Кабельный геофизический наконечник Российский патент 2023 года по МПК E21B47/01 H01R11/11 H02G15/02 

Область техники

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может найти применение при эксплуатации скважин на всех режимах их работы в процессе разработки месторождений нефти и газа.

Кабельный геофизический наконечник (КГН-38/60 У) предназначен для подключения жёсткого геофизического кабеля в полимерной, фторопластовой либо другой синтетической оболочке, гибкой сталеполимерной трубы (ГСПТ), геофизического кабеля с гидроканалом к скважинной геофизической аппаратуре и оборудованию при выполнении геофизических и гидродинамических исследований наклонно-направленных, горизонтальных скважин и скважин имеющих сложный профиль как на нагнетательном, так и на эксплуатационном добывающем фонде нефтяных и газоконденсатных скважин.

Уровень техники

Известен кабельный наконечник для бронированного геофизического кабеля (Патент РФ № 123 456, опубл. 27.12.2012), содержащий корпус, в котором размещены приборный электрический разъем и электровводы, соединяемые с электрическими жилами геофизического кабеля, головку, выполненную в виде расположенного на корпусе вытянутого цилиндра и содержащую внутри узел заделки геофизического кабеля, укрепленный в головке с помощью срезного элемента и выполненный с возможностью перемещения вперед-назад вдоль оси кабельного наконечника. При этом узел заделки содержит опорную муфту цилиндрической формы для восприятия толкающих усилий со стороны геофизического кабеля, имеющую соосные с осью кабельного наконечника: цилиндрическую полость для вставки геофизического кабеля и сквозное отверстие меньшего диаметра для токоведущих жил и повивов брони геофизического кабеля, и блок конусов, состоящий из цилиндрического корпуса с конусным осевым отверстием и конусных втулок со сквозными осевыми отверстиями, расположенных коаксиально друг за другом внутри его, сопрягающихся конусными поверхностями, предназначенными для зажатия между собой повивов брони геофизического кабеля, причем опорная муфта соединена с цилиндрическим корпусом блока конусов с возможностью перемещения вдоль оси кабельного наконечника и стопорения в установленном положении.

Также известен кабельный наконечник для спуска аппарата в скважину (Патент РФ № 106652, опубл. 20.07.2011), содержащий верхний и нижний корпусы, жестко соединенные между собой, и узел фиксации кабеля, расположенный в нижнем корпусе. При этом он снабжен дополнительным узлом фиксации кабеля цангового типа, расположенным над основным узлом фиксации и характеризующимся таким усилием фиксации, которое допускает осевое перемещение кабеля от нагрузки, превышающей вес аппарата не менее чем в два раза, при этом кабель между основным и дополнительным узлами его фиксации имеет участок, свободный от натяжения, длина которого обеспечивает возможность необходимого торможения кабеля при его осевом перемещении в дополнительном узле фиксации и передачу безопасной нагрузки на основной узел фиксации.

Кроме того, известен кабельный наконечник (Патент РФ № 82761, опубл. 10.05.2009), содержащий корпус, узел связи с кабелем, узел механического и электрического соединения наконечника со скважинным прибором, механизм формирования сигнала индикации натяжения с чувствительным к натяжению элементом и компенсатор внешнего давления. При этом чувствительный к натяжению элемент выполнен в виде поршня, при этом механизм формирования сигнала индикации натяжения включает в себя камеру, заполненную гидравлической жидкостью, и датчик давления, которые соединены между собой посредством канала, выполненного в поршне, а поршень снабжен зонами уплотнения и совместно с корпусом образует компенсатор внешнего давления, содержащий компенсационную камеру, каналом в корпусе связанную с внешней средой.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой настоящего изобретения является необходимость повышения универсальности существующего оборудования без потери качества.

Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Изобретение поясняется чертежом: фиг. 1 - конструкция наконечника.

Кабельный наконечник представляет собой комбинированную группу технологических и электромеханических решений, позволяющих решать широкий спектр геологических и технологических задач в скважинах, например:

- геофизические исследования скважин с телеметрией по токопроводящим жилам, оптоволоконной линии, биметаллической линии в составе грузонесущего повива брони геофизического кабеля, гибкой сталеполимерной трубы (ГСПТ), гибкой полимерной армированной трубы (ГПАТ), капиллярного полимерно-металлического трубопровода (КПМТ), в режиме «онлайн», так и автономной скважинной аппаратурой и оборудованием с модулями автономной памяти и питанием;

- одновременное проведение ГИС или ГДИ в скважинах с закачкой технологических жидкостей, химических реагентов, аэрированных растворов совместно с поверхностно-активными веществами (ПАВ) через устройство рассекания и распыления входящее в конструкцию с регистрацией параметров поступающих с подключённой скважинной аппаратуры и оборудования на регистраторах геофизического материала расположенных на устье скважины либо в специализированных лабораториях ГИС /ПКС в режиме «онлайн», либо автономной скважинной аппаратурой и оборудованием с модулями автономной памяти и питанием;

- подача технологических жидкостей, в том числе нагретых до 120 градусов Цельсия через предусмотренные в конструкции системы обратных клапанов, гидромониторных и фрезерующих насадок по лайнеру гибкой сталеполимерной трубы (ГСПТ) или гидроканалу геофизического кабеля, КПМТ для ликвидации гидратных, парафиновых, песчано-гидратных и асфальтеновых пробок и отложений в скважинах;

- подача технологических жидкостей и химических реагентов через предусмотренные в конструкции системы обратных клапанов, перо-воронку, гидромониторных и фрезерующих насадок по лайнеру гибкой сталеполимерной трубы (ГСПТ) или гидроканалу геофизического кабеля, КПМТ или ГПАТ для обработки призабойной зоны пласта в интервалах перфорации и вскрытых другим способом технологических отверстий и нарушений, реализации технологии профиля притока/приёмистости скважин, водоотведения и гидроизоляции нарушений конструктивных элементов скважины;

- подача водометанольных растворов (ВМР) с одновременной регистрацией параметров температуры, давления, плотности, расхода жидкости на устье скважины и параметров получаемых со скважинной геофизической аппаратуры подключенных к кабельному наконечнику на забое скважины, технологической линии в режиме «онлайн», через предусмотренные в конструкции системы обратных клапанов, гидромониторных насадок и распылителей по лайнеру гибкой сталеполимерной трубы (ГСПТ) или гидроканалу геофизического кабеля, КПМТ для обработки ствола скважины ВМР во избежание образования гидратных, песчано-гидратных, парафиновых и асфальтеновых пробок и отложений на стенках ствола скважины и конструкционных элементов.

Конструкция кабельного наконечника обеспечивает надежное соединение жестких геофизических кабелей и гибких сталеполимерных труб типа ГСПТ, ГПАТ, КПМТ, с возможностью заделки двух повивов брони кабеля.

Кабельный наконечник состоит из корпуса с цанговым зажимом, корпуса фиксации 1 двух повивов 9 и 10 с двумя конусными втулками 6 и корпуса наконечника 2, на котором устанавливается геофизическое оборудование. Все корпуса соединены между собой посредством метрической резьбы с мелким шагом и при этом между собой они фиксируются стопорными шайбами 7, которые препятствуют самопроизвольному раскручиванию деталей. Корпус 3 с цанговым зажимом 4 служит дополнительным креплением наконечника, для его фиксации на наружном диаметре кабеля 5.

Отличительной особенностью заявленного технического решения является наличие тензометрического модуля контроля проведения спускоподъемных операций (СПО) при всех вышеуказанных видах работ, что позволяет фиксировать все осевые нагрузки при работе компоновки скважинных приборов или оборудования во время прохождения протяжённых горизонтальных или осложнённых участков, где устьевые контроля СПО становятся не информативны. Тензометрический модуль установлен внутри защищенной от внешней среды части корпуса с герметичным подключением к токопроводящим жилам 8 геофизического кабеля, геофизического кабеля с гидроканалом для оперативного получения информации с телеметрической системы.

Применение тензометрического модуля в составе кабельного наконечника позволяет значительно снизить риски возникновения внештатных ситуаций, инцидентов при проведении СПО, избежать возникновения аварийных ситуаций и последствий их устранения, такие как, например:

- обрыв компоновки скважинного оборудования;

- оставления части ГСПТ, геофизического кабеля с гидроканалом, ГПАТ, КПМТ в скважине;

-замятие скважинной геофизической аппаратуры, повреждение целостности ГСПТ, геофизического кабеля с гидроканалом, ГПАТ, КПМТ по причине превышения предельно допустимых осевых нагрузок во время проведения СПО.

Также в своём составе тензометрический модуль дополнительно содержит датчик контроля температуры, позволяющий фиксировать параметры температуры непрерывно в режиме «онлайн» на всё время проведения СПО. Датчик температуры установлен внутри защищенной от внешней среды части корпуса с герметичным подключением к токопроводящим жилам геофизического кабеля, геофизического кабеля с гидроканалом. Положение установки датчика в составном корпусе фиксации двух повивов (герметичная часть крепления токопроводящих жил) определяется при изготовлении с учетом диаметра применяемого геофизического кабеля, сопротивления токопроводящих жил, а также с учетом материала которым армированы токопроводящие жилы (полиэтилен, фторопласт и т.д.). Способ крепления датчика - специализированный адгезионный термостойкий клей. Контроль температурного режима во время СПО обеспечивает безаварийную работу ГСПТ, геофизического кабеля с гидроканалом, КПМТ, ГПАТ при выполнении работ связанных с подачей технологических жидкостей, водометанольного раствора (ВМР), химических реагентов, а также технологический контроль параметров скважинных условий при выполнении работ по ликвидации гидратных, парафиновых, песчано-гидратных и асфальтеновых отложений, контроля параметров работы скважинной геофизической аппаратуры на скважинах с аномально высокими пластовыми температурами, аномально низкими температурами на скважинах арктической зоны Ямало-Ненецкого автономного округа.

Универсальность комбинированных модификаций кабельного наконечника обеспечена взаимозаменяемостью узлов, механизмов и деталей, а также единым стандартом резьбовых соединений и сочленений.

Пример практической реализации

Кабельный наконечник (КГН-38/60 У) успешно прошёл испытания на объектах ООО «НОВАТЭК - ЮРХАРОВНЕФТЕГАЗ», ООО «НОВАТЭК - ПУРОВСКИЙ ЗПК», ООО «ГАЗПРОМ ДОБЫЧА КУЗНЕЦК» в 2022 году. На объектах ООО «ГАЗПРОМНЕФТЬ - НОЯБРЬСКНЕФТЕГАЗ» успешно применяется в тиражировании модификация (КГН-38/60 У) для выполнения работ по ликвидации гидратных и парафиновых отложений (ВЦ - восстановление циркуляции) совместно с гибкой сталеполимерной трубой (ГСПТ) и геофизическим кабелем с гидроканалом.

Технический результат применения в компоновке КГН-38/60 У обусловлен комплексным решением технологических и геологических задач в режиме онлайн при проведении внутрискважинных работ в скважинах с протяженным горизонтальным окончанием, имеющих сложный профиль, где без применения КГН-38/60 средства контроля установленные на устье скважины, технологических и силовых лебедках являются неинформативными, либо не позволяющими оперативно принимать операционные решения в процессе выполнения работ.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может найти применение при эксплуатации скважин на всех режимах их работы в процессе разработки месторождений нефти и газа. Устройство включает корпус с цанговым зажимом, корпус фиксации двух повивов с двумя конусными втулками и корпус наконечника, на котором устанавливается геофизическое оборудование. Все корпуса соединены между собой посредством метрической резьбы с мелким шагом и фиксируются стопорными шайбами. Корпус с цанговым зажимом служит дополнительным креплением наконечника для его фиксации на наружном диаметре кабеля. Внутри защищенной от внешней среды части корпуса установлен тензометрический модуль контроля проведения спускоподъемных операций с возможностью герметичного подключения к токопроводящим жилам геофизического кабеля или геофизического кабеля с гидроканалом. Тензометрический модуль содержит датчик контроля температуры, установленный внутри защищенной от внешней среды части корпуса с возможностью герметичного подключения к токопроводящим жилам геофизического кабеля или геофизического кабеля с гидроканалом. Расширяется арсенал средств с возможностью обеспечения универсальности и функциональности устройства без потери качества. 1 ил.

Кабельный наконечник, состоящий из корпуса с цанговым зажимом, корпуса фиксации двух повивов с двумя конусными втулками и корпуса наконечника, на котором устанавливается геофизическое оборудование, все корпуса соединены между собой посредством метрической резьбы с мелким шагом и фиксируются стопорными шайбами, при этом корпус с цанговым зажимом служит дополнительным креплением наконечника для его фиксации на наружном диаметре кабеля, отличающийся тем, что содержит тензометрический модуль контроля проведения спускоподъемных операций, установленный внутри защищенной от внешней среды части корпуса с возможностью герметичного подключения к токопроводящим жилам геофизического кабеля или геофизического кабеля с гидроканалом, кроме того тензометрический модуль дополнительно содержит датчик контроля температуры, также установленный внутри защищенной от внешней среды части корпуса с возможностью герметичного подключения к токопроводящим жилам геофизического кабеля или геофизического кабеля с гидроканалом.