой, что увеличивает вероятность заклинивания в скважине, а значит снижает надежность работы устройства.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности работы, а также расширение его функциональных возможностей за счет работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах, а также обеспечение точного поворота непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол с возможностью доставки геофизических приборов в боковые стволы многоствольной скважины.
Техническая задача решается устройством для исследования многоствольных скважин, включающим корпус со штифтом, центральным проходным каналом, нижней сферической выборкой и внутренней проточкой в средней части корпуса, в которую с возможностью осевого перемещения вниз вставлен подпружиненный вверх поршень и шток, оснащенный центральным проходным каналом и нижним косым срезом, отклоняющую головку с полусферой вверху, герметично взаимодействующую с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке корпуса, причем верхняя плоскость полусферы отклоняющей головки выполнена с возможностью взаимодействия с нижним косым срезом штока при его перемещении вниз, а штифт корпуса выполнен с возможностью взаимодействия с технологической проточкой.
Новым является то, что шток подвижно размещен на поршне, при этом шток имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса, а поршень имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса, причем отклоняющая головка выполнена подпружиненной от корпуса, при этом технологическая проточка выполнена в штоке в виде продольных направленных последовательно вверх и вниз пазов, соединенных фигурным пазом так, что при возвратно-поступательном перемещении штока относительно корпуса штифт последовательно взаимодействует с каждой из них, причем нижний косой срез штока снизу оснащен плоским сегментом, при этом снизу отклоняющая головка оснащена насадкой с отверстиями, причем снизу к насадке присоединена кабельная головка, снабженная снизу геофизическим прибором, при этом кабель геофизического прибора пропущен сквозь внутреннее пространство устройства и загерметизирован в кабельной головке.
На Фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
На Фиг.2 изображена технологическая проточка штока.
На Фиг.3 изображено сечение Б-Б штока.
Устройство для исследования многоствольных скважин состоит из корпуса 1 (см. фиг.1) со штифтом 2, центральным проходным каналом 3, нижней сферической выборкой 4 и внутренней проточкой 5 в средней части корпуса 1. Во внутреннюю проточку 5 в средней части корпуса 1 вставлен с возможностью осевого перемещения вниз подпружиненный посредством пружины 6 вверх поршень 7 и шток 8, оснащенный центральным проходным каналом 9 и нижним косым срезом 10. Шток 8 подвижно размещен на поршне 7, при этом шток 8 имеет возможность вращательного и осевого перемещения относительно корпуса 1, а поршень 7 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1. Устройство также содержит отклоняющую головку 11 с полусферой 12 вверху с верхней плоскостью 13. Полусфера 12 отклоняющей головки 11 герметично взаимодействует с возможностью поворота и отклонения со сферической выборкой 4 корпуса 1.
Шток 8 вставлен в корпус 1 с возможностью вращения, а отклоняющая головка 11 выполнена подпружиненной от корпуса 1. Отклоняющая головка 11 подпружинена относительно нижнего торца корпуса 1 посредством пружины 14. В штоке 8 выполнена технологическая проточка 15 в виде продольных направленных последовательно вверх 16 (см. фиг.2) и вниз 17 пазов, соединенных фигурным пазом 18 так, что при возвратно-поступательном перемещении штока 8 относительно корпуса 1 штифт 2 последовательно взаимодействует с каждой из них. Нижний косой срез 10 штока 8 снизу оснащен плоским сегментом 19 (см. фиг.1 и 3).
Верхняя плоскость 13 полусферы 12 отклоняющей головки 11 выполнена с возможностью взаимодействия с плоским сегментом 19 нижнего косого среза 10 штока 8 при его перемещении вниз. Снизу отклоняющая головка 11 (см. фиг.1) снабжена насадкой 20 с отверстиями 21. Снизу к насадке 20 присоединена кабельная головка 22, снабженная снизу геофизическим прибором 23, при этом кабель 24 геофизического прибора 23 пропущен сквозь внутреннее пространство устройства и загерметизирован посредством герметизатора 25 в кабельной головке 22.
Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства исключаются уплотнительными элементами 26, 27, 28.
Устройство для исследования многоствольных скважин работает следующим образом.
Перед спуском устройства в многоствольную скважину на нижний конец насадки 20 (см. фиг.1) посредством кабельной головки 22 устанавливают геофизический прибор 23 (например, термометр) для замера температуры в определенном интервале бокового ствола многоствольной скважины (например, в пласте).
Далее устройство для исследования многоствольных скважин в сборе посредством переходника 29 ввернутого в присоединительную резьбу 30, выполненную на верхнем конце корпуса 1 соединяют с гибкой трубой 31 и спускают в многоствольную скважину.
В интервале предполагаемого нахождения бокового ствола многоствольной скважины в гибкой трубе и соответственно внутри устройства создают гидравлическое давление, которое повышается благодаря большому расходу жидкости, за счет гидравлического сопротивления поршня 7, а также малой площади поперечного сечений отверстий 21 насадки 20.
В результате этого, поршень 7, сжимая пружину 6 перемещаются вниз, при этом шток 8 подвижно соединенный с поршнем 7 совершает вращательное движение относительно поршня 7 и нижней части внутренней проточки 5 корпуса 1, благодаря тому, что штифт 2, жесткозакрепленный в корпусе 1 перемещается по технологической проточке 15 штока 8 из продольно направленного вниз паза 17 (см. фиг.2) через фигурный паз 18 в продольно направленный вверх паз 16 на строго определенный угол, который задается заранее количеством продольно направленных вверх и вниз пазов 16 и 17 технологической проточки 15 штока 8. При этом нижний косой срез 10 плоским сегментом 19 штока 8 в следствии вращательно-осевого перемещения вниз последнего воздействует на верхнюю плоскость 13 полусферы 12 отклоняющей головки 11.
Это приводит к тому, что отклоняющая головка 11 с полусферой 12 вверху, герметично взаимодействующей посредством уплотнительного элемента 27 с возможностью поворота и отклонения в сферической выборке 4 корпуса 1, поворачивается к боковой стенке многоствольной скважины, сжимая пружину 14 и попадает в боковой ствол многоствольной скважины, фиксируя устройство в боковом стволе многоствольной скважины. Спуск гибкой трубы 31 в многоствольную скважину продолжают с одновременной подачей жидкости в гибкую трубу 31, при этом устройство перемещается в боковом стволе, а жидкость по гибкой трубе 31 сквозь поршень 7, центральный проходной канал 9 штока 8 сквозь центральный проходной канал 3 корпуса 1 и центральный канал 32 отклоняющей головки 11 и отверстия 21 насадки 20 попадает в боковой ствол, промывая его. Достигнув интервала исследования в боковом стволе многоствольной скважины спуск гибкой трубы прекращают, давление сбрасывают и подачу жидкости в гибкую трубу прекращают. В результате поршень 7 со штоком 8 перемещаются обратно за счет возвратной силы пружины 6, при этом шток 8 совершает вращательное и осевое перемещение относительно корпуса 1, а поршень 7 только осевой перемещение относительно кор - причем шток 8 выходит из взаимодействия с плоским сегментом 19 нижнего косого среза 10 и втягивается внутрь корпуса 1, занимая исходное положение (см. фиг.1). Кроме того, отклоняющая головка 11 выпрямляется соосно с корпусом 1 за счет возвратной силы пружины 14, которая разжимается. В этот момент штифт 2, жесткозакрепленный в корпусе 1 перемещается по технологической проточке 15 штока 8 из продольно направленного вверх паза 16 (см. фиг.2) через фигурный паз 18 в продольно направленный вниз паз 17.
Затем подают электрический ток на жилы кабеля 24 с устья скважины (на фиг.1 и 2 не показано) и посредством геофизического прибора (термометра), установленного на конце устройства производят измерение температуры в заданном интервале бокового ствола (пласте) многоствольной скважины.
По окончанию работы с геофизическим прибором его извлекают сначала из бокового ствола многоствольной скважины, а затем полностью поднимают на поверхность.
В случае необходимости исследования другого бокового ствола многоствольной скважины операции, описанные выше повторяют.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, причем шток размещен на поршне подвижно с возможностью вращения, что снижает вероятность заклинивания и повышает надежность работы устройства, а расширение его функциональных возможностей связано с возможностью его работы в горизонтально-наклонных и горизонтальных скважинах. Кроме того, он обеспечивает точный поворот непосредственно самой отклоняющей головки на заданный угол, что значительно облегчает попадание в боковой ствол многоствольной скважины и позволяет избежать повторных работ, а возможность доставки в боковые стволы многоствольной скважины геофизических приборов, таких как расходомер, термометр и других позволяет произвести исследование многоствольных скважин.