РЫЧАЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ СКВАЖИНЫ И ЕГО УЗЕЛ ФИКСАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК E21B23/14 

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для доставки приборов и оборудования в горизонтальные участки обсаженных и необсаженных скважин в условиях осложненной геометрии внутреннего сечения и необходимости проведения каротажных работ, требующих обеспечения равномерного, без рывков и остановок движения пассажирских геофизических приборов с помощью рычажного устройства.

Известные устройства для доставки приборов и оборудования в горизонтальные участки скважин в основном делятся на две категории, колесные и рычажные. Колесные, в силу присущих колесных движителям объективным недостаткам, приводящим к невозможности передвижения в кавернозных и рыхлых стволах необсаженных скважин, практически в них не применяются. В отличие от плохо проходимых колесных, рычажные устройства лишены этих недостатков и неплохо себя зарекомендовали для решения этих задач, хотя они имеют свои особенности и ограничения.

Известно рычажное устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину (патент РФ № 2175374, МПК E21B 23/14, публ. 27.10.2001), содержащее цилиндрический корпус, шарнирно установленные расклинивающие опоры, направляющие штоки и движитель, выполненный в виде четырех втулок, попарно соединенных расклинивающими опорами, причем в каждой паре подвижная втулка имеет ходовую гайку и установлена с возможностью перемещения, а другая втулка неподвижно закреплена на соответствующих направляющих в штоках, установленных в соответствующих корпусах, в каждом из которых установлен электродвигатель с понижающим редуктором, ходовым винтом с шагом, исключающим его самоторможение. При работе предлагаемое устройство соединяют со спускаемым прибором и каротажным кабелем соединяют с наземным пультом с помощью которого управляют работой. Работа устройства осуществляется попеременным включением двигателей и сменой направлений их вращения.

Недостаток устройства заключается в низкой производительности, так как в процессе движения неизбежны постоянные остановки по завершению циклов движения, повышенная аварийность и низкая надежность, вследствие применения сложного, состоящего из большого количества рычажных и трущихся в агрессивной среде элементов конструкции, а также невозможность прогнозирования предстоящих осложнений движению. Невозможность осуществления равномерного движения для проведения каротажных работ.

Ближайшим аналогом заявленного рычажного устройства является устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину на кабеле (патент РФ № 2515141, МПК Е21В 23/14, публ. 10.05.2014), содержащее полый цилиндрический корпус, узел его перемещения, снабженный электродвигателем, винтовой парой и тяговым элементом, и узел фиксации, снабженный фиксирующими платформами и шарнирными рычагами, корпус выполнен в виде последовательно соединенных между собой звеньев, с возможностью обеспечения жесткого соединения их между собой в направлении их осевого перемещения и взаимного вращения в двух ортогональных плоскостях и в направлении взаимного скручивания, в полости каждого звена расположен узел перемещения звена и узел фиксации звена, при этом узел перемещения каждого звена выполнен в виде расположенных с двух концов звена электродвигателей, выходные валы каждого из которых кинематически связаны с винтовой парой, гайка которой жестко соединена с тяговым элементом, выполненным в виде стержня, другой конец которого жестко соединен с местами крепления шариковых рычагов узла фиксации.

Устройство доставляется к горизонтальному участку скважины в транспортном положении со сложенными узлами фиксации всех звеньев. Управление устройством осуществляется от наземной аппаратуры через каротажный кабель, соединенный с устройством для обеспечения его доставки к горизонтальному интервалу. В дальнейшем, устройство передвигается, поочередно поджимая и передвигая с помощью электродвигателей фиксирующие узлы, обеспечивая необходимое тянущее усилие для перемещения пассажирских геофизических приборов и кабеля.

Недостатками данного устройства являются: невозможность равномерного движения для обеспечения качественного каротажа. Повышенная аварийность движения в осложненных участках горизонтальных скважин в связи с отсутствием специальных датчиков для прогнозирования ситуаций в процессе движения и, в связи с этим, невозможность автоматизации процесса движения. Малая надежность за счет применения сложных и громоздких механизмов с подвижными рычагами узлов фиксации для обеспечения процесса движения. Низкая скорость движения, за счет вынужденных остановок в циклах движения.

Известен также узел фиксации рычажного устройства для перемещения по ровным и неровным поверхностям скважины (патент РФ № 2287058, МПК Е21В 23/14, публ. 20.11.2004). Устройство предназначено для перемещения каротажных зондов или другого оборудования через стволы нефтяных и газовых скважин. Механизм состоит из шести основных рычагов, пять из которых являются подвижными. Один из рычагов центральный, соединен с четырьмя другими в четырех разных шарнирах, три из этих четырех рычагов могут поворачиваться вокруг их шарнирных соединений с центральным рычагом и, кроме того, могут передвигаться вдоль центрального рычага. Один из этих четырех рычагов может поворачиваться только вокруг своего шарнирного соединения с центральным рычагом, но не может передвигаться вдоль него. Оставшийся промежуточный рычаг соединен с четырьмя рычагами, которые, кроме того, соединены с центральным рычагом. Промежуточный рычаг соединен с этими четырьмя рычагами разным образом. Два рычага из этих четырех рычагов соединены с промежуточным рычагом в двух разных точках, которые расположены вблизи концов промежуточного рычага. Эти два рычага, называемые передними рычагами, могут поворачиваться вокруг их шарнирных соединений с промежуточным рычагом. Два других рычага, из ранее упомянутых других четырех рычагов, соединены с промежуточным рычагом в общей точке. Данные два рычага называются центрирующими рычагами. Один из центрирующих рычагов может поворачиваться только вокруг своего шарнирного соединения с центральным рычагом, в другой рычаг может не только поворачиваться, но также может передвигаться в своем шарнирном соединении с центральным рычагом. Все эти элементы или основные части шестизвенного рычажного механизма объединены для образования рычажного механизма, который автоматически приспосабливается к общей конфигурации внутренней поверхности ствола скважины и, таким образом, содействует эффективному прохождению в стволе.

Наиболее близким аналогом является узел фиксации рычажного устройства (патент РФ № 2515141, МПК Е21В 23/14, публ. 10.05.2014), выполненный в виде шарнирных рычагов, одни концы которых закреплены на внешних поверхностях соосных втулок, а другие концы – на фиксирующих платформах. При этом между втулками закреплена пружина, обеспечивающая возврат фиксирующих платформ в исходное сложенное положение при отключении электродвигателя. 

Недостатком известных устройств является сложность и громоздкость конструкции, низкая надежность устройства, обусловленная наличием в нем большого количества подвижных рычагов, шарниров и трущихся, соприкасающихся поверхностей, попадание между которыми кусочков породы или пропанта может привести к заклиниванию механизма, а движение в агрессивной, с включениями абразивных частиц, среде неизбежно приведет к большим потерям на трение, то есть КПД устройства будет низким, а аварийность повышена.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности устройства.

Технический результат заключается в обеспечении безаварийного прохождения устройства в горизонтальной скважине с соблюдением равномерности (без рывков и остановок) движения.

Указанный технический результат достигается тем, что рычажное устройство для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины включает, по крайней мере, два соединенных тяговых звена, каждое из которых содержит корпус, узел фиксации с механизмами, содержащими подвижные рычаги с тяговым и прижимным электродвигателями, обеспечивающими перемещение корпуса и расклинивание подвижных рычагов, и, по крайней мере, два центратора, при этом, согласно изобретению, устройство оснащается электронным блоком, датчиком натяжения кабеля, причем передний центратор оснащается датчиком измерения диаметра скважины и датчиком контроля перемещения, а тяговые звенья выполнены с датчиками измерения усилия прижима, датчиками диаметра раскрытия и датчиками положения узлов фиксации, электронный блок оснащен контроллером с программами управления движением, низкоскоростной телеметрической системой для связи через геофизический кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системы, высокоскоростной телеметрической системой для управления в реальном времени электродвигателями тяговых звеньев и считывания показаний датчиков измерения усилий прижима, датчиков диаметров раскрытия и положения узлов фиксации, а также датчиков контроля перемещения и измерения диаметра скважины переднего центратора, при этом тяговые звенья оснащаются электронными узлами с контроллерами для управления электродвигателями, обработки показаний упомянутых датчиков и высокоскоростной телеметрической системой для связи с контроллером электронного блока.

При этом согласно изобретению, кабельная головка содержит легкоплавкий фиксатор, выполненный с возможностью в аварийной ситуации освобождения кабеля при подаче тока на его термоэлемент.

При этом согласно изобретению, электронный блок содержит преобразователь напряжения с автономным источником питания, при этом контроллер электронного блока содержит программу, основанную на алгоритме аварийного складывания системы рычагов.

Указанный технический результат достигается тем, что узел фиксации рычажного устройства, включающий механизмы, содержащие подвижные рычаги с тяговым и прижимным электродвигателями, обеспечивающими перемещение корпуса и расклинивание подвижных рычагов, согласно изобретению, подвижные рычаги выполнены в виде трех последовательно соединенных рычагов, причем средний рычаг связан с остальными рычагами, по крайней мере, одним упругим элементом.

При этом согласно изобретению, упругий элемент выполнен в виде ленточной пружины.

При этом согласно изобретению, средний рычаг имеет рифленую или покрытую твердосплавными зубьями поверхность.

Особенностью заявленного изобретения является то, что в конструкции рычажного устройства используется электронный блок управления, выполненный с возможностью считывания и обработки сигналов с датчиков измерения усилия прижима, датчиков диаметра раскрытия и датчиков положения узлов фиксации для обеспечения контроля состояний и прогнозирования реакции рычажной системы узла фиксации на изменение мешающих движению факторов. Для чего тяговые звенья оснащаются электронными схемами с контроллерами для управления двигателями, обработки показаний датчиков и высокоскоростной телеметрией для связи с контроллером электронного блока. При этом контролер электронного блока содержит программы, основанные на алгоритмах управления движением электродвигателей тяговых звеньев и рычажных систем, на основе полученных с помощью высокоскоростной телеметрической системы данных, а также обменом информации с помощью низкоскоростной телеметрической системы связи через геофизический кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системой.

Кроме того, в устройстве применены центраторы качения с малым коэффициентом трения, что обеспечивает существенно меньшие потери энергии на передвижение. С целью обеспечения возможности прогнозирования осложнений движения (для выявления проскальзывания узлов фиксации в случае недостаточного их поджатия при расклинивании) и автоматизации процесса перемещения, на центраторах установлены датчики измерения диаметра скважины и колесный датчик контроля перемещения устройства. Упомянутые датчики выполнены с возможностью передачи сигнала на электронный блок управления.

Кроме того, устройство оснащено датчиком натяжения кабеля для контроля нагрузки на рычажное устройство.

Также для уменьшения аварийности с соблюдением равномерности движения в устройстве применен узел фиксации, выполненный в виде трех последовательно соединенных рычагов. Причем для обеспечения устойчивости узла фиксации на поверхности скважины в процессе работы средний рычаг связан с остальными рычагами, по крайней мере, одним упругим элементом Таким образом, предложенная конструкция узла фиксации с малым количеством подвижных рычагов обеспечивает качественную фиксацию устройства в скважине. А использование упругого элемента обеспечивает устойчивое поджатие и складывание рычажной системы узла фиксации. Кроме того, за счет упрощения конструкции кинематики и уменьшения числа подвижных рычагов узла фиксации увеличилась его эксплуатационная надежность, что также уменьшает аварийность в устройстве.

Таким образом реализуется безостановочное движение устройства, уменьшается аварийность. Равномерное безостановочное движение устройства с пассажирским каротажным прибором обеспечивает качественный материал каротажа. Кроме того, исключение остановок в циклах движения позволяет увеличить скорость движения устройства.

Дополнительно для минимизации возможных осложнений и затрат, связанных с неизбежным риском при извлечении отказавших устройств в случае пропадания питания или связи с наземной каротажной системой, а также при заклинивании устройства в скважине, введено устройство для автоматического складывания рычагов фиксирующих узлов при аварийной ситуации, связанной с потерей управления устройством или пропаданием питания. Кроме того, кабельная головка устройства содержит легкоплавкий фиксатор, выполненный с возможностью в аварийной ситуации освобождения кабеля при подаче тока на его термоэлемент для беспрепятственного проведения ловильных работ, что существенно упростит процесс проведения таких работ, снизит стоимость проведения ловильных работ и позволит, в большинстве случаев, сохранить устройство неповрежденным.

Изобретения поясняются описанием конкретного примера выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:

фиг. 1 схематично представлено предлагаемое рычажное устройство для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины;

фиг. 2 схематично представлено тяговое звено устройства;

фиг. 3 – расположение элементов рычажной системы в плоскости сечения скважины.

Рычажное устройство, включает по крайней мере два жестко соединенных тяговых звена 1, каждое из которых содержит цилиндрический корпус 2, узел перемещения 3.1 (для верхнего звена), 3.2 (для нижнего звена) и узел фиксации 4.1 (для верхнего звена), 4.2 (для нижнего звена) с рычажной системой 5, содержащей подвижные рычаги, а также электронный блок 6 управления.

Каждый узел перемещения 3.1, 3.2 содержит электропривод, включающий силовой электродвигатель 7, на валу которого размещен с датчик положения (энкодер) 8 узла фиксации 4.1, 4.2, редуктор и винтовая пара 9, которые связаны с рычажной системой 5 каждого фиксирующего узла 4.1, 4.2, с обеспечением возможности его перемещения. Кроме того, каждый узел перемещения 3.1, 3.2 содержит контроллер с модемом высокоскоростной телеметрии для приема команд от электронного блока 6 и обработки данных датчика положения 8 для их последующей передачи на электронный блок 6, датчика температуры для контроля перегрева двигателя, датчика тока потребления двигателя для исключения аварийного режима, а также силовой драйвер для управления режимами работы двигателя.

Каждый узел фиксации 4.1, 4.2 содержит электропривод, включающий силовой электродвигатель 10 с датчиком диаметра раскрытия (энкодером) 11 рычажной системы 5 и датчиком измерения усилия прижима 12 (датчиком тока питания двигателя) рычажной системы 5, редуктор, телескопическое соединение 13, выполненное с возможностью обеспечения свободы перемещения каждого узла фиксации 4.1, 4.2 относительно корпуса 2 тягового звена 1 при вращении винтовой пары 14 электродвигателем 10. Свободное перемещение каждого узла фиксации 4.1, 4.2 относительно корпуса 2 обеспечивает поджатие и складывание рычажной системы 5. Дополнительно узел фиксации 4.1, 4.2 содержит контроллер с модемом высокоскоростной телеметрии для приема, обработки данных датчиков 11 и 12 и последующей передачи контроллеру электронного блока 6, силовой драйвер для управления режимами работы двигателя.

Электронный блок 6 включает в себя контроллер и телеметрические модемы системы связи низкоскоростной 21кБод для связи через кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системы и высокоскоростной 1,2МБод для управления в реальном времени двигателями тяговых звеньев 1 и считываний в реальном времени показаний датчиков 8, 11, 12.

Таким образом контроллер электронного блока 6 содержит программы, основанные на алгоритмах управления реальном времени двигателями тяговых звеньев 1 и рычажных систем 5, на основе полученных от датчиков 8, 11, 12 сигналов и регистрации показаний всех имеющихся датчиков.

Устройство оснащено датчиком натяжения кабеля 15 для контроля нагрузки на устройство. Датчик натяжения кабеля 15 представляет собой устройство с упругим элементом, снабженным датчиком Холла или тензометрическим датчиком, который служит для измерения величины его деформации пропорциональной силе натяжения кабеля.

При этом кабельная головка 16 устройства оснащена легкоплавким фиксатором 17, который в аварийной ситуации расплавляется при подаче на него, например, тока обратной полярности питающему по одной из жил кабеля из наземного источника, и освобождает кабель от устройства. Освобождение кабеля от устройства позволит без осложнений одеть на устройство воронку ловильной системы.

Рычажное устройство оснащено по крайней мере двумя центраторами 18, 19 для уменьшения сил трения при прохождении в скважине 22. При этом, передний центратор 19 снабжен поворотными датчиками Холла 20 для измерения диаметра скважины 22 и размещенным на одном из колес центратора 19 датчиком контроля перемещения 21, для выявления случаев проскальзывания узлов фиксации 4.1, 4.2 в случае недостаточного их поджатия при расклинивании. При этом колесо переднего центратора 19, на котором размещается датчик контроля перемещения 21, дополнительно подпружинивается, и его поверхность качения выполняется рифленой для лучшего сцепления со стенкой скважины 22.

Электронный блок 6 содержит системные источники питания и устройство для автоматического складывания рычагов фиксирующих узлов при аварийной ситуации, например, при отказе системы управления. Телеметрические системы: низкоскоростную для связи через геофизический кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системы, и высокоскоростную для управления в реальном времени двигателями тяговых звеньев и считывания показаний датчиков, а именно, датчиков измерения усилий прижима, диаметров раскрытия и датчиков положения узлов фиксации. Устройство автоматического складывания системы рычагов включает преобразователь напряжения с автономным источником питания, например, аккумуляторной батареей, и контроллер с программой, основанной на алгоритме аварийного складывания системы рычагов через достаточное время, после пропадания напряжения питания устройства. Система активируется командой электронного блока 6 перед началом проведения работ.

Узел фиксации 4.1, 4.2 рычажного устройства (фиг. 1, 2) включающий механизмы, содержащие подвижные рычаги 23, 24 с тяговым и прижимным электродвигателями 7 и 10, обеспечивающими перемещение корпуса 2 и расклинивание подвижных рычагов. Узел фиксации 4.1, 4.2 выполнен в виде трех последовательной соединённых рычагов, причем средний рычаг 23, связан с остальными рычагами 24 по крайней мере одним упругим элементом 25. Средний рычаг 23 имеет рифленую или покрытую твердосплавными зубьями поверхность, обращённую к стенке скважины 22, для увеличения сцепления со скважиной 22. Подвижные шарнирные соединения связывают его с остальными рычагами 24, которые в свою очередь через шарниры и винтовые пары 9 и 14 связаны с соответствующими электродвигателями 7 и 10. Упругий элемент 25, который может быть выполнен в виде гибкой ленточной пружины, создает усилия на рычагах 24 и стремится распрямить рычажную систему 5 узла фиксации 4.1, 4.2, тем самым обеспечивает устойчивость рычажной системы 5 и помогает раскрытию системы из сложенного (транспортного) положения в рабочее положение. Расположение элементов рычажной системы 5 в плоскости сечения скважины 22 показано на фиг. 3.

Благодаря использованию упругого элемента 25 в каждом узле фиксации 4.1, 4.2 центральный рычаг 23 может располагаться под углом, относительно оси устройства. Таким образом, простая конструкция рычажной системы 5 узла фиксации 4.1, 4.2 позволяет приспосабливаться к неровностям скважины, например, необсаженной скважины, что обеспечивает качественную фиксацию рычажного устройства в скважине, безаварийное прохождение устройства с соблюдением равномерности движения, а также расширяет возможности применения устройства.

Устройство работает следующим образом

На дневной поверхности грунта находится силовой высоковольтный источник питания устройства, наземная регистрирующая система с бортовым компьютером для обеспечения связи и управления устройством и каротажная лебедка с геофизическим кабелем.

После того как устройство присоединено с пассажирским геофизическим прибором через геофизический кабель с наземной регистрирующей системой, оно тестируется на работоспособность, переводится в исходное для движения положение. Рычажная система 5 устройства сложена. С помощью каротажной лебедки, производится опускание в скважину. Как правило, до осложнений движению, обычно, это до вхождения в горизонтальный участок, который начинается с переходом на колонну с меньшим диаметром.

Контроль движения осуществляется с помощью датчиков в электронном блоке 6: датчиков ускорения (акселерометры), локатора муфт, а также датчика натяжения кабеля и глубиномера на каротажной лебедке, датчика контроля перемещения 21, датчика натяжения кабеля 15 на устройстве и датчика измерения диаметра 20 скважины 22 на переднем центраторе 19 (фиг. 1).

При движении в сильнонаклонной или горизонтальной части скважины по команде с бортовой ЭВМ наземного регистрирующего комплекса, движение устройства обеспечивается следующим образом. Сначала запускается тестовый режим, при котором измеряются параметры движения каждого узла, при этом совершается один цикл движения. На основе этих измерений формируются контрольные интервалы начала и конца движения, которые должны составлять не менее 20 % от диапазона перемещения тяговых звеньев 1, измеряемого количеством оборотов электродвигателей. Указанное значение определилось опытным путем в процессе испытаний. Контрольные интервалы измеряются количеством оборотов двигателя. Начало и конец движения определяется по увеличению тока потребления электродвигателей 7 и 10. Узлы фиксации 4.1, 4.2 устанавливаются в исходные для движения положения при этом, в зависимости от осложняющих ситуаций, полностью сложены или открыты на допустимую программой величину внутреннего диаметра скважины 22. В тяговых звеньях 1 устанавливают узлы фиксации 4.1 и 4.2 в крайнее нижнее положение по оси устройства. По команде, фиксирующий узел 4.2 нижнего тягового звена 1 поджимается к стенке скважины 22 и его узел перемещения 3.2 в это время начинает движение, перемещая устройство вперед, электродвигатели 7 и 10 верхнего тягового звена 3.1 в это время пребывают в режиме ожидания, до тех пор, пока нижнее звено 1 не переместит узел фиксации 4.2 до конечного контрольного интервала. При вхождении узла фиксации 4.2 в контрольный интервал, контроллером электронного блока 6 подается одновременно сигнал на прижим и перемещение вперед верхнего узла фиксации 4.1. После контроля тока двигателя 10 узла фиксации 4.1 верхнего звена 1, контроллер электронного блока 6 подает сигнал на отжим и реверс узла фиксации 4.2 нижнего звена 1, который во время движения узла 4.1 верхнего звена 1 успеет возвратиться в исходное положение, поскольку скорость в холостом режиме будет существенно выше. С целью обеспечения равномерного движения устройства, контроллеры приводимых электродвигателей 7 и 10 каждого звена 1 оснащены программой авторегулирования, которая обеспечивает плавное равномерное движение на заданной скорости. Контроллер электронного блока 6 обеспечивает указанную цикличность до конца интервала движения. В процессе движения анализируются показания датчиков 8, 11, 12, датчиков 20, 21 переднего центратора 19, датчика натяжения кабеля 15 и автоматически подбираются оптимальные параметры движения и прижима. Реверс устройства осуществляют путем повторения цикла в обратном порядке. Использование упругого элемента 25 в рычажной системе 5, состоящей из трех последовательно соединенных рычагов 23, 24 обеспечивает устойчивое поджатие и складывание рычажной системы 5 каждого узла фиксации 4.1, 4.2.

Режим равномерного движения необходим для обеспечения качественного каротажа, например, термометрии, которая проводится обязательно при движении по горизонтальному участку вперед, с помощью устройства доставки, пока скважинная жидкость еще не перемешана прохождением аппаратуры. В случае аварийной ситуации, связанной с потерей связи с устройством перемещения или пропадания питания, через время, установленное в программе, например, 5-10 минут срабатывает аварийное устройство складывания узлов фиксации 4.1, 4.2 в транспортировочное положение, рычаги 23, 24 складываются и устройство с пассажирским прибором беспрепятственно, с помощью каротажной лебедки вытаскивается на поверхность для ремонта. В случае заклинивания устройства в стволе скважины 22, каротажный кабель отстегивается от устройства подачей по одной из жил кабеля тока, которым расплавляется легкоплавкий фиксатор 17, кабель извлекается из скважины 22 каротажной лебедкой и тем самым появляется возможность для беспрепятственного проведения ловильных работ, специальными распространенными устройствами с воронками, которые одевают на головку 16 устройства или полностью на связку, потом все в сохранности извлекают на поверхность.

Завершена разработка рычажного устройства для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины, диаметром Ф54 мм, длиной около 9 метров, оснащенного всеми описанными узлами и датчиками. Проведены стендовые испытания, где подтверждены все заложенные характеристики, тяговое усилие до 400 кг, скорость движения до 400 метров в час. Планируются скважинные испытания на месторождениях Сургута.

Таким образом, по сравнению с известными аналогами, конструкция устройства обладает возможностью передвижения в осложненных участках обсаженных или необсаженных скважинах. Снижаются динамические нагрузки на элементы устройства, уменьшается аварийность, увеличивается скорость, а возможность равномерного, без рывков движения обеспечивает качественный каротаж.

Предложено рычажное устройство для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины. Техническим результатом является обеспечение безаварийного прохождения устройства в горизонтальной скважине с соблюдением равномерности движения. Рычажное устройство оснащено двумя центраторами, электронным блоком, датчиком натяжения кабеля, при этом тяговые звенья устройства выполнены с датчиками измерения усилия прижима, датчиками диаметра раскрытия и датчиками положения узлов фиксации, а передний центратор оснащен датчиком диаметра раскрытия и датчиком перемещения. Электронный блок оснащен контроллером с программами управления движением, телеметрической системой для связи с наземной каротажной системой, высокоскоростной телеметрической системой для управления электродвигателями тяговых звеньев и считывания показаний упомянутых датчиков, а также датчиков контроля перемещения и измерения диаметра скважины переднего центратора. Тяговые звенья оснащены электронными узлами с контроллерами для управления электродвигателями, обработки показаний датчиков и высокоскоростной телеметрической системой для связи с контроллером электронного блока. Подвижные рычаги каждого узла фиксации рычажного устройства выполнены в виде трех последовательно соединенных рычагов, причем средний рычаг связан с остальными рычагами по крайней мере одним упругим элементом. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Рычажное устройство для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины, включающее по крайней мере два соединенных тяговых звена, каждое из которых содержит корпус, узел фиксации с механизмами, содержащими подвижные рычаги с тяговым и прижимным электродвигателями, обеспечивающими перемещение корпуса и расклинивание подвижных рычагов, и по крайней мере два центратора, отличающееся тем, что устройство оснащается электронным блоком, датчиком натяжения кабеля, причем передний центратор оснащается датчиком измерения диаметра скважины и датчиком контроля перемещения, а тяговые звенья выполнены с датчиками измерения усилия прижима, датчиками диаметра раскрытия и датчиками положения узлов фиксации, электронный блок оснащен контроллером с программами управления движением, телеметрической системой для связи через геофизический кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системы, высокоскоростной телеметрической системой для управления в реальном времени электродвигателями тяговых звеньев и считывания показаний датчиков измерения усилий прижима, датчиков диаметров раскрытия и положения узлов фиксации, а также датчиков контроля перемещения и измерения диаметра скважины переднего центратора, при этом тяговые звенья оснащаются электронными узлами с контроллерами для управления электродвигателями, обработки показаний упомянутых датчиков и высокоскоростной телеметрической системой для связи с контроллером электронного блока.

2. Рычажное устройство по п.1, отличающееся тем, что кабельная головка содержит легкоплавкий фиксатор, выполненный с возможностью в аварийной ситуации освобождения кабеля при подаче тока на его термоэлемент.

3. Рычажное устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный блок содержит преобразователь напряжения с автономным источником питания, при этом контроллер электронного блока содержит программу, основанную на алгоритме аварийного складывания системы рычагов.

4. Узел фиксации рычажного устройства, включающий механизмы, содержащие подвижные рычаги с тяговым и прижимным электродвигателями, обеспечивающими перемещение корпуса и расклинивание подвижных рычагов, отличающийся тем, что подвижные рычаги выполнены в виде трех последовательно соединенных рычагов, причем средний рычаг связан с остальными рычагами по крайней мере одним упругим элементом.

5. Узел фиксации рычажного устройства по п.4, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде ленточной пружины.

6. Узел фиксации рычажного устройства по п.4, отличающийся тем, что средний рычаг имеет рифленую или покрытую твердосплавными зубьями поверхность.