УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ В СКВАЖИНУ
FACILITY FOR DELIVERY OF LOGGING EQUIPMENT INTO WELL

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин.
Известно устройство для доставки геофизических приборов в скважину по патенту РФ на изобретение №2054539, содержащее каротажный кабель и средство доставки в виде дополнительных грузов, выполненных с возможностью нанизывания на каротажный кабель. На концах секций и зажимов выполнены замковые элементы.
Недостаток заключается в том, что общая длина всех секций дополнительных грузов должна быть больше, чем длина горизонтального участка скважины. Для скважин, имеющих горизонтальный участок большой протяженности, это устройство неприменимо из-за большой трудоемкости ручных работ, большого веса грузов и возможности обрыва геофизического кабеля.
Известно устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину по АС СССР на изобретение №1208199, прототип, которое содержит геофизический кабель и средство доставки, выполненное в виде кожуха, внутри которого установлен гидравлический движитель, выполненный в виде двух винтов, вращающихся в одну сторону, и привода, выполненного в виде электрического двигателя. Гидравлический движитель установлен в кожухе с зазором.
Недостаток - скручивание геофизического кабеля вследствие действия реактивного момента на корпус устройства из-за того, что оба винта вращаются в одну сторону.
Задача создания изобретения - предотвращение скручивания геофизического кабеля.
Решение указанной задачи достигнуто в устройстве для доставки геофизических приборов в скважину, содержащем геофизический кабель и средство перемещения геофизических приборов в скважине, выполненное в виде кожуха, внутри которого установлен гидравлический движитель, выполненный в виде двух гребных винтов, соединенных с приводом, который размещен в кожухе с кольцевым зазором, при этом гребные винты выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны. Привод может быть выполнен в виде электродвигателя с механизмом передачи, например редуктором или мультипликатором. Гребные винты могут быть выполнены соосными и соединены с ротором электродвигателя через планетарную дифференциальную передачу. Кожух перед гребными винтами содержит коническую входную часть. Кожух закрыт со стороны входа фильтрующей сеткой. Внутри герметичного корпуса установлен компенсатор давления и температурного расширения. Геофизический кабель намотан на катушку, с которой соединен ролик датчика длины кабеля.
Сущность изобретения поясняется фиг.1…8, где:
на фиг.1 приведена схема доставки геофизического прибора в скважину,
на фиг.2…4 приведен скважинный прибор со средством доставки,
на фиг.5 и 6 приведен первый вариант исполнения средства доставки,
на фиг.7 и 8 приведен второй вариант исполнения средства доставки.
Устройство (фиг.1) предназначено для спуска в скважину 1 геофизического прибора 2.
Устройство (фиг.1…8) содержит наземную и скважинную аппаратуру. Наземная аппаратура включает пульт управления 3, компьютер 4 с монитором 5, к которым подключен источник питания 6. С пультом управления 3 соединен геофизический кабель 7, намотанный на катушку 8. С геофизическим кабелем 7 или катушкой 8 контактирует ролик 9 устройства для измерения длины кабеля 10.
Скважинная аппаратура содержит геофизический прибор 2 и средство доставки 11, установленное в герметичном корпусе 12. Устройство имеет на одном из торцов кабельный наконечник 13, к которому подключен геофизический кабель 7. Геофизический прибор 2 может иметь выполненные на герметичном корпусе 12 центраторы 14 (фиг.2). Между геофизическим прибором 2 и средством доставки 11 выполнен стыковочный узел 15 для герметичного механического и электрического соединения скважинного прибора 2 со средством доставки 11.
Средство доставки 11 содержит привод 16 (преимущественно это может быть электрический двигатель) и гидравлический движитель 17 в виде одного или двух гребных винтов 18 и 19. Схема с двумя винтами 18 и 19 имеет преимущество по сравнению со схемой, имеющей один гребной винт, т.к. отсутствует реактивный момент, приводящий к вращению средства доставки 11 и к скручиванию геофизического кабеля 7. Герметичный корпус 20 установлен внутри кожуха 21 с образованием кольцевого зазора «В». Кожух 21 выполнен открытым с обоих торцов и содержит перед гребными винтами 18 и 19 коническую часть 22. Кожух 21 закрыт со стороны входа фильтром 23 для предотвращения попадания на гребные винты 18 и 19 посторонних частиц крупных размеров, попадание которых может принести к заклиниванию. Между гребными нишами 18 и 19 и приводом 16 установлен механизм преобразования 24 для преобразования вращения одного вала привода 16 во вращение двух валов 25 и 26. Внутри герметичного корпуса 20 установлен компенсатор давления и температурного расширения 27.
Стыковочный узел 15 может быть выполнен в нескольких вариантах. На фиг. 2 приведен стыковочный узел 15, обеспечивающий герметичность внутренних полостей геофизического прибора 2 и средства доставки 11. При этом использованы тянущие гребные винты 18 и 19.
На фиг.3 приведен вариант стыковки скважинного прибора 2 и средства доставки 11 с толкающими гребными винтами 18 и 19.
На фиг.4 приведен вариант, где роль стыковочного узла 15 выполняют шарнирная тяга 28 и промежуточный кабель 29 (фиг.3). Шарнирная тяга 28 необходима для обеспечения прохождения радиусного участка скважины. Внешний диаметр геофизического прибора 2 и средства доставки 11 должен быть меньше диаметра скважины 1.
Гидравлический движитель 17 может иметь несколько вариантов исполнения. Ниже приведены два варианта гидравлического движителя.
Средство доставки 11 может быть выполнено с двумя гребными винтами (фиг.5 и 6) и содержит установленные в полом цилиндрическом кожухе 21 два гребных винта 18 и 19, имеющих возможность вращения в противоположные стороны, и механизм преобразования 24. В качестве механизма преобразования 24 можно использовать редуктор или мультипликатор. Гидравлический движитель 17 должен иметь обязательно два гидравлических винта, вращающихся в противоположные стороны. Это необходимо, чтобы исключить вращение кожуха 21 и скручивание геофизического кабеля 7.
Механизм преобразования 24 содержит установленную на ведущем валу 30 ведущую шестерню 31. В зацеплении с ведущей шестерней 31 находится первая промежуточная шестерня 32, установленная на первом ведомом валу 25. Вторая промежуточная шестерня 33 установлена на этом же валу и находится в зацеплении с ведомой шестерней 34. Это обеспечивает противоположное вращение гидравлических винтов 18 и 19 и предотвращает вращение кожуха 21, закручивание геофизического кабеля 7.
Второй вариант механизма преобразования и гидравлического движителя приведен на фиг.7 и 8.
Гребные винты 18 и 19 установлены соосно на ведомых валах 25 и 26, выполненных концентрично, при этом ведомый вал 25 проходит внутри ведомого вала 26. Наиболее предпочтительное исполнение механизма передачи - это применение редуктора или мультипликатора в виде эпициклического зубчатого механизма, например дифференциального планетарного редуктора. В этом варианте механизм преобразования содержит (фиг.7) установленное на ведущем валу 30 центральное колесо 35, солнечное колесо 36 и сателлиты 37, установленные на водиле 38.
Работа устройства (фиг.1…8).
В скважину 1 сбрасывают на геофизическом кабеле 7 геофизический прибор 2 и устройство доставки 11, соединенные стыковочным узлом 15. Вертикальный участок скважины 1 устройство проходит под действием силы тяжести, при этом геофизический кабель 7 разматывается с катушки 8 и датчик длины кабеля 10 определяет глубину, на которую спущено устройство, и передает эту информацию в компьютер 4. По горизонтальному участку скважины или по участку, имеющему уклон меньше чем 5…7 градусов, перемещение устройства без посторонних сил невозможно. Поэтому с устройства управления 3 включают подачу электроэнергии по геофизическому кабелю 7 на привод 16, который раскручивает гребные винты 18 и 19 гидравлического движителя 17. Гребные винты 18 и 19 вращаются в противоположные стороны за счет применения механизма преобразования 24. За счет противоположного вращения гидравлических винтов 18 и 19 на кожух 21 не действует вращающий момент и он не вращается, а геофизический кабель 7 не закручивается.
Промывочная жидкость гребными винтами 18 и 19 отбрасывается через кольцевой зазор «В» в сторону, противоположную забою. При этом создается реактивная сила, перемещающая устройство доставки 11 вперед, оно, в свою очередь, перемешает геофизический прибор 2. Информация с геофизического прибора 2 передается по геофизическому кабелю 7 на компьютер 4 и монитор 5.
Применение предложенного технического решения позволило:
1. Обеспечить доставку геофизических приборов в горизонтальный участок скважины на определенную глубину и передачу с него информации но проводному каналу связи.
2. Предотвратить скручивание геофизического кабеля из-за вращения геофизического прибора за счет применения двух гребных винтов, вращающихся в противоположном направлении.