УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДОСТАВКИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ СКВАЖИНЫ Российский патент 2014 года по МПК E21B23/10 E21B47/00 

Устройство относится к шлангокабелям, предназначенным для работ в нефтяных и газовых скважинах и может быть использовано для перемещения предметов, в частности приборов в горизонтальных скважинах.

В целях повышения эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений, повышения продуктивности работы скважин в нефтяной практике все более широкое применение находит конструкция скважин с условно горизонтальным участком ствола, проведенного по продуктивному пласту для увеличения поверхности стока нефти или газа в скважину. Информационное обеспечение таких скважин при строительстве их и дальнейшей эксплуатации является сложной проблемой из-за технических трудностей доставки геофизических приборов в горизонтальные участки скважин.

Известны различные способы и устройства доставки геофизических приборов в горизонтальный участок ствола скважины и проведения геофизических исследований: исследования в процессе бурения приборами, установленными на буровом инструменте; доставка геофизических приборов на забой скважины потоком промывочной жидкости; исследование непрерывной колонной гибких труб, внутри которой размещается кабель, соединяемый с прибором на конце колонны, такие трубы наматываются на специальный барабан большого диаметра; система спуска геофизических приборов на бурильных трубах, при этом передача информации производится через геофизический кабель, пропущенный за колонной бурильных труб, а в нижней части через специальный переводник внутри бурильных труб.

Горизонтальными называют скважины, у которых хотя бы часть ствола имеет зенитный угол более 60-70°. Для проникновения в горизонтальные части скважин и перемещения по ним с целью их исследования, а также для оказания различных физических воздействий, например для введения химических реагентов, используют скважинные тракторы. Это устройства, создающие тяговое усилие на погруженном конце геодезического кабеля, позволяющее перемещаться вглубь скважины и при этом тянуть за собой кабель. Скважинные тракторы имеют различные конструкции, использующие рычажные толкатели, колеса, гусеницы, реактивную струю, вибраторы и другие элементы (RU 2344801, RU 2175364, RU 2235549, US 5794703, US 6273089, SU 794174). Их объединяет общая функция, заключающаяся в создании однонаправленного тягового усилия на конце кабеля, погруженного в скважину.

Для перемещения объектов по горизонтальным скважинам используют геофизические кабели и шлангокабели (гибкие грузонесущие, в том числе армированные, бронированные, полимерные, трубопроводы с электрическими и информационными проводами), с помощью которых, например, проталкивают приборы и устройства в заданные позиции в скважине (RU 2087929, RU 2105316, RU 2137613, RU 2209450, заявка на изобретение №2011105471/03(007765) от 14.02.2011). Конструкция шлангокабеля представлена также в изобретении RU 2305223 (Гибкая грузонесущая полимерная труба и способ ее использования) и полезной модели RU 44782 (Гибкая протяженная труба).

Шлангокабели используют также для бурения скважин и перемещения по скважинам различных устройств с возможностью обмена с ними информацией, энергией и веществом (RU 230469, RU 86881, RU 459577), для опускания оборудования на дно моря и передачи к нему электроэнергии, жидкостей и газов (RU 2352936, RU 2358755).

Наиболее близким к заявляемому является устройство, описанное в патенте на изобретение RU 2305223, представляющее собой шлангокабель (гибкую грузонесущую армированную полимерную трубу с электрическими проводами).

Известен также способ доставки геофизических приборов на кабеле в горизонтальные скважины, описанный в патенте на изобретение RU 2138613, включающий создание давления и проталкивание геофизического прибора в скважине.

Недостатками вышеуказанных устройства и способа являются большая технологическая трудоемкость доставки приборов в наклонные и горизонтальные участки скважин, высокая стоимость, большие затраты времени на проведение исследований.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение технологичности проведения исследований наклонных и горизонтальных скважин, сокращение стоимости и затрат времени на проведение исследований.

Задача решается за счет того, что устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины представляет собой шлангокабельную компоновку, которая состоит из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом. Устройство содержит хотя бы один электрический провод, размещенный в полости или стенке шлангокабеля. Торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень (или аналогичное утолщение), сопряженный со шлангокабелем большего диаметра.

В первом варианте (пп.4-6) опорным является шлангокабель меньшего диаметра, а подвижным - шлангокабель большего диаметра. Конец шлангокабеля большего диаметра закрыт, а канал шлангокабеля меньшего диаметра связан с объемом между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра. Начало шлангокабеля большего диаметра закрыто и имеет аксиальное отверстие, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра, содержащий второй канал, связанный с объемом между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра. Шлангокабель меньшего диаметра связан своими каналами с каналом напорного шлангокабеля и сливом во внешнюю среду через дистанционно управляемый гидрораспределитель (пневмораспределитель).

Во втором варианте (пп.7, 8) опорным является шлангокабель большего диаметра, а подвижным - шлангокабель меньшего диаметра. Конец и начало шлангокабеля большего диаметра закрыты, а конец имеет аксиальное отверстие, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра, при этом шлангокабель большего диаметра соединен с напорным шлангокабелем, каналы которого связаны с соответствующими объемами между поршнем и закрытыми концом и началом шлангокабеля большего диаметра через каналы в стенках шлангокабеля большего диаметра. Каналы в стенках шлангокабеля большего диаметра связаны через дистанционно управляемый гидрораспределитель с напорным шлангокабелем и сливом (выпуском) во внешнюю среду.

В третьем варианте (п.9) опорным является шлангокабель меньшего диаметра, а подвижным - шлангокабель большего диаметра. Конец и начало шлангокабеля большего диаметра закрыты, в поршень встроен дистанционно управляемый гидрораспределитель, связанный с одной стороны с двумя объемами между поршнем и закрытыми началом и концом шлангокабеля большего диаметра, а с другой стороны - с напорным и сливным шлангокабелями меньшего диаметра, которые проходят через аксиальные отверстия в закрытых концах шлангокабеля большего диаметра.

Во всех трех приведенных вариантах применен четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (пневмораспределитель) с электромагнитным управлением, подключенный к электрическим проводам напорного шлангокабеля, а шлангокабель большего диаметра имеет гидравлический (пневматический) стопор, подключенный к объему между поршнем и закрытым началом шлангокабеля большего диаметра. Упомянутый стопор установлен на конце шлангокабеля большего диаметра.

Во втором и третьем вариантах шлангокабель меньшего диаметра имеет на конце гидравлический (пневматический) стопор, подключенный к объему между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра. Упомянутый стопор подключен в зоне поршня.

Доставляемый объект может быть закреплен на конце шлангокабельной компоновки (это или конец шлангокабеля большего диаметра (пп.4-6), или конец шлангокабеля меньшего диаметра (пп.1, 7-9)).

Способ доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины заключается в том, что создают перепад давления в объемах, заключенных между торцом шлангокабеля меньшего диаметра, находящимся внутри шлангокабеля большего диаметра, и шлангокабелем большего диаметра. Для повышения управляемости и точности позиционирования вызывают шаговое перемещение шлангокабельной компоновки, для чего создают знакопеременный перепад давления между объемами, образованными торцом шлангокабеля меньшего диаметра, находящимся внутри шлангокабеля большего диаметра, и закрытыми концом и началом шлангокабеля большего диаметра. Для повышения проходимости стопорят шлангокабель большего диаметра в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым началом шлангокабеля большего диаметра, а также стопорят шлангокабель меньшего диаметра в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым концом шлангокабеля большего диаметра.

На фиг.1-10 показаны различные шлангокабельные компоновки.

На фиг.1 изображена шлангокабельная компоновка, соответствующая основному пункту формулы полезной модели (п.1).

На фиг.2 изображен первый вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.3 формулы полезной модели.

На фиг.3 изображен первый вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.4 формулы полезной модели.

На фиг.4 изображен первый вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.5 формулы полезной модели.

На фиг.5 изображен первый вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.6 формулы полезной модели.

На фиг.6 изображен второй вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.7 формулы полезной модели.

На фиг.7 изображен второй вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.8 формулы полезной модели.

На фиг.8 изображен третий вариант шлангокабельной компоновки, соответствующий п.9 формулы полезной модели;

На фиг.9 изображена шлангокабельная компоновка, уточняющая фиг.5, с внешним расположением четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя (пневмораспределителя) с электромагнитным управлением и гидравлическими (пневматическими) стопорами.

На фиг.10 изображена шлангокабельная компоновка, уточняющая фиг.8, с внутренним расположением четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя (пневмораспределителя) с электромагнитным управлением (встроен в поршень) и гидравлическими (пневматическими) стопорами.

Фиг.11 поясняет работу шлангокабельной компоновки в составе комплекса скважинного технологического оборудования.

Шлангокабельная компоновка (фиг.1) состоит из двух шлангокабелей 1, 2 разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом. Устройство содержит хотя бы один электрический провод 3, размещенный в полости (канале) 4 или стенке 5.1, 5.2 одного из шлангокабелей.

Торец 6 шлангокабеля меньшего диаметра 2 (фиг.2), находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра 1 имеет поршень 7 (или аналогичное утолщение), сопряженный со шлангокабелем большего диаметра 1, а именно с его внутренней поверхностью с гарантированным зазором. Поршень 7 может иметь уплотнения 8 (на остальных фигурах могут быть не показаны).

В первом варианте (фиг.3) опорным является шлангокабель меньшего диаметра 2, а подвижным - шлангокабель большего диаметра 1 (пп.4-6 формулы). Конец 9 шлангокабеля большего диаметра 1 закрыт крышкой 15, а канал 11 шлангокабеля меньшего диаметра 2 связан через аксиальное отверстие 12 с объемом 13 между поршнем 7 и закрытым крышкой 15 концом 9 шлангокабеля большего диаметра 1. Начало 14 шлангокабеля большего диаметра 1 закрыто крышкой 10 (фиг.4) и имеет аксиальное отверстие 16, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра 2, содержащий второй канал 17, связанный с объемом 18 между поршнем 7 и закрытым крышкой 10 концом 14 шлангокабеля большего диаметра 1. Шлангокабель меньшего диаметра 2 связан своими каналами 11, 17 с каналом 19.1 (фиг.5) напорного шлангокабеля 19 и сливом во внешнюю среду 20 через дистанционно управляемый гидрораспределитель (пневмораспределитель) 21.

Во втором варианте (пп.7, 8 формулы) опорным является шлангокабель большего диаметра 1, а подвижным - шлангокабель меньшего диаметра 2 (фиг.6). Конец 9 и начало 14 шлангокабеля большего диаметра 1 закрыты, соответственно, крышками 10, 15, а конец 9 имеет в своей крышке 15 аксиальное отверстие 22, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра 2, при этом шлангокабель большего диаметра 1 соединен с напорным шлангокабелем 19, каналы которого связаны с соответствующими объемами между поршнем 7 и закрытыми крышками 10, 15 концом 9 и началом 14 шлангокабеля большего диаметра 1 через каналы 23, 24 в стенках шлангокабеля большего диаметра 1, к которым относятся его цилиндрические стенки и крышки (канал 24 проходит через крышку 10). Уточним, что первый канал 19.1 напорного шлангокабеля 19 соединен через канал 24 в крышке 15 начала 14 шлангокабеля большего диаметра 1 с объемом 25 между крышкой 15 (или началом 14 шлангокабеля большего диаметра 1) и поршнем 7, который может иметь уплотнения 26; второй канал 19.2 напорного шлангокабеля 19 соединен через канал 27 в крышке 15 и канал 23 в боковой стенке 5.1 шлангокабеля большего диаметра 1 с объемом 28 меду крышкой 10 (или концом 9 шлангокабеля большего диаметра 1) и поршнем 7. Каналы 23, 24 в стенках шлангокабеля большего диаметра 1 (фиг.7) связаны через дистанционно управляемый гидрораспределитель 21 с напорным шлангокабелем 19, который может иметь один внутренний канал 19.1, и сливом (выпуском) 20 во внешнюю среду.

В третьем варианте (п.9) опорным и выходящим наружу из скважины является шлангокабель меньшего диаметра 2, а подвижным - шлангокабель большего диаметра 1 (фиг.8). Конец 9 и начало 14 шлангокабеля большего диаметра 1 закрыты крышками 10, 15, в поршень 7 встроен дистанционно управляемый гидрораспределитель, связанный с одной стороны с двумя объемами: 25, 28 между поршнем 7 и закрытыми началом 14 и концом 9, соответственно, крышками 15 и 10 шлангокабеля большего диаметра 1, а с другой стороны - с напорным 19 и сливным 29 шлангокабелями меньшего диаметра, которые проходят через аксиальные отверстия 30 и 31 в закрытых концах 14 и 9 (в крышках 15 и 10) шлангокабеля большего диаметра 1.

Во всех трех приведенных вариантах применен четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (пневмораспределитель) с электромагнитным управлением, подключенный к электрическим проводам 3 напорного шлангокабеля 19 (фиг.5, 7, 8), а шлангокабель большего диаметра 1 имеет гидравлический (пневматический) стопор (якорь) 32 (фиг.4-8), подключенный к объему 25 между поршнем 7 и закрытым началом 14 (крышкой 10) шлангокабеля большего диаметра 1 посредством канала 33 в крышке 10, закрывающей начало 14 шлангокабеля большого диаметра 1, или по любому другому каналу в стенках шлангокабеля большого диаметра.

Во втором (фиг.4, 5) и третьем (фиг.8) вариантах шлангокабель меньшего диаметра 2 имеет на конце гидравлический (пневматический) стопор 34, подключенный к объему 28 между поршнем 7 и закрытым концом 9 шлангокабеля большего диаметра 1. Стопор 34 подключен в зоне поршня 7 с помощью канала в шлангокабеле меньшего диаметра 2, который может являться аксиальным (канал 35) и подсоединяться к объему 28 через отверстие 35.1 в стенке шлангокабеля 2 (фиг.6, 7) или проходить в стенке шлангокабеля меньшего диаметра (канал 36) с выходом в объем 28.

Доставляемый объект, например прибор 37, может быть закреплен на конце шлангокабельной компоновки (это или конец 9 с крышкой 10 шлангокабеля большего диаметра 1 (пп.4-6), или конец 14 с крышкой 15 шлангокабеля меньшего диаметра 2 (пп.1,7-9)).

В связи с тем, что на фиг.5, 7, 8 имеется четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (пневмораспределитель) с электромагнитным управлением 21, а также в конструкции применяются гидравлические (пневматические) стопоры, то далее покажем их возможные схемы с помощью фиг.9, 10.

Фиг.9 конкретизирует устройство, показанное на фиг.5. Четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (пневмораспределитель) с электромагнитным управлением 21 (далее - гидрораспределитель) установлен на конце напорного шлангокабеля 19, канал 19.1 которого подключен к гидрораспределителю 21 через напорную гидролинию (пневмолинию) Р (далее -линия). Слив (выпуск) 20 подключен к гидрораспределителю через сливную линию Т. Линии А и В гидрораспределителя подключены, соответственно, к каналам 17 и 11 шлангокабеля меньшего диаметра 2, которые связаны, в данном случае, посредством каналов внутри поршня 7 с объемами, соответственно, 18 и 13. В качестве гидравлических (пневматических) стопоров (далее - стопоры) могут применяться промышленные гидроякори, например 4ЯГ, используемые в скважинном оборудовании, имеющие различные типоразмеры и выпускаемые серийно (Интернет-ресурс: www.ygson.ru. Пакерно-якорное и подземное оборудование для строительства, освоения и ремонта скважин. Производственно-сервисная компания «Югсон-Сервис». Каталог продукции, 2012). Стопор может иметь и оригинальную конструкцию, например, изображенную в позиции 32, состоящую из полости 40 внутри крышки 15, связанной с объемом 18, имеющей плунжер 41, выступающий наружу из шлангокабеля большего диаметра 1, поджатый к нему упругой пластиной 42.

Фиг.10 конкретизирует устройство, показанное на фиг.8. Гидрораспределитель 21 установлен внутри поршня 7 и подключен через напорную линию Р к каналу 19.1 напорного шлангокабеля 19 через канал шлангокабеля меньшего диаметра 2. Слив (выпуск) 20 подключен к гидрораспределителю через сливную линию Т. Линии А и В гидрораспределителя подключены, соответственно, к объемам 25 и 28. В качестве стопоров, так же, как и в предыдущем случае, могут применяться промышленные гидроякори. Стопор может иметь и оригинальную конструкцию, например, изображенную в позиции 32, состоящую из полости 40 внутри крышки 15, связанной с объемом 25, имеющей плунжер 41, выступающий наружу из шлангокабеля большего диаметра 1, поджатый к нему упругой пластиной 42. Могут быть установлены также электромагнитные стопоры, подключенные к проводам 3.

Устройство работает следующим образом. При подаче давления в канал шлангокабеля большего диаметра 1 (фиг.1) на торцевые поверхности начала шлангокабеля меньшего диаметра действует давление Р, и он выдвигается из шлангокабеля большего диаметра, перемещая прибор 37, закрепленный на его конце. При этом величина перемещения может достигать десятков метров. Для минимизации утечек и для увеличения усилия, действующего на шлангокабель меньшего диаметра, он снабжен поршнем 7 (фиг.2) с уплотнениями 8. Каналы шлангокабелей могут использоваться также для подачи различных реагентов, а провода - для питания или информационного обеспечения прибора.

На фиг.3 перемещается шлангокабель большего диаметра 1 в результате подачи давления через канал 11 шлангокабеля меньшего диаметра 2 в полость 13, заключенную между поршнем 7 и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра. При этом перемещается прибор 37, закрепленный на конце шлангокабеля большего диаметра 1. Использование в качестве подвижного элемента шлангокабеля большего диаметра, обладающего повышенной прочностью и жесткостью, увеличивает надежность конструкции.

Для обеспечения большей величины перемещения прибора (фиг.4) давление попеременно создают в двух объемах 13 и 18 шлангокабеля большего диаметра, выделенных из общего объема щлангокабеля 1 поршнем 7. При подаче жидкости (газа) (далее - агент) через канал 11 шлангокабеля 2 и отверстие 12 в поршне 7 создается давление в объеме 13, при этом шлангокабель 1 выдвигается вперед, а агент из объема 18 передается через канал 17 шлангокабеля 2 на поверхность скважины. При этом шлангокабель 2 удерживается в неподвижном состоянии за счет сил трения о стенки скважины и за счет собственного веса. Прибор 37 перемещается вперед на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Затем подают агент по каналу 17 в объем 18, создавая в нем давление, и отсасывают агент из объема 13 через отверстие 12 и канал 11 в шлангокабеле 2. При этом срабатывает стопор 32, так как в него подается давление из объема 18 по каналу 33 в крышке 15. Стопор удерживает шлангокабель 1 в неподвижном положении относительно скважины, а шлангокабель 2 втягивается в шлангокабель 1 на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Циклическое повторение указанной последовательности действий обеспечивает шаговое перемещение шлангокабельной компоновки с закрепленным прибором вперед по скважине на значительное расстояние, большее, чем при однократном ходе. Обратный ход в данном варианте может быть обеспечен только приложением тягового усилия к началу кабеля меньшего диаметра и вытаскиванием шлангокабеля 2, а следовательно, и всей шлангокабельной компоновки в направлении к поверхности скважины.

Управление движением в предыдущем варианте конструкции затруднено необходимостью перемещения протяженных столбов агента в каналах шлангокабеля 2, длина которых может составлять тысячи метров. Поэтому агент к устройству (фиг.5) подают через один канал 19.1 напорного шлангокабеля 19. С помощью гидрораспределителя 21 попеременно осуществляют следующие соединения: 1) подключают канал 19.1 к каналу 11, а канал 17 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя 21; 2) подключают канал 19.1 к каналу 17, а канал 11 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя 21. При подаче агента и увеличении давления в полости 18 срабатывает стопор 32, связанный с данным объемом с помощью канала 33. Стопор удерживает шлангокабель 1 в неподвижном положении относительно скважины, а шлангокабель 2 втягивается в шлангокабель 1 на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Циклическое повторение указанной последовательности действий обеспечивает шаговое перемещение шлангокабельной компоновки с закрепленным прибором вперед по скважине на значительное расстояние, большее, чем при однократном ходе. Обратный ход в данном варианте может быть обеспечен только приложением тягового усилия к началу кабеля меньшего диаметра и вытаскиванием шлангокабеля 19, а следовательно, и всей шлангокабельной компоновки в направлении к поверхности земли.

На фиг.6 активным элементом, обеспечивающим перемещение шлангокабельной компоновки является шлангокабель меньшего диаметра 2. С помощью каналов 19.1 и 19.2 напорного шлангокабеля 19 попеременно создают давление в двух объемах 25 и 28 шлангокабеля большего диаметра, выделенных из общего объема шлангокабеля 1 поршнем 7. При подаче агента через канал 19.1 напорного шлангокабеля 19 создается давление в объеме 25, при этом шлангокабель 2 выдвигается вперед, а агент из объема 28 передается через канал 23 шлангокабеля 1 и канал 27 крышки 15 в канал 19.2 напорного шлангокабеля 19 (откачивается от начала шлангокабеля 19). При этом щлангокабель 1 удерживается в неподвижном состоянии за счет сил трения о стенки скважины и за счет собственного веса, а также за счет срабатывания стопора 32, к которому подается давление агента из объема 25 через канал 33 в крышке 15. Прибор 37 перемещается вперед на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Затем подают агент по каналу 19.2 через канал 23 шлангокабеля 1 в объем 28, создавая в нем давление, и отсасывают агент из объема 25 через отверстие 24 крышки 15 в канал 19.1 шлангокабеля 2. При этом срабатывает стопор 34, так как в него подается давление из объема 28 по каналам 35.1, 35 в шлангокабеле 2. Стопор 3.4 удерживает шлангокабель 2 в неподвижном положении относительно скважины, а шлангокабель 1 натягивается на шлангокабель 2, перемещаясь на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Циклическое повторение указанной последовательности действий обеспечивает шаговое перемещение шлангокабельной компоновки с закрепленным прибором вперед по скважине на значительное расстояние, большее, чем при однократном ходе. Обратный ход в данном варианте может быть обеспечен приложением тягового усилия к началу кабеля меньшего диаметра и вытаскиванием кабеля 19, а следовательно, и всей шлангокабельной компоновки в направлении к поверхности.

Работа устройства, приведенного на фиг.7, отличается от предыдущего тем, что агент нагнетают по одному каналу 19.1 напорного шлангокабеля 19, а дальнейшую подачу агента в объемы 25 и 28 осуществляют с помощью управляемого гидрораспределителя 21. С помощью гидрораспределителя 21 попеременно осуществляют следующие соединения: 1) подключают канал 19.1 к каналу 24 и через него к объему 25, а объем 28 через каналы 23, 27 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя 21; 2) подключают канал 19.1 к каналу 27 и через канал 23 к объему 28, а объем 25 через канал 24 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя 21. При подаче агента и увеличении давления в полости 25 срабатывает стопор 32, связанный с данным объемом с помощью канала 33, а при подаче агента в объем 28 срабатывает стопор 34 в результате подачи давления через каналы 35.1, 35. На каждом шаге соответствующий стопор (32 или 34) удерживает шлангокабель, к которому он прикреплен (1 или 2), в неподвижном положении относительно скважины за счет подачи в него давлениия по соответствующим каналам из объемов 25 или 28, в то время как свободный от фиксации шлангокабель совершает перемещение на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Циклическое повторение указанной последовательности действий обеспечивает шаговое перемещение шлангокабельной компоновки с закрепленным прибором вперед по скважине.

Устройство, изображенное на фиг.8, осуществляет управление потоками агента с помощью управляемого гидрораспределителя, встроенного в поршень 7. Во всех случаях гидрораспределитель может управляться по электрическим проводам 3. Агент к устройству подают через один канал 19.1 напорного шлангокабеля 19. С помощью гидрораспределителя, размещенного в поршне 7, попеременно осуществляют следующие соединения: 1) подключают канал 19.1 к объему 25, а объем 28 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя, который осуществляется через канал 29.1 шлангокабеля 29; 2) подключают канал 19.1 к объему 28, а объем 25 подключают на слив (выпуск) 20 гидрораспределителя 21, который осуществляется через канал 29.1 шлангокабеля 29. На каждом шаге соответствующий стопор (32 или 34) удерживает шлангокабель, к которому он прикреплен (19 или 29) в неподвижном положении относительно скважины за счет подачи в него давлениия по соответствующим каналам из объемов 25 или 28, в то время как свободный шлангокабель совершает перемещение на расстояние, не превышающее длины шлангокабеля 1. Циклическое повторение указанной последовательности действий обеспечивает шаговое перемещение шлангокабельной компоновки с закрепленным прибором вперед по скважине.

Работа устройств, изображенных на фиг.9, 10, аналогична работе устройств, показанных на фиг.5, 9. Более конкретизирована схема подключения гидрораспределителя и показан вариант исполнения стопора.

Реализация способа доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины поясняется фиг.11.

На наземной площадке 43 рядом с пробуренной скважиной 44, имеющей обустройство обсадной колонной 45, размещают мобильную наземную технику 46 с барабаном или бухтой 47 шлангокабеля 48, производят его спуск в скважину через устьевой центратор 49 до тех пор, пока конец со шлангокабельной компоновкой 50 и прибором 51 не достигнет горизонтального или наклонного участка скважины, после чего производят дальнейшее перемещение прибора с использованием шлангокабельной компоновки 50 следующим образом (далее приведено обобщенное описание способа в терминах формулы изобретения).

Способ доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины заключается в том, что создают перепад давления агента в объемах, заключенных между торцом 6 шлангокабеля меньшего диаметра 2 (или поршнем 7), находящимся внутри шлангокабеля большего диаметра 1, и шлангокабелем большего диаметра 1 (объем 4 на фиг.1-3; объемы 13, 18 на фиг.4, 5, 9; объемы 25, 28 на фиг.6-8, 10). Для повышения управляемости и точности позиционирования вызывают шаговое перемещение шлангокабельной компоновки, для чего создают знакопеременный перепад давления между объемами 13 и 18 (фиг.4, 5, 9) или объемами 25 и 28 (фиг.6-8, 10), образованными торцом 6 шлангокабеля меньшего диаметра 2 (или поршнем 7), находящимся внутри шлангокабеля большего диаметра 1, и закрытыми концом 9 и началом 14 шлангокабеля большего диаметра 1. Для повышения проходимости стопорят шлангокабель большего диаметра 1 в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым началом 14 шлангокабеля большего диаметра 1, а также стопорят шлангокабель меньшего диаметра 2 в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым концом 9 шлангокабеля большего диаметра 1.

Вышеописанное устройство и способ позволяют осуществлять хорошо регулируемое и длинноходовое перемещение прибора или иного объекта по скважине, что обеспечивает повышение технологичности проведения исследований или других работ в наклонных и горизонтальных скважинах, сокращение стоимости и затрат времени на их проведение.

Изобретение относится к шлангокабелям, предназначенным для работ в нефтяных и газовых скважинах и может быть использовано для перемещения предметов, в частности приборов в горизонтальных скважинах. Устройство по одному из вариантов представляет собой шлангокабельную компоновку, которая состоит из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом. Устройство содержит электрический проводник, размещенный в полости или стенке одного из шлангокабелей. Торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень, сопряженный с шлангокабелем большего диаметра. Конец шлангокабеля большего диаметра закрыт, а начало закрыто и имеет аксиальное отверстие, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра, содержащий второй канал, связанный с объемом между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра. Шлангокабель меньшего диаметра связан своими каналами с каналом напорного шлангокабеля и сливом во внешнюю среду через четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель или пневмораспределитель с электромагнитным управлением. Доставляемый объект закреплен на конце шлангокабельной компоновки. Технический результат заключается в повышении технологичности проведения исследований наклонных и горизонтальных скважин, сокращении стоимости и затрат времени на проведение исследований. 4 н.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, содержащее шлангокабель, отличающееся тем, что оно состоит из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом, содержащее хотя бы один электрический проводник, размещенный в полости или стенке одного из шлангокабелей, причем торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень, сопряженный с шлангокабелем большего диаметра, конец шлангокабеля большего диаметра закрыт, а начало шлангокабеля большего диаметра закрыто и имеет аксиальное отверстие, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра, содержащий второй канал, связанный с объемом между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра, при этом шлангокабель меньшего диаметра связан своими каналами с каналом напорного шлангокабеля и сливом во внешнюю среду через четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель или пневмораспределитель с электромагнитным управлением, подключенный к электрическим проводникам напорного шлангокабеля, шлангокабель большего диаметра имеет гидравлический или пневматический стопор, подключенный в зоне начала шлангокабеля большего диаметра к объему между поршнем и закрытым началом шлангокабеля большего диаметра, а доставляемый объект закреплен на конце шлангокабельной компоновки.

2. Устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, содержащее шлангокабель, отличающееся тем, что оно состоит из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом, содержащее хотя бы один электрический проводник, размещенный в полости или стенке одного из шлангокабелей, причем торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень, сопряженный с шлангокабелем большего диаметра, начало шлангокабеля большего диаметра закрыто, а конец имеет аксиальное отверстие, через которое проходит шлангокабель меньшего диаметра, при этом шлангокабель большего диаметра соединен с напорным шлангокабелем, каналы которого связаны с соответствующими объемами между поршнем и закрытыми концом и началом шлангокабеля большого диаметра через каналы в стенках шлангокабеля большего диаметра, связанные, в свою очередь, с напорным шлангокабелем и сливом во внешнюю среду через дистанционно управляемый четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель или пневмораспределитель с электромагнитным управлением, подключенный к электрическим проводникам напорного шлангокабеля, шлангокабель меньшего диаметра имеет на конце гидравлический или пневматический стопор, подключенный в зоне поршня к объему между поршнем и закрытым концом шлангокабеля большего диаметра, а доставляемый объект закреплен на конце шлангокабельной компоновки.

3. Устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, содержащее шлангокабель, отличающееся тем, что оно состоит из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально и частично один в другом, содержащее хотя бы один электрический проводник, размещенный в полости или стенке одного из шлангокабелей, причем торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень, сопряженный с шлангокабелем большего диаметра, начало шлангокабеля большего диаметра закрыто, в поршень встроен дистанционно управляемый четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель или пневмораспределитель с электромагнитным управлением, подключенный к электрическим проводникам напорного шлангокабеля, связанный с одной стороны с двумя объемами между поршнем и закрытыми началом и концом шлангокабеля большего диаметра, а с другой стороны - с напорным и сливным шлангокабелями меньшего диаметра, которые проходят через аксиальные отверстия в закрытых концах шлангокабеля большего диаметра, шлангокабель большего диаметра имеет гидравлический или пневматический стопор, подключенный в зоне начала шлангокабеля большего диаметра к объему между поршнем и закрытым началом шлангокабеля большего диаметра, а доставляемый объект закреплен на конце шлангокабельной компоновки.

4. Способ доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины, включающий создание давления и проталкивание геофизического прибора, отличающийся тем, что создают знакопеременный перепад давления между объемами, заключенными между торцом шлангокабеля меньшего диаметра, находящимся внутри шлангокабеля большего диаметра, и закрытыми концом и началом шлангокабеля большего диаметра, при этом стопорят шлангокабель большего диаметра в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым началом шлангокабеля большего диаметра или стопорят шлангокабель меньшего диаметра в скважине при большем давлении в объеме, ограниченном закрытым концом шлангокабеля большего диаметра.