Устройство для доставки исследовательских приборов в горизонтальную скважину

УСТРОЙСТВО для ДОСТАВКИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРИБОРОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ СКВАЖИНУ
Полезная модель относится к нефтяной и газовой нромышленности и может быть нснользована в технологиях доставки исследовательских приборов в горизонтальную скважину.
Известна бескабельная доставка исследовательских нриборов в горизонтальную скважину устройствами, представляющими собой трубы типа насосно-компрессорных или бурильных, в которых размещены приборы (см. Э.З. Лукьянов. Каротаж в процессе бурения - мифы, реальность, ближайщее будущее // НТВ «Каротажник. Тверь: АИС, 2002,вьш.100,с.196-197).
Недостатком известных приборов является то, что в трубах доставить в горизонтальную скважину возможно только автономные приборы, дающие информацию после извлечения труб с приборами из скважины, когда исследуемый процесс уже давно завершился.
Этот недостаток частично устранен в другом известном устройстве, принятом за прототип. Устройство для доставки исследовательских приборов в горизонтальную скважину по прототипу содержит контейнер с установленными в нем приборами, вьшолненный с головкой для подсоединения к кабелю (см. С.Я. Элькинд, В.Н. Бабуров. Опыт исследования горизонтальных скважин в Пермской области // НТВ «Каротажник. Тверь: АИС, 2002, вьш.101, с.86, абзац 1 снизу).
В прототипе контейнер с приборами закрепляют на кабеле, размещают в колонне насосно-компрессорных или бурильных труб и опускают в горизонтальный ствол скважины совместно.
2003107708
Illilllllllillfilllll
необходимость вьшолнять измерения параметров скважинных процессов приборами через стенку насосно-компрессорных или бурильных труб, что ухудшает качество измерений, а иногда делает невозможным их вьшолнение для приборов, которым металлическая стенка труб является помехой. Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной полезной модели, является возможность доставки контейнера с приборами в горизонтальный участок скважины на кабеле без использования труб для принудительного перемещения кабеля с закрепленными на нем приборами.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для доставки исследовательских приборов в горизонтальную скважину, содержащем контейнер с установленными в нем приборами, вьшолненный с головкой для подсоединения к кабелю, согласно полезной модели, контейнер вьшолнен с отверстием, ось которого смещена относительно оси контейнера и параллельна ей, диаметр отверстия вьшолнен больше диаметра приборов, в образовавщемся утолщении стенки контейнера в его нижней части выполнены продольные каналы, дно которых выполнено с углом подъема в сторону головки относительно продольной оси контейнера, угол подъема дна каналов вьшолнен из расчета компенсации веса контейнера с приборами на горизонтальном участке скважины возникающей на дне каналов подьемной силой при движении контейнера в жидкости, на боковых сторонах контейнера вьшолнены продольные лыски, приборы установлены в отверстии контейнера на его нижней утолщенной части и размещены в эластичных манжетах типа резины, головка выполнена с подшипником со степенью свободы ее вращения относительно контейнера.
Вьшолнение контейнера с отверстием, ось которого смещена относительно оси контейнера и параллельна ей, позволяет получить утолщенную стенку с нижней стороны контейнера, но с одинаковой толщиной его стенки в продольном осевом сечении контейнера. Утолщенная стенка нозволяет вынолнить в ней соответствующие продольные назы, обеспечивающие устойчивость контейнера и появление подъемной силы, компенсирующей вес контейнера при его движении в горизонтальном участке скважины. Кроме того, центр массы контейнера смещается в сторону утолщенной стенки, что позволяет контейнеру самоустановиться на горизонтальном участке скважины с расположением утолщенной стенки в нижней части контейнера.
Выполнение диаметра отверстия в контейнере больще диаметра прибора или приборов, расположенных в отверстии, позволяет, во-первых, расположить приборы на утолщенной стенке контейнера, что дополнительно понижает центр массы контейнера и увеличивает устойчивость его базирования с расположением утолщенной стенки в нижней части контейнера при движении контейнера в горизонтальном участке скважины, а вовторых, между прибором и верхней тонкой частью стенки контейнера находится воздух, что делает верхнюю часть контейнера более легкой по сравнению с нижней, и это дополнительно обеспечивает самоустановку контейнера на горизонтальном участке скважины с с устойчивым расположением утолщенной стенки в верхней части контейнера.
Вьшолнение в нижней части контейнера в утолщенной стенке продольных каналов, дно которых изготовлено с углом подъема в сторону головки относительно продольной оси контейнера обеспечивает, во-первых, появление на дне наклонных каналов подъемной силы, компенсирующей вес контейнера с приборами, при движении контейнера в горизонтальном участке скважины, а, во-вторых, направление прямолинейного движения контейнера боковыми стенками каналов.
Вьшолнение угла наклона дна каналов из расчета компенсации веса контейнера с приборами подъемной силой, возникающей при движении контейнера в горизонтальном участке скважины, обеспечивает всплытие контейнера и уменьшение его трения о стенки
насосно-компрессорных или обсадиых труб, что уменьшает сопротивление движению контейнера и способствует его перемещению в горизонтальном участке скважины за счет сил инерции.
Вьшолнение на боковых сторонах контейнера продольных лысок обеспечивает направление и дополнительную устойчивость контейнера от поворачиваний вокруг продольной оси, что необходимо для постоянного расположения утолщенной части контейнера в его нижней части и постоянного действия подъемной силы вверх для компенсации веса контейнера и приборов.
Расположение приборов в отверстии контейнера в его нижней утолщенной части и размещение их в эластичных манжетах типа резины обеспечивает, во-первых, понижение центра массы контейнера с приборами, а, значит, повыщение устойчивости контейнера от вращения вокруг продольной оси, а, во-вторых, защиту приборов от повреждения при ударах контейнера о стенки труб, в которых он перемещается.
Вьшолнение головки с подшипником со степенью свободы ее вращения относительно контейнера обеспечивает возможность самоустановки контейнера при выходе на горизонтальный участок скажины.
Предложенное устройство показано на чертеже, где изображены: на фиг.1 - вид сбоку на предложенное устройство; на фиг.2 - поперечный разрез А-А устройства на фиг. 1; на фиг.З - продольный разрез Б-Б устройства на фиг.2.
Устройство для доставки исследовательских приборов в горизонтальную скважину содержит контейнер 1 с установленным в нем прибором 2. Приборов 2 может быть установлено несколько штук. Контейнер 1 вьшолнен с головкой 3 для подсоединения к кабелю и с отверстием 4, ось 5 которого смещена относительно оси 6 контейнера и параллельна ей. Диаметр отверстия 4 вьшолнен больше диаметра прибора 2. В образовавшемся
утолщении 7 стенки 8 контейнера 1 в его нижней части выполнены продольные каналы 9, дно 10 которых выполнено с углом подъема а, рассчитанным из условия компенсации веса контейнера с приборами на горизонтальном участке скважины возникающей на дне 10 каналов 9 подъемной силой при движении контейнера 1 в жидкости. На боковых сторонах контейнера 1 вьшолнены продольные лыски 11. Прибор или приборы 2 установлены в отверстии 4 контейнера 1 на его нижней утолщенной части 7 и размещены в эластичных манжетах 12 типа резины. Головка 3 вьшолнена с подщипником 13 со степенью свободы ее вращения относительно контейнера.
Устройство работает следующим образом.
Головку 4 устройства присоединяют к кабельной головке и опускают устройство в скважину. На вертикальном и наклонном участках скважины происходит обычный спуск устройства.
При входе устройства в горизонтальный участок скважины контейнер 1 с приборами 2 самоустанавливается с проворотом в подщипнике 13, и утолщение 7 контейнера располагается в его нижней части. Здесь же на утолщении 7 располагается и прибор 2, смещая центр массы устройства к нижней части контейнера 1. По инерции контейнер 1 продолжает движение и в горизонтальной части скважины. На дне 10 каналов 9 возникает из-за угла подъема а подъемная сила, направленная вверх, то есть против веса контейнера с приборами. В результате этого контейнер 1 плывет в жидкости подобно подводной лодке, сила трения контейнера о трубы уменьшается, и контейнер 1 проходит по инерции значительное расстояние в несколько сот метров. Стенки каналов 9 и лыски 11 стабилизируют перемещение контейнера 1, уменьщая его провороты или раскачивания вокруг оси 6. При достижении забоя скважины контейнер 1 ударяется о забой, но эластичные манжеты 12 предохраняют приборы 2 от повреждения.
Дальность хода контейнера 1 в горизонтальном участке скважины зависит от скорости спуска устройства на вертикальном и наклонном участках скважины, от силы сопротивления жидкости и от трения устройства о трубы. Увеличивая скорость спуска контейнера 1 можно увеличивать дальность хода устройства в горизонтальном участке скважины.