УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ «ЖЕСТКОЙ» КОНСТРУКЦИИ В СКВАЖИНУ ПОД БОЛЬШИМ ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 2020 года по МПК E21B19/08 E21B33/72 

Изобретение относится к области геофизических и гидродинамических исследований и может быть использовано в нефтяной промышленности, преимущественно при исследовании фонтанирующих скважин с высоким устьевым давлением посредством приборов, подвешиваемых на геофизическом кабеле «жесткой» конструкции.

На фонтанирующих скважинах, имеющих большое давление в устье, приходится столь сильно зажимать сальниковое уплотнение в узле герметизации лубрикатора, что для осуществления продвижения (проталкивания) кабеля через сальниковое уплотнение в процессе спуска прибора в скважину, его веса оказывается недостаточно. А при подъеме наоборот, усилия не хватает для удержания кабеля в лубрикаторе и происходит не контролируемый его выброс. Для осуществления спуска кабеля в таких случаях используют различные устройства и уменьшение диаметра применяемого кабеля. Часто применяемый способ утяжеления прибора дополнительными грузами обычно приводит к новым проблемам и неудобствам, таких как очень высокие лубрикаторные установки, дополнительные требования к прочности кабеля и затруднения или отсутствие прохождения приборной подвески на наклонных участках ствола скважины.

Известно устройство для спуска приборов в скважину с высоким устьевым давлением (SU 1126688, кл. Е21В 47/00, 1983.), которое способно работать при устьевом давлении 50 Мпа. В этом известном устройстве спуск прибора в скважину осуществляется за счет действия на кабель сил тяжести от дополнительно подвешенных на кабель утяжелителей, а ввод их в лубрикатор производится специальным механизмом, включающим лебедку, захват, ролики, удлинители и т.д.

Основные недостатки этого устройства следующие:

- недостаточная надежность устройства из-за снижения запаса прочности кабеля и повышения опасности прихватов;

- снижение проходимости (способности продвижения под собственным весом) в наклонных участках ствола скважины;

- высокая стоимость исследовательских работ из-за повышенной их трудоемкости, связанной с необходимостью ручного монтажа и демонтажа большого количества тяжелых деталей (утяжелителей, захватов, роликов, удлинителей и т.д.), тяжелого устройства в сборе на устье скважины, а также из-за использования механизма перемещения утяжелителей, прибора в лубрикаторе с ручным приводом.

Известно устройство для спуска кабеля с подвешенным на нем прибором в фонтанирующую скважину (SU 562643, кл. Е21В 47/00, 1975.), содержащее сальниковое уплотнение в корпусе лубрикатора, привод в виде рукоятки с выходной приводной частью для гибкого длинного длинномерного элемента (кабеля), расположенной между лубрикатором и устьем скважины, состоящей из герметичного корпуса с центральным сквозным отверстием для прохода кабеля и расположенной в нем системы роликов-шестерен. В этом устройстве в процессе спуска кабель зажимается между двумя роликами и затем вращением рукоятки затягивается в скважину. Автоматическое прижатие роликов к кабелю осуществляется за счет подачи под давлением масла в подплунжерную полость устройства. Давление масла обеспечивается, в свою очередь, за счет использования давления рабочей среды, подводимой из устья скважины. Когда вес кабеля вместе с прибором становится достаточным для того, чтобы под действием силы тяжести он сам спускался в скважину, автоматическое прижатие роликов к кабелю отключают.

Основными недостатками этого устройства являются следующие:

- низкая надежность этого устройства в случае его применения в скважинах с высоким устьевым давлением (свыше 7 Мпа). Это связано с тем, что при таких давлениях сопротивление сальникового уплотнения перемещению кабеля так же велико. Для преодоления этого сопротивления приходится создавать в работе очень большие усилия прижатия роликов к кабелю, что приводит из-за малой площади их соприкосновения к возникновению значительных контактных напряжений, а значит, увеличивается опасность возникновения недопустимых деформаций кабеля и его быстрое разрушение;

- высокая трудоемкость, а значит, и стоимость геофизических исследований, так как привод системы роликов-шестерен осуществляется через рукоятку вручную.

Известно устройство для спуска кабеля в скважину (SU 899878 кл. Е21В 47/00, 1980.), содержащее приемную камеру лубрикатора, герметизатор кабеля и устройство для принудительного протягивания кабеля при помощи привода, находящегося в герметизированном корпусе (в лубрикаторе), расположенного между герметизатором кабеля и приемной камерой лубрикатора. Перемещение кабеля в этом известном устройстве осуществляется за счет давления эксцентрика вниз на верхний поршень, при вращении рукоятки привода, при котором в начальный момент сначала заклинивается кабель посредством разрезной конусной втулки, после чего верхний поршень, вместе с этой тяговой втулкой и зажатым в ней кабелем, тянет его в скважину, преодолевая суммарную силу, включающую силу выталкивания вверх кабеля, силу трения герметизатора кабеля, силу трения верхнего поршня и стенки герметичного цилиндрического корпуса, силу сжатия возвратной пружины, силу сопротивления жидкости скважины от ее перетекания из полости, где расположена возвратная пружина, в полость расположения эксцентрика, силу, необходимую для расклинивания разрезной конусной втулки, расположенной в нижнем поршне. Возвращение верхнего поршня в исходное верхнее положение происходит под действием возвратной пружины, при котором заклинивается нижняя разрезная конусная втулка, расположенная в нижнем неподвижном поршне, и расклинивается верхняя конусная втулка, которая, проскальзывая по кабелю, занимает верхнее исходное положение.

Это устройство обеспечивает исследование скважин при более высоком давлении в их устье благодаря возможности обеспечения в этой конструкции большей площади контакта по поверхности соприкосновения кабеля с тяговой разрезной конусной втулкой в момент ее окончательного заклинивания при работе устройства. Однако существенное увеличение этой площади контакта может быть достигнуто без повреждения кабеля только в случае полного соответствия размеров по профилю и шагу резьбовой поверхности тяговой разрезной конусной втулки и сопрягаемой многозаходной резьбовой поверхности кабеля, образуемой его оплеткой. Причем это увеличение может быть получено только в момент максимального допустимого обжатия кабеля упомянутой втулкой.

Основным недостатком этого известного устройства является интенсивный износ кабеля в работе. Это связано, во-первых, трудностью выдержать определенные точные размеры еще при изготовлении, а во-вторых, точность размеров кабеля значительно изменяется в процессе эксплуатации устройства в результате действующих на него нагрузок и постепенной вытяжки. Процесс износа кабеля при движении разрезной тяговой конусной втулки вверх, сопровождаемый смятием и срезом материала будет присутствовать всегда. В частности, даже в идеальном случае, когда размеры кабеля по оплетке номинальные, срез витков оплетки будет происходить из-за изготовления разрезной тяговой конусной втулки из двух половинок. Это связано с тем, что при их встречном движении при обжатии кабеля, направленном к его оси, в контакт с витками оплетки в начале обжатия будут входить только те небольшие участки вершин резьбового профиля тяговой разрезной конусной втулки, которые расположены вблизи плоскости ее разъема.

Описанные выше факторы существенно снижают надежность и долговечность работы устройства. Кроме того, процесс исследования скважин с применением такого известного устройства довольно трудоемок из-за ручного управления приводом эксцентрика, находящегося на высоте от трех до пяти метров. А при очень высоких устьевых давлениях нахождение людей и производство работ в опасной зоне и не допустимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для спуска кабеля в скважину (RU 2694453 С1, кл. Е21В 47/01 (2012.01), Е21В 23/14 (2006.01), 27.09.2018). Это известное устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит противовыбросовый кабельный превентор, лубрикаторное сигнальное устройство, приемную камеру лубрикатора, устьевой герметизатор кабеля и внутрилубрикаторный механизм протяжки кабеля, расположенной между приемной камерой и камерой герметизатора кабеля. В качестве приводного барабана (ролика), механизма протяжки принудительного спуска кабеля, в этом устройстве, использован верхний ролик системы подвески кабеля, заключенный в герметизированный корпус, имеющий переходы к приемной камере лубрикатора и к камере узла герметизации кабеля, причем обе эти камеры присоединены с одной нижней стороны корпуса и являются одновременно стойками для верхнего ролика, присоединяясь своими нижними концами к устьевой арматуре скважины. В то же время этот ролик дополнительно оснащен захватными элементами, расположенными равномерно по периметру его обода в пазах, выполненных перпендикулярно ручейной кабельной канавке, с целью обеспечения повышения сцепления кабеля с роликом. На ступице ролика, с противоположных ее концов, установлены два диска, свободно вращающиеся соосно с роликом на своих подшипниках. Причем эти диски с роликом связаны муфтами сцепления только одностороннего действия и один из них заторможен определенным постоянно действующим усилием, с целью исключения выброса кабеля из лубрикатора, в конце подъема прибора из скважины, а другой служит звеном присоединения внешнего привода принудительного спуска. Механизм захвата кабеля выполнен из стойкого к истиранию упругого полимерного материала и работает в «щадящем» кабель режиме. Зона контакта ролика с кабелем является постоянно действующим и занимает половину длины окружности ролика, поочередно автоматически подключая и отключая свои захватные элементы.

Недостатком данного известного устройства является то, что для его применения с геофизическим кабелем «жесткой» конструкции пришлось бы сооружать герметичный корпус огромных размеров, не совместимый с существующими технологиями и устьевым оборудованием.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства, а именно, надежности и долговечности работы устройства, а также снижение трудоемкости процесса геофизических исследований в скважинах с высоким устьевым давлением, при применении геофизического кабеля «жесткой» конструкции для спуска приборов в скважину и проталкивания на наклонных участках ствола, повышая, при этом, безопасность каждого этапа работ, в том числе и понижая высоту применяемой лубрикаторной установки.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, внутрилубрикаторный ролик подвески кабеля выполнен в виде системы малых роликов, расположенных по внутренней огибающей дугообразного корпуса из стальной трубы. Диаметр изгиба выбирается соответствующим диаметру верхнего ролика необходимого для применяемой конструкции «жесткого» геофизического кабеля. Механизм проталкивающего кабель элемента выполнен длинноходовым и расположен в нисходящей ветви лубрикатора, снабжен элементами сцепления с кабелем, причем сцепление происходит в нижнем крайнем положении и сохраняет такое состояние до автоматического отцепления на верхнем крайнем положении хода этого элемента в корпусе. Механизм сцепления выполнен работающим в режиме «щадящем» кабель в пластиковой оплетке, а именно, обжимающим кабель эластичными конусными зажимными элементами, находящимися между жесткими конусными опорами. Движение проталкивающего кабель элемента осуществляется за счет преобразования энергии прокачки продавочной жидкости в поступательное движение поршня составленного из двух супротивно установленных самоуплотняющихся манжет. На концах корпуса проталкивающего кабель элемента выполнены боковые каналы для прокачки продавочной жидкости, а на нижнем конце имеется и дополнительный превентор, приспособленный, своими сухарями, отключать проталкивающий кабель элемент вовремя подъема прибора. Между дугообразным корпусом малых роликов и корпусом проталкивающего кабель элемента расположен тормозящий кабель элемент, имеющий свою поршневую систему, которая управляется от внешнего насоса. Его назначение - удержание кабеля вовремя холостого хода проталкивающего кабель элемента и притормаживание кабеля, при полном подъеме прибора, исключая его выброс из лубрикатора.

Достигнутым техническим результатом заявляемого устройства являются обеспечивание исследования скважин геофизическими приборами, при больших давлениях на устье, применением геофизического кабеля «жесткой» конструкции, для подвески приборов и проталкивания их на наклонных участках ствола скважины, не деформируя кабель. Исключение возможных выбросов при подъеме, получение возможности применения лубрикаторной установки минимально возможной высоты и повышение надежности и безопасности выполняемых работ.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство от известного отличается тем, что применяемый внутрилубрикаторный ролик подвески геофизического кабеля, помещенный в отдельном корпусе, выполнен в виде системы малых роликов, расположенных по внутренней огибающей дугообразного корпуса, из трубы. Диаметр его изгиба соответствует диаметру верхнего ролика, необходимого для применяемой конструкции «жесткого» геофизического кабеля, а механизм проталкивания кабеля выполнен длинноходовым и расположен в нисходящей ветви лубрикатора в отдельном корпусе. Установлен элемент тормозящий кабель, со своей поршневой системой, управляемой от внешнего насоса, который управляет, в свою очередь, конусным обжимающим механизмом. А также имеет магнитоуправляемые электрические контакты, изолированные от сред внутреннего и наружного окружения корпусом из немагнитного материала и находящиеся в электрической цепи управления приводом упомянутого насоса, включая его, после достижения проталкивающего элемента, вместе с зацепленным кабелем, крайнего верхнего положения в своем корпусе, благодаря наличию, на его верхнем конце, постоянного магнита.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности изобретения: новизна и изобретательский уровень.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами:

фиг. 1 - изображена схема установки заявляемого устройства на устье скважины;

фиг. 2 - изображена часть нисходящей ветви лубрикатора в разрезе;

фиг. 3 - изображено звено малого ролика;

фиг. 4 - изображен вертикальный разрез звена малого ролика;

фиг. 5 - изображен узел крепления цепи с малыми роликами в дугообразном корпусе;

фиг. 6 - изображена электрическая схема управления внешними насосами и переключателями потока.

Устройство для спуска геофизического кабеля «жесткой» конструкции в скважину под большим давлением содержит устьевой фланец 1 скважины, на который установлен кабельный превентор 2, а на его верхнюю часть, при помощи быстроразъемного соединения (далее БРС) 3, установлены лубрикаторное сигнальное устройство 4 и приемная камера 5 лубрикатора. Приемная камера 5 присоединяется к выходному переводнику 6 дугообразного корпуса 7 малых роликов, а к другому, входному, переводнику 8 присоединяется нисходящая ветвь лубрикатора. В эту ветвь входят механизм протяжки кабеля со своим корпусом 9 и устьевой герметизатор кабеля 10. Входной канал устьевого герметизатора кабеля 10 сориентирован с кабельной канавкой нижнего ролика 11, системы подвески кабеля, за счет взаимодействия с кронштейном 12 нижнего ролика 11. Таким образом, геофизический кабель 13, выходя из герметизатора, удерживается нижним роликом 11 и направляется на барабан подъемника. Нижний ролик 11, в свою очередь, прикрепляется к устьевому фланцу 1 посредством регулируемого, по длине, элемента 14 кронштейна 12. Этот кронштейн 12 также связывает в единую конструкцию и корпус сигнального устройства 4 и выходной конец герметизатора кабеля 10, благодаря наличию дополнительных своих элементов. Между дугообразным корпусом 7 системы верхних роликов и корпусом механизма проталкивания кабеля расположен тормозящий кабель элемент, в своем корпусе 15. Он предназначен для удержания геофизического кабеля 13 вовремя обратного хода проталкивающего элемента и от выброса из лубрикатора, вовремя подъема, геофизического кабеля 13.

На нижнем конце корпуса 9 механизма проталкивания кабеля, на его нижнем переходнике 16, выполнен превентор 17 со своими плашками 18 и нижний боковой канал 19 для прокачки продавочной жидкости. А верхний боковой канал 20 выполнен на верхнем конце корпуса 9, на его верхнем переходнике 21. Там же установлены магнитоуправляемые контакты (далее МУК) 22 датчика верхнего положения проталкивающего кабель элемента, в герметичном отсеке и со своим кабельным вводом 23. Верхний переходник 21 выполнен из немагнитного материала. Между этим переходником и входным переводником 8 дугообразного корпуса 7 малых (верхних) роликов расположен тормозящий кабель элемент. Он состоит из цилиндра 24, поршня 25, двух конусных опор 26 и расположенных между ними двух конусных эластичных зажимных элементов 27. Между опорами 26 установлена распорная пружина 28. Цилиндр 24 имеет канал с выходом типа БРС 29 для подключения внешнего масляного насоса (далее МН). Механизм проталкивания кабеля состоит из подвижного блока элементов, который перемещается во внутреннем ограниченном пространстве своего корпуса 9, вверх и вниз, под воздействием прокачиваемой продавочной жидкости через каналы 19 и 20, поочередно. Этот подвижный блок состоит из двух конусных эластичных зажимных элементов 30, установленных между нижним и верхним конусными опорами 31 и 32 соответственно, которые, в свою очередь, подпружинены распорной пружиной 33. К нижней опоре 31, с нижней стороны, прикреплен полый, для свободного пропуска геофизического кабеля, толкатель 34. Толкатель 34 проходит по внутреннему каналу корпуса 35 цангово-шарикового затвора, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси. Во внутренней проточке этого корпуса установлена, нанизывающаяся на толкатель 34 цанга 36, а шарики 37, расположены в радиальных каналах корпуса 35, с возможностью свободного перемещения в их пределах. Эти шарики 37, опираясь на элементы цанги 36, испытывают ограничение с внутреннего конца каналов, а с внешней стороны они ограничены внутренней полостью цилиндрического верхнего толкателя 38, охватывающего корпус 35. Продольный ход этого толкателя ограничивается благодаря наличию пазов вдоль цилиндрической поверхности в узле крепления винтом к корпусу 35, с возможностью свободного скольжения по нему. А благодаря наличию пружины 39, толкатель 38 всегда занимает верхнее положение и ограничивает радиальный ход шариков 37 внутренней цилиндрической поверхностью нижнего конца. На цилиндрической поверхности толкателя 38 выполнены радиальные отверстия 40 совпадающие, в определенном положении, с расположением шариков и оказывающие на них управляющее воздействие, т.е. дающее возможность шарам 37, перемещаясь в отверстие 40, освободить толкатель 34 от воздействия цанги 36. Верхний конец корпуса 35 присоединен к верхней опоре 32, посредством цилиндрического стакана 41 и, одновременно, является ограничителем для нижней опоры 31, прижимаемой под воздействием пружины 33. К верхней опоре, через немагнитную подложку 42, прикреплен постоянный кольцевой магнит 43. С нижней стороны корпуса 35 прикреплены цилиндрические держатели 44 самоуплотняющихся манжет 45. По внутреннему каналу этих держателей проходит, имея возможность продольного перемещения, толкатель 34.

Для осуществления прокачки жидкости, необходимой для работы механизма проталкивания кабеля 13 предусмотрен внешний гидронасос (далее ГН) 46. Вход гидронасоса 46 связан внутренней полостью лубрикатора через отвод 47, а выход имеет возможность подключения к одному из боковых каналов 19 или 20 корпуса 9 механизма проталкивания кабеля, используя соответствующих переключателей 48 и 49 потока, кранов высокого давления 50 и соединительных трубок 51. Благодаря такому «кольцевому» подключению, гидронасос 46 создает только перепад давления, а истинные значения давления в лубрикаторе на работу механизма проталкивания не оказывает существенного влияния и эта работа от давления в лубрикаторе не зависит, если не учесть изменения сил трения и сил выталкивания кабеля. Перепады давления между боковыми каналами 19 и 20 контролируются электроконтактными манометрами (далее ЭКМ) 52, 53 и реле давления(далее РД1, РД2), а их контакты, переключаясь, управляют переключателями потока 48, 49 и гидронасосом 46. Ролик 54 имеет канавку 55 под геофизический кабель 13. Он выполнен, опирающимся через подшипники 56, ось 57 и цилиндрическую опору 58, на внутреннюю поверхность дугообразного корпуса 7. Система из таких роликов, собранная используя звенья 59, в единую цепь и протянутая по внутренней полости дугообразного корпуса 7, образуют кабельную канавку «верхнего» ролика, т.е. заменяют верхний ролик системы подвески геофизического кабеля 13. На концах этой цепи выполнены, опирающиеся на торцы дугообразного корпуса 7, дискообразные элементы - ограничители 60 и они удерживают ролики 54 на своих местах, после закрепления переводниками 6 и 8 при их установке.

Контакты первичных датчиков ЭКМ1, ЭКМ2, ЭКМ3, КН1, КН2 и МУК от больших токов и высокого напряжения защищены применением промежуточных реле, например, РД1, РД2, РД3, ПР1, ПР2, и ПР3. Силовые элементы, такие как, ГН, МН, переключатели потока (далее ПП1и ПП2) и электроклапан (далее ЭК) могут иметь различные токи и напряжения работы, своих пускателей и это не отразится на автоматической работе электрической схемы управления ими. В качестве реле давления с регулируемым уровнем переключения использованы ЭКМ совместно с промежуточными реле, а в качестве магнитоуправляемого контакта - геркон, например, КЭМ-2.

Устройство работает следующим образом:

На устьевой фланец 1 устанавливают кабельный превентор 2 и приступают к сбору устьевого оборудования на мостках. Предварительно пропустив через проходные каналы геофизический кабель 13, сначала, собирают нисходящую ветвь лубрикатора. Затем, геофизический кабель 13 со своим наконечником, пропускают через дугообразный корпус 7. В этот же корпус протаскивают цепь из малых роликов 54, оставляя геофизический кабель 13 в канавке 55, до тех пор, пока один из дискообразных концевых ограничителей 60 не встанет на свое место, на торце дугообразного корпуса 7. На другом конце цепи с роликами устанавливают второй концевой ограничитель 60 и закрепляют его. Такое положение закрепляют переводниками 6 и 8, установив их на свои места, а затем прикрепляют нисходящую ветвь лубрикатора и его приемную камеру 5. Устанавливают на свои места сигнальное устройство 4 и нижний ролик 11, скрепляя кронштейном 12. Присоединяют к кабелю 13 геофизический прибор и устанавливают его в приемной камере 5 лубрикатора, после тестирования. Собранную таким образом в единую компоновку устьевой лубрикатор, приподнимают и устанавливают на свое место на кабельном превенторе 2, закрепляя быстроразъемным соединением (далее БРС) 3. Нижний ролик 11 дополнительно прикрепляют к устьевому фланцу 1 при помощи кронштейна 12 и его, регулируемого по длине, элемента 14. Открывая соответствующие устьевые запорные элементы скважины, выравнивают внутрилубрикаторное давление до скважинного. После завершения монтажа всех элементов и проведения тестовых испытаний, подключением исследовательской станции, начинают процесс спуска прибора на геофизическом кабеле «жесткой» конструкции. Для начала спуска, нажатием кнопки КН1, включают внешний масляной насос МН тормозящего кабель элемента. При включении кнопки КН1 включается промежуточное реле ПР3 и само блокируется. Его другие контакты включают масляной насос МН и отключают электроклапан (далее ЭК) сброса масла с линии, а создаваемое давление в цилиндре 24 перемещает поршень 25, который давит на жесткие конусные опоры 26, а они, в свою очередь, взаимодействуют с эластичными конусными зажимными элементами 27. Происходит обжим и удержание геофизического кабеля 13. Нажатием кнопки КН2 включают промежуточное реле ПР1. Оно также само блокируясь, включает переключатель потока ПП1 и внешний гидронасос ГН. Подаваемая через верхний боковой канал 20 продавочная жидкость давит на самоуплотняющуюся манжету 45 и толкает подвижный блок проталкивающего кабель элемента вниз, до упора толкателя 34 на нижнем переходнике 16 корпуса 9. При этом, толкатель 34 давит на нижний конус 31, а он на пружину 33 и эластичные зажимные элементы (конуса) 30, которые плотно обжимают кабель 13. В то же время, толкатель 34, проходящий через элементы цанги 36, фиксируется ими, блокируясь от обратного хода в результате заклинивания. Такое состояние удерживается шариками 37, находящимися в радиальных каналах корпуса 35, так как их ход, с другого конца канала, ограничен цилиндрическим стаканом 41. При дальнейшей работе насоса ГН начинает подниматься давление в этом боковом канале 20, при этом, уход жидкости в верхнем направлении по кабелю ограничивается тормозящим кабель элементом. На повышение давления реагирует реле давления, включая контакты промежуточного реле РД1. При этом отключаются промежуточные реле ПР1 и ПР3, а ПР2 включается и само блокируясь, включает переключатель потока ПП2. Поток подается в нижний боковой канал 19. Одновременно включается электроклапан ЭК и масло, с линии цилиндра 24, стравливается обратно в масляной бак. Поршень 25 возвращается в исходное положение и зажимные элементы 27 перестают оказывать тормозящее действие на кабель 13. Начинается продвижение подвижного блока проталкивающего кабель элемента в верхнем направлении совместно с зацепленным кабелем 13. По достижению верхнего крайнего положения, магнит 43 взаимодействуя с магнитоуправляемыми контактами 22, включает промежуточное реле ПР3, включается РД2 и соответственно переключаются промежуточные реле ПР1, ПР2 и переключатели потока ПП1, ПП2. Цилиндрический стакан 41, сжимая пружину 39, перемещается вниз, при этом радиальные отверстия 40 на его цилиндрическом стакан 41, совпадая с торцами радиальных каналов для шариков 37, на корпусе 35, дают возможность шарикам 37 переместиться, в своих каналах, и освободить толкатель 34 от заклиненного состояния с цангой 36. Толкатель 34, перемещаясь относительно кабеля 13, освобождает его от зажатого состояния зажимными элементами 30. Одновременно отключается электроклапан ЭК и включается масляной насос МН. На кабель 13 начинает действовать тормозящий эффект. Поток подается через верхний боковой канал 20, подвижный блок деталей проталкивающего кабель элемента перемещается вниз, т.е. цикл повторяется. Таким образом, включенная кнопками КН1 и КН2 электрическая схема управления начинает работать в автоматическом режиме, переключая поток продавочной жидкости поочередно через боковые каналы 19 и 20 в корпусе 9 проталкивающего кабель элемента. В результате, кабель 13, при каждом ходе подвижных элементов в верхнем направлении, проталкивается в скважину от трех до пяти метров в зависимости от длины трубы корпуса 9. Процесс можно остановить в любой момент выключателем питания, входящим в электрическую цепь S1. Для исключения влияния проталкивающего кабель элемента в процессе исследования скважины, его отключают и механически, закрыв на нижнем переходнике 16 превентор 17. При этом, плашки 18, превентора 17, блокируют, ограничивая проход подвижного блока проталкивающего кабель элемента, до нижнего крайнего положения и толкатель 34 не может воздействовать на зажимные элементы 30 и кабель 13 остается в не зацепленном состоянии.

В процессе окончательного подъема прибора, при необходимости, можно включить приторможение кабеля отдельно, кнопкой КН1.

Применение заявляемого устройства дает возможность исследовать скважины с высокими устьевыми давлениями, используя для подвески и проталкивания прибора на наклонных участках ствола, геофизический кабель «жесткой» конструкции на исследовательских станциях стандартной комплектации с применением существующего оборудования и технологий.

Заявляемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно, надежности и долговечности его работы, а также снижение трудоемкости процесса геофизических исследований в скважинах с высоким устьевым давлением, при применении геофизического кабеля «жесткой» конструкции для спуска приборов в скважину и проталкивания на наклонных участках ствола, повышая, при этом, безопасность каждого этапа работ, в том числе и понижая высоту применяемой лубрикаторной установки.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании и с использованием современных материалов.

Изобретение относится к области геофизических и гидродинамических исследований и может быть использовано в нефтяной промышленности, преимущественно при исследовании фонтанирующих скважин с высоким устьевым давлением. Техническим результатом является обеспечение исследования скважин геофизическими приборами при больших давлениях на устье, применение геофизического кабеля «жесткой» конструкции для подвески приборов и проталкивания их на наклонных участках ствола скважины, не деформируя кабель. Предложено устройство для спуска геофизического кабеля «жесткой» конструкции в скважину под большим давлением, содержащее противовыбросовый кабельный превентор, лубрикаторное сигнальное устройство, приемную камеру лубрикатора, устьевой герметизатор кабеля, внутрилубрикаторный механизм проталкивания кабеля, расположенный между приемной камерой и камерой герметизатора кабеля, и внутрилубрикаторный верхний ролик. При этом верхний ролик системы подвески геофизического кабеля, помещенный в отдельном корпусе и входящий в состав внутренней полости лубрикатора, выполнен в виде малых роликов, расположенных по внутренней огибающей дугообразного корпуса, диаметром изгиба, соответствующим диаметру верхнего ролика, необходимого для применяемой конструкции «жесткого» геофизического кабеля. Механизм его проталкивания выполнен длинноходовым и расположен в нисходящей ветви лубрикатора в отдельном корпусе. Причем механизмы зацепа кабеля и проталкивающего элемента, а также и элемента, тормозящего кабель, во время холостого хода проталкивающего элемента, выполнены работающими в режиме, «щадящем» кабель в оболочке, а именно обжимающими кабель эластичными конусными зажимными элементами, находящимися между жесткими конусными опорами. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для спуска геофизического кабеля «жесткой» конструкции в скважину под большим давлением, содержащее противовыбросовый кабельный превентор, лубрикаторное сигнальное устройство, приемную камеру лубрикатора, устьевой герметизатор кабеля, внутрилубрикаторный механизм проталкивания кабеля, расположенный между приемной камерой и камерой герметизатора кабеля, и внутрилубрикаторный верхний ролик, отличающееся тем, что верхний ролик системы подвески геофизического кабеля, помещенный в отдельном корпусе и входящий в состав внутренней полости лубрикатора, выполнен в виде малых роликов, расположенных по внутренней огибающей дугообразного корпуса, диаметром изгиба соответствующим диаметру верхнего ролика, необходимого для применяемой конструкции «жесткого» геофизического кабеля, а механизм его проталкивания выполнен длинноходовым и расположен в нисходящей ветви лубрикатора в отдельном корпусе, причем механизмы зацепа кабеля и проталкивающего элемента, а также и элемента, тормозящего кабель, во время холостого хода проталкивающего элемента, выполнены работающими в режиме, «щадящем» кабель в оболочке, а именно обжимающими кабель эластичными конусными зажимными элементами, находящимися между жесткими конусными опорами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что малые ролики, имеющие индивидуальные подшипниковые узлы и кольцевые опирающиеся на корпус элементы, между собой связаны, образуя подвижную цепь, и прикрепляются к дугообразному корпусу только на его концах, после того как через корпус пропустят геофизический кабель со своим заправленным наконечником и цепь из роликов, протаскивая ее вдоль кабеля, размещая его в канавках роликов.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проталкивающий кабель элемент снабжен эластичными конусными зажимами механизма зацепа кабеля, охватывающими непосредственно кабель, и жесткими конусными опорами, передающими им усилие от нижнего толкателя, для обжима кабеля, вследствие его упора на нижнем переходнике корпуса, а также устройством, фиксирующим такое зацепленное состояние, путем заклинивания этого толкателя цангово-шариковым затвором, после достижения своего нижнего крайнего положения.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проталкивающий кабель элемент снабжен механизмом, освобождающим кабель от зацепленного состояния по достижении им крайнего верхнего положения в корпусе путем взаимодействия верхнего цилиндрического толкателя с цангово-шариковым затвором и освобождения нижнего толкателя от заклиненного состояния из-за перемещения шариков и освобождения элементов цанги.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тормозящий кабель элемент имеет свою поршневую систему, которая управляется от внешнего насоса, расположенную между дугообразным корпусом малых роликов и корпусом проталкивающего кабель элемента, и управляющую конусным обжимающим кабель механизмом, а также имеет магнитоуправляемые электрические контакты, изолированные от сред внутреннего и наружного окружения корпусом из немагнитного материала и находящиеся в электрической цепи управления приводом упомянутого насоса, включая его, после достижения проталкивающим элементом, вместе с зацепленным кабелем, крайнего верхнего положения в своем корпусе благодаря наличию на его верхнем конце постоянного магнита.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проталкивающий кабель элемент снабжен двумя расположенными супротивно самоуплотняющимися манжетами, которые и превращают в движущую силу давление прокачиваемой жидкости поочередно ниже и выше упомянутого проталкивающего кабель элемента.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус проталкивающего кабель элемента, на нижнем и на верхнем своих концах, имеет боковые каналы, снабженные кранами высокого давления и электроуправляемыми переключателями потока, для поочередной подачи через них прокачиваемой жидкости под давлением, а сигналом для переключения служит превышение установленного давления в этих каналах, которое фиксируется по имеющимся в них реле давления, после достижения проталкивающим кабель элементом одного из крайних положений.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на нижнем конце корпуса проталкивающего кабель элемента установлен превентор, выполненный с возможностью ограничения своими сухарями взаимодействия толкателя конусного зажима с нижним упором с целью исключения действия проталкивающего кабель элемента в процессе подъема прибора.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для контроля и автоматического управления процессом прокачки жидкости, необходимой для осуществления проталкивания кабеля в скважину под высоким давлением, применена электрическая схема управления внешними насосами и переключателями потока.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя огибающая дугообразного корпуса выполнена из стальной трубы.