УСТРОЙСТВО НА КАБЕЛЕ ДЛЯ ЛОВИЛЬНЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2004 года по МПК E21B31/18 

Предлагаемое изобретение относится к области работ, проводимых по ликвидации аварий в скважинах нефтегазового ряда и может быть использовано, в частности, для извлечения геофизических приборов, оставленных на забое скважин.

Известны устройства, спускаемые в скважину на бурильных трубах (труболовки, овершоты), которые в большинстве случаев деформируют скважинные приборы и делают невозможным их дальнейшее применение.

Заявленный в США скважинный ловильный инструмент (патент США №6095583) позволяет снизить осевую нагрузку за счет рычагов, которые по команде с земли позволяют более надежно захватывать извлекаемый предмет, но не позволяет контролировать контакт с ним, что не исключает возможности деформации этого предмета, т.е. все известные устройства не предназначены стопроцентно для извлечения таких хрупких объектов, как скважинные геофизические приборы.

Все существующие устройства спускаются в скважину на бурильных или насосно-компрессорных трубах, следовательно, требуют больших трудозатрат. Кроме этого, указанные устройства не обеспечивают передачи информации о процессе захвата извлекаемых приборов.

Известен ловитель глубинных приборов в скважине, содержащий цилиндрический корпус с кабельным переходником, камеру с жидким диэлектриком, узел захвата с плашками и направляющей воронкой и электродвигатель, установленный с возможностью взаимодействия с узлом захвата посредством вала и поршня с направляющим конусом, в котором с целью обеспечения возможности проведения гидродинамических исследований пластов в скважине после захвата глубинных приборов, вал и поршень выполнены полыми, а на нижнем конце направляющего конуса поршня в полости вала установлен подпружиненный электрод, соединенный с электродвигателем при помощи кабеля, пропущенного через осевые отверстия поршня и вала.

Кроме того, в устройстве нижний конец поршня выполнен с направляющей воронкой, гидравлически связанной с камерой, заполненной жидким диэлектриком (Авт. свид. СССР №592962, “Ловитель”, Е 21 В 31/02, Бюл. №6, 1978 г.).

Недостаток конструкции заключается в том, что фиксированный диаметр направляющей воронки ограничивает диапазон размеров извлекаемых глубинных приборов, кроме того, здесь отсутствует возможность контроля за контактом с извлекаемым прибором и процессом его захвата.

Целью изобретения является повышение информативности процесса захвата извлекаемого прибора и эффективности ловильной работы.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство на кабеле для ловильных работ в скважине, содержащее кабельный наконечник, корпус, зажимные элементы, расположенный в корпусе механизм привода зажимных элементов, включающий кинематически связанные между собой электродвигатель, редуктор, ходовой винт и гайку, переключатель, электрически связанный с пультом управления на поверхности и обеспечивающий возможность включения электродвигателя по сигналу с поверхности, снабжено колпаком, верхняя часть которого сочленена с кабельным наконечником, подвижно установленным в колпаке подпружиненным толкателем, выполненным заодно с корпусом и с возможностью взаимодействия с переключателем, при этом переключатель помещен в колпаке в маслонаполненной герметичной камере, образованной эластичной мембраной, ходовая гайка выполнена с хвостиком, имеет вилки, соединена с зажимными элементами и снабжена на внешней поверхности датчиком перемещения, электрически связанным с пультом управления на поверхности, зажимные элементы выполнены в виде парных нижних и верхних тяг с траверсами, шарнирно соединенных между собой и закрепленных на нижнем конце траверс захватов, причем нижние и верхние тяги шарнирно установлены на вилках ходовой гайки, корпус толкателя выполнен с выступами, на которые опираются верхние тяги, на хвостовик ходовой гайки опираются нижние тяги, а толкатель и колпак выполнены с возможностью ограничения их движения относительно друг друга, причем боковая поверхность траверс выполнена с углом касания к окружности головки прибора в точке контакта не менее 6 градусов.

На фиг.1 представлено устройство в скважине в исходном состоянии (позиция обозначена толстыми линиями).

На фиг.2 представлена электрическая схема устройства.

На фиг.3А, 3Б, 3В - последовательность захвата геофизического прибора.

Заявляемое устройство состоит из колпака 1, верхняя часть которого сочленена с кабельным наконечником 2 и геофизическим кабелем 3.

Внутри колпака 1 расположен переключатель 4. На цилиндрических проточках 5 колпака 1 установлена эластичная мембрана 6. Полость А - маслонаполненная герметичная камера.

Подвижно установленный в колпаке 1 толкатель 7 установлен на пружине 8, верхний торец которой опирается в выступ 9 колпака 1.

В нижней части колпака 1 расположен фиксатор 10, внешний конец которого расположен в пазу толкателя 7. Толкатель 7 выполнен заодно с корпусом 11.

В корпусе 11 расположен электродвигатель 12, вал которого связан с редуктором 13. Выходной вал редуктора 13 выполнен в виде ходового винта 14. Ходовой винт 14 находится в зацеплении с ходовой гайкой 15, на внешний поверхности которой закреплен контакт 16 датчика перемещения 17.

В пазах вилок 18 установлены на осях 19 тяги 20, которые, в свою очередь, осями 21 соединены с траверсами 22. На нижнем конце траверс 22 закреплены захваты 23. Внешняя поверхность верхних тяг 20 контактирует с выступом Б корпуса 11, а нижняя поверхность нижних тяг 20 - с выступом В хвостовика 24 корпуса 11.

Устройство опускается в скважину на кабеле 3 в исходном состоянии (позиция показана на фиг.1 толстыми линиями). При встрече с прибором, находящимся на забое, траверсы 22 с захватами 23 встречают сопротивление движению, которое через рычаги 20 и уступ Б передается корпусу 11, при этом колпак 1 начинает перемещаться вниз, сжимает пружину 8 и замыкает контакт переключателя 4. Происходящее в это время изменение объема маслонаполненной герметичной камеры А компенсируется деформацией эластичной мембраны 6.

При замыкании контакта переключателя 4 на поверхности включается лампа или звуковой сигнал (на чертеже не показаны).

По сигналу с поверхности включают электродвигатель 12, который через редуктор 13 и ходовой винт 14 перемещает ходовую гайку 15 вниз. Гайка 15 через тяги 20 раздвигает траверсы 22 (на фиг.1 позиция обозначена тонкими линиями, на фиг.3А - вид сверху).

В процессе движения гайки 15 контакт 16, перемещаясь по обмотке датчика 17, меняет сопротивление цепи. По показанию датчика на поверхности контролируют величину радиального перемещения траверс 22 с захватами 23.

После того как захваты раздвинуты на необходимую величину, производят посадку захватов 23 на головку прибора. Посадка контролируется срабатыванием нормально разомкнутого контакта переключателя 4.

Затем электродвигатель 12 реверсируют, при этом гайка 15, перемещаясь вверх, поднимает тяги 20, верхние из которых, опираясь на уступ Б корпуса 11, сжимают траверсы с захватами 23.

О том, что головка взята захватами 23 (фиг.3В), судят по показаниям датчика 17 и изменению тока нагрузки электродвигателя 12. После того как головка прибора взята, устройство с извлекаемым прибором поднимают на поверхность.

При этом прибор оказывается между боковыми поверхностями траверс 22, которые выполнены таким образом, что при контакте с прибором они образуют угол α, равный не менее 6 градусам (угол трения стали по стали), что создает силу, перемещающую скважинный прибор в зону захвата (позиция 3Б).

Изобретение относится к области ремонта скважин и может быть использовано, в частности, для извлечения геофизических приборов, оставленных на забое скважин.Устройство на кабеле для ловильных работ в скважине содержит кабельный наконечник, корпус, зажимные элементы, расположенный в корпусе механизм привода зажимных элементов, включающий кинематически связанные между собой электродвигатель, редуктор, ходовой винт и гайку, переключатель, электрически связанный с пультом управления на поверхности и обеспечивающий возможность включения электродвигателя по сигналу с поверхности, колпак, верхняя часть которого сочленена с кабельным наконечником, подвижно установленный в колпаке подпружиненный толкатель, выполненный заодно с корпусом и с возможностью взаимодействия с переключателем. Ходовая гайка выполнена с хвостовиком, имеет вилки, соединена с зажимными элементами и снабжена на внешней поверхности датчиком перемещения, электрически связанным с пультом управления на поверхности. Переключатель помещен в колпаке в маслонаполненной герметичной камере, образованной эластичной мембраной. Зажимные элементы выполнены в виде парных нижних и верхних тяг с траверсами, шарнирно соединенных между собой и закрепленных на нижнем конце траверс захватов. Верхние и нижние тяги шарнирно установлены на вилках ходовой гайки. Корпус толкателя выполнен с выступами, на которые опираются нижние тяги. Толкатель и колпак выполнены с возможностью ограничения их движения относительно друг друга. Повышаются информативность процесса захвата прибора и эффективность ловильной работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство на кабеле для ловильных работ в скважине, содержащее кабельный наконечник, корпус, зажимные элементы, расположенный в корпусе механизм привода зажимных элементов, включающий кинематически связанные между собой электродвигатель, редуктор, ходовой винт и гайку, переключатель, электрически связанный с пультом управления на поверхности и обеспечивающий возможность включения электродвигателя по сигналу с поверхности, отличающееся тем, что оно снабжено колпаком, верхняя часть которого сочленена с кабельным наконечником, подвижно установленным в колпаке подпружиненным толкателем, выполненным заодно с корпусом и с возможностью взаимодействия с переключателем, при этом переключатель помещен в колпаке в маслонаполненной герметичной камере, образованной эластичной мембраной, ходовая гайка выполнена с хвостовиком, имеет вилки, соединена с зажимными элементами и снабжена на внешней поверхности датчиком перемещения, электрически связанным с пультом управления на поверхности, зажимные элементы выполнены в виде парных нижних и верхних тяг с траверсами, шарнирно соединенных между собой и закрепленных на нижнем конце траверс захватов, причем нижние и верхние тяги шарнирно установлены на вилках ходовой гайки, корпус толкателя выполнен с выступами, на которые опираются верхние тяги, на хвостовик ходовой гайки опираются нижние тяги, а толкатель и колпак выполнены с возможностью ограничения их движения относительно друг друга.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность траверс выполнена с углом касания к окружности головки прибора в точке контакта не менее 6°.