УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕФТИ ИЛИ ГАЗА В ДИНАМИКЕ Российский патент 2010 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в скважинах, оборудованных электроцентробежными насосами (ЭЦН), для исследования в динамике параметров нефти или газа геофизическими методами.

Известно устройство для исследования параметров флюида в процессе добычи нефти, включающее геофизические приборы, установленные на якорях в продуктивных интервалах скважины под ЭЦН. Информацию о параметрах нефти или газа записывают в долговременную память геофизических приборов. Считывание информации производят после извлечения приборов на поверхность (см. RU 57359, МПК Е21В 47/00, 10.10.2006).

Недостатком известного устройства для исследования параметров флюида является то, что информация поступает на поверхность через длительные промежутки времени, а именно, когда приборы извлекают вслед за ЭЦН, извлекаемым из скважины для проведения ремонтов.

Известно также устройство, включающее установку под ЭЦН геофизических приборов и передачу полученной информации на поверхность по жилам силового кабеля, подающего электроэнергию к ЭЦН (см. RU 31259, МПК Е21В 47/00, 27.07.2003).

Недостатком известного устройства является то, что приборы фиксируют статическое состояние флюида в определенных точках, в то время как для управления процессами в скважине требуется информация о динамических составляющих процессов в скважине, особенно при добыче флюида из многопластовой залежи.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего исследование реального динамического состояния флюида в скважине.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является повышение эффективности исследований, поставляющих на устье скважины информацию о состоянии флюида в динамике.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для исследования параметров нефти или газа, которое включает геофизические приборы с элементами их установки в интервале исследования и силовой кабель, питающий ЭЦН и передающий информацию от приборов на приемник, установленный на устье скважины, согласно изобретению в качестве элементов установки приборов используются подвешенный под ЭЦН барабан, приводимый во вращение электродвигателем, соединенным питающим кабелем с силовым кабелем ЭЦН, и навитая двумя-тремя витками на барабан петля длиной, соизмеримой с глубиной интервала исследования, при этом геофизические приборы закреплены на петле и соединены с силовым кабелем ЭЦН питающим кабелем, выполненным в виде пружины, на противоположной от приборов стороне петли закреплен контргруз, вес которого равен весу приборов, на верхних торцах приборов и контргруза выполнены конечные выключатели, а на устье скважины установлен пульт управления приборами и электродвигателем барабана. В качестве контргруза могут быть использованы геофизические приборы.

Использование барабана с электродвигателем и навитой на барабан петли для установки геофизических приборов в исследуемом интервале дает возможность приборам, закрепленным на этой петле, перемещаться вдоль ствола скважины под ЭЦН и измерять состояние флюида в динамике.

Длина петли, примерно равная глубине интервала исследования, позволяет свободно проводить исследования в заданном интервале.

То, что приборы через питающий кабель соединены с силовыми жилами ЭЦН, обеспечивает, во-первых, постоянную работу геофизических приборов, во-вторых, непрерывную передачу информации на поверхность в реальном времени.

Выполнение питающего приборы кабеля в виде пружины необходимо для обеспечения возможности свободного перемещения приборов вверх-вниз в интервале измерений.

Закрепление контргруза на стороне петли, противоположной от геофизических приборов, с весом, равным весу приборов, позволяет, во-первых, уравновесить обе ветви петли для свободного перемещения приборов вращающимся барабаном; во-вторых, обеспечить сохранность приборов при спуске устройства в скважину.

Конечные выключатели, выполненные сверху на приборах и на контргрузе, обеспечивают отключение вращения барабана при их поочередном подъеме и упоре в барабан.

Установка на устье скважины пульта для управления через питающие кабели приборами и электродвигателем барабана позволяет управлять процессом измерения параметров флюида на любой заданной глубине и передавать эту информацию на устье скважины в реальном времени.

Использование в качестве контргруза геофизических приборов позволяет расширить возможности геофизических исследований в два раза.

Предложенное устройство для исследования параметров флюида под ЭЦН показано на чертеже в виде общей схемы.

Устройство содержит геофизические приборы 1, установленные под электроцентробежным насосом 2, к которому подается электропитание с устья скважины по жилам силового кабеля 3. Элементами установки в скважине приборов 1 служат барабан 4 и петля 5, навернутая на барабан 4 в два-три витка для исключения проскальзывания. Длина петли 5 выбрана равной протяженности интервала исследования. Внутри барабана 4 установлен электродвигатель 6. Барабан 4 может быть подвешен под ЭЦН 2 на рамке 7, которая закреплена на хвостовике 8 насосно-компрессорной трубы, ввернутой в днище ЭЦН 2. Электродвигатель 6 барабана 4 соединен с силовым кабелем 3 питающим кабелем 9, приборы 1 соединены с силовым кабелем 3 питающим кабелем 10, который свернут в виде пружины для обеспечения возможности перемещения приборов 1 вверх-вниз. Геофизические приборы 1 закреплены на одной из сторон петли 5, на противоположной стороне которой закреплен контргруз 11, имеющий вес, равный весу приборов 1, при этом в качестве контргруза 11 может быть использован второй комплект геофизических приборов 1. Сверху на приборах 1 и контргрузе 11 выполнены конечные выключатели 12 и 13 соответственно. На устье скважины установлен пульт (на чертеже не изображен) для управления электропитанием электродвигателя 6 в барабане 4 и геофизических приборов 1, а также приемник (на чертеже не изображен) информации, поступающей от приборов 1.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском ЭЦН 2 в скважину его оборудуют подвесным оборудованием: вворачивают снизу хвостовик 8 с рамкой 7, на которой установлен барабан 4, снабженный приводным электродвигателем 6. На барабан 4 навивают в 2-3 витка петлю 5. На противоположные ветви петли 5 закрепляют в разных концах геофизические приборы 1 и контргруз 11. Питающий кабель 9, к которому подключен электродвигатель 6, и питающий кабель 10, к которому подключены приборы 1, подсоединяют к жилам силового кабеля 3, питающего ЭЦН 2.

Спускают насос 2 с подвесным оборудованием в скважину, и подключают силовой кабель 3 к пульту управления и к приемнику информации, установленным на устье скважины.

Включают ЭЦН в работу. Затем с пульта управления на поверхности по кабелям 9 и 10 подают электропитание к электродвигателю 6 и приборам 1 соответственно. Барабан приходит во вращение, петля 5 начинает вращаться и перемещать приборы 1 вниз по интервалу исследования. В процессе движения вниз приборы 1 измеряют параметры флюида и передают информацию через питающий кабель 10 и силовой кабель 3 на устье скважины в режиме реального времени. Перемещение приборов 1 вниз прекращается, ограниченное длиной петли 5, равной глубине интервала, запланированного для исследований. В этот момент контргруз 11 достигает своего верхнего положения и конечным выключателем 13 автоматически отключает электродвигатель 6 барабана 4. Соответствующий сигнал поступает на пульт управления, установленный на устье скважины, после чего барабан 4 включают с обратным направлением вращения. Приборы 1 начинают движение вверх, измеряя параметры флюида в процессе работы ЭЦН.

Применение предложенного изобретения позволяет осуществлять передачу информации о динамическом состоянии флюида на поверхность как постоянно, так и периодически, исходя из производственной необходимости.

Изобретение может быть использовано при исследованиях геофизическими методами параметров нефти или газа в скважинах, оборудованных электроцентробежными насосами. Техническим результатом является повышение эффективности исследований скважин, оборудованных электроцентробежными насосами, за счет поступления на устье информации о реальном динамическом состоянии флюида в скважине. Для этого геофизические приборы устанавливают под электроцентробежный насос с помощью барабана и петли, навитой двумя-тремя витками на барабан и имеющей длину, соизмеримую с глубиной интервала исследований. Геофизические приборы и приводной электродвигатель барабана соединены питающими кабелями с силовым кабелем электроцентробежного насоса, что обеспечивает постоянную работу геофизических приборов и непрерывную передачу информации на поверхность в реальном времени. На противоположной от приборов стороне петли закреплен контргруз или второй комплект геофизических приборов, который позволяет расширить возможности геофизических исследований в два раза. На верхних торцах приборов и контргруза выполнены конечные выключатели для автоматического отключения электродвигателя барабана, соответствующие сигналы от которого поступают на пульт управления электродвигателем барабана, установленного на устье. Приборы в процессе добычи перемещают вверх-вниз в интервале исследования. Информацию от приборов передают по силовому кабелю на приемник, установленный на устье. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для исследования параметров нефти или газа, включающее геофизические приборы с элементами их установки в интервале исследования и силовой кабель, питающий электроцентробежный насос и передающий информацию от приборов на приемник, установленный на устье скважины, отличающееся тем, что в качестве элементов установки приборов используются подвешенный под электроцентробежным насосом барабан, приводимый во вращение электродвигателем, соединенным питающим кабелем с силовым кабелем, и навитая двумя-тремя витками на барабан петля длиной, соизмеримой с глубиной интервала исследования, при этом геофизические приборы закреплены на петле и соединены с силовым кабелем питающим кабелем, выполненным в виде пружины, на противоположной от приборов стороне петли закреплен контргруз, вес которого равен весу приборов, на верхних торцах приборов и контргруза выполнены конечные выключатели, а на устье скважины установлен пульт управления приборами и электродвигателем барабана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве контргруза используются геофизические приборы.