КОМПЛЕКСНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР КОНТРОЛЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к геофизической технике и может быть использована в составе технологического комплекса для исследования и контроля процесса механической перфорации обсаженных скважин в период их освоения и проведения мероприятий по увеличению отдачи пластов.
Данная полезная модель позволяет повысить надежность работы комплексного скважинного прибора (далее - «прибор», «скважинный прибор») и увеличить эффективность измерений, в результате чего достигается технический эффект, заключающийся в улучшении эксплуатационных характеристик прибора и расширении сферы его применения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является комплексный скважинный прибор, содержащий составной корпус, в котором установлены датчики локатора муфт (ЛМ), гамма - каротажа (ГК), давления (Р), температуры (Т), влагомера (W), термокондуктивного расходомера (СТИ) и резистивиметра (РИ) и последовательно, сверху вниз, размещены, в герметичной части составного корпуса, датчики ГК, ЛМ и Р, причем чувствительная мембрана датчика Р соединена с окружающей средой гидропроводным каналом, а в герметичных полостях негерметичной части составного корпуса - датчики Т, W, СТИ и РИ, причем, датчики Т и W, расположены в одном месте и смещены относительно продольной оси прибора на равные расстояния. (Пат. №2292571 C1, RU, МПК G01V 5/12, 2005 г., БИ №3, 2007 г.)
Недостатком прибора, при использовании его для решения задач при проведении перфорационных работ гидромеханическим перфоратором, является ограниченная возможность применения в виду, с одной стороны отсутствия специализированного стыковочного узла для соединения с перфоратором, с другой - отсутствия датчиков контроля работы перфоратора.
Технической задачей полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей геофизического комплексного скважинного прибора, повышение эффективности и надежности работы устройства.
Указанная задача достигается тем, что в комплексном скважинном приборе контроля перфорации скважин, содержащем составной корпус с тремя взаимосвязанными герметичными полостями и негерметичной частью, в верхней герметичной полости, последовательно, сверху вниз, размещены датчики локатора муфт (ЛМ) и давления (Р), причем чувствительная мембрана датчика Р соединена с окружающей средой гидропроводным каналом, отличающийся тем, что в герметичных полостях дополнительно установлены в верхней - датчик преобразования положения (П), в средней - датчик усилий (F), в нижней - датчики частоты вращения (f) и магнитных меток (ММ), а к негерметичной части, содержащей проточные гидроканалы, присоединен стыковочный узел с фиксирующим устройством, причем, составной корпус снабжен фиксатором радиальных перемещений.
Новыми признаками прибора являются:
- введение датчика преобразования положения (П), что позволяет определить положение механического инструмента перфоратора относительно обсадной колонны скважины в процессе работы и привязать местоположение перфорированного отверстия в поперечной плоскости скважины к условной плоскости развертки, повышая эффективность получаемой информации;
- установка датчика усилий (F), что позволяет контролировать механические усилия (сжатия, растяжения), возникающие как при нагрузке инструмента перфоратора, так и при нагрузках, возникающих при прохождении прибора по стволу скважины, исключая возможность возникновения аварийных ситуаций, а следовательно, повышая надежность;
- введение датчика частоты вращения (f), что позволяет контролировать частоту вращения вала привода, посредством которого судить о вращении механического инструмента перфоратора, а, следовательно, дает возможность выбрать необходимый режим работы перфоратора при прохождении его инструмента через металл, цементный камень, породу, обеспечивая эффективность работы устройства;
- введение датчика магнитных меток (ММ) обеспечивает установку прибора и привязку информации по глубине скважины по магнитным меткам, нанесенным на поверхности колонны труб, что повышает точность привязки информационных данных по глубине ствола скважины;
- установка стыковочного узла с фиксирующим устройством служит для соединения с приводом и фиксации прибора относительно механического инструмента перфоратора, что позволяет точно ориентировать инструмент по показаниям датчика положения (П);
- введение фиксатора радиальных перемещений, что позволяет исключить радиальные перемещения частей составного корпуса относительно друг друга, повышая точность измерения усилий растяжения-сжатия датчиком усилий (F).
Из анализа патентной и научно-технической литературы подобное решение не известно, что и позволяет сделать вывод о «Новизне » и «Изобретательском уровне» предлагаемого комплексного скважинного прибора.
Сообразуясь с возможностью и потребностью привязки данных измерения к литологическому разрезу скважины в верхней герметичной полости установлен датчик гамма каротажа (ГК).
Сообразуясь с необходимостью обеспечения лучшей гидропроводности каналов устройства фиксатор радиальных перемещений содержит фильтр в виде полого перфорированного цилиндра.
На фиг. представлен вариант конструкции предложенного технического решения скважинного прибора, предназначенного для работы со сверлящим гидромеханическим перфоратором ПГМ5.
Скважинный прибор содержит:
- составной корпус 1 с тремя герметичными полостями 2, 3, 4 и негерметичной частью 5;
- датчик 6 локатора муфт ЛМ, предназначенный для преобразования магнитной неоднородности колонны в электрический сигнал;
- датчик 7 давления Р, предназначенный для преобразования гидростатического давления скважины в электрический сигнал;
- датчик 8 преобразования положения П, предназначенный для преобразования апсидального угла прибора (положения инструмента перфоратора в плоскости поперечного сечения скважины) в электрический сигнал;
- датчик 9 усилий F, предназначенный для преобразования осевого усилия сжатия-растяжения, действующего на перфоратор, или его инструмент, в электрический сигнал;
- датчик 10 частоты вращения f, предназначенный для преобразования частоты вращения ротора гидродвигателя (привода инструмента перфоратора) в электрический сигнал;
- датчик 11 магнитных меток ММ, предназначенный для преобразования поля магнитных меток, установленных в колонне труб скважины, в электрический сигнал;
- стыковочный узел 12 для соединения прибора с перфоратором, который снабжен фиксирующим устройством 13, выступающим за пределы корпуса и обеспечивающим жесткую установку прибора относительно рабочего инструмента перфоратора;
- фиксатор радиальных перемещений 14 выполнен в виде защитного цилиндрического кожуха, который ограничивает перемещение частей корпуса между собой только в радиальном направлении, причем в самом кожухе могут быть выполнены сквозные отверстия 15, равномерно расположенные по его периметру, которые облегчают протекание жидкости в скважине через гидропроводные каналы 16 негерметичной части 5 корпуса 1;
- приборную головку 17 для механического и электрического соединения прибора с кабельным наконечником;
- гидропроводный канал 18 соединяет мембрану датчика 7 давления с окружающей средой;
- проточные гидроканалы 19, выполненные в стыковочном узле 12, обеспечивают проток жидкости, подаваемой к гидродвигателю перфоратора;
- датчик 20 гамма каротажа ГК, предназначенный для привязки измеряемых параметров к литологическому разрезу скважины.
Скважинный прибор работает следующим образом.
Геофизический кабель от наземного регистратора подсоединяется через кабельный наконечник к приборной головке 17. Скважинный прибор жестко стыкуется узлом 12 к сверлящему гидромеханическому перфоратору. Скважинный прибор совместно с перфоратором опускают на кабеле в скважину, при этом корпус 1 прибора ориентирован относительно рабочего инструмента - сверлящей головки перфоратора посредством фиксатора 13 стыковочного узла 12. Данную систему устанавливают в интервале перфорирования. В процессе спуска в скважину промывочная жидкость, протекая по гидропроводным каналам 16, 18, 19 корпуса 1 и стыковочного узла 12 и сквозным отверстиям 15 фиксатора радиальных перемещений 14, обтекает скважинный прибор. Датчики 6, 7, 20, установленные в герметичной полости 2, и датчик 11, установленный в герметичной полости 4, контролируют технологические и технические параметры скважины, измеряя:
- неоднородность толщины стенки труб скважинной колонны (датчик ЛМ);
- неоднородность плотности заколонного пространства скважины (датчик ГК);
- гидростатическое давление жидкости в скважине (датчик Р);
- неоднородность магнитного поля по образующей колонны труб (датчик ММ).
В процессе перфорации скважины к измерениям датчиков 6, 7, 11 и 20 присоединяются измерения - датчика 8, установленного в верхней герметичной полости 2, датчика 9, установленного в средней герметичной полости 3, и датчик а 10, установленного в нижней герметичной полости 4, которые измеряют:
- усилие, передаваемое на механический инструмент перфоратора (датчик F);
- апсидальный угол местоположения фиксатора 13 стыковочного узла 12, относительно плоскости разворота, принятой за нулевую или отсчетную плоскость (датчик П);
- частоту вращения ротора гидродвигателя (датчик f).
Электрические сигналы с датчиков преобразуются в код «Манчестер-II» и передаются по кабелю на наземный регистратор оператора.
После проведения перфорации отводного канала, прибор совместно с перфоратором, устанавливается в новое положение и фиксируется. Процессы перфорирования и измерения повторяются.
Полный объем и порядок работ по детальному перфорированию и исследованию конкретной скважины производится, в зависимости от поставленной задачи, по методикам, утвержденным геологической службой геофизического предприятия, согласованным с геологической службой нефтегазодобывающего предприятия.
Предлагаемое устройство реализовано при разработке и выпуске комплексной скважинной аппаратуры модели «Сова» и опробовано в геофизических производственных предприятиях России, что позволяет сделать вывод о «Промышленной применимости».
Данное устройство позволяет повысить эффективность и надежность работы устройства, в результате чего достигается технический эффект, заключающийся в повышении качества и достоверности получаемой информации, что в конечном итоге ведет к улучшению эксплуатационных характеристик комплексного скважинного прибора и расширению сферы его применения.