Способ геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем Российский патент 2024 года по МПК E21B23/14 E21B47/00 B66D1/395 

Способ геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем относится к нефтяной промышленности, а именно к исследованию горизонтальных скважин с применением геофизического кабеля.

Известен технологический комплекс на базе непрерывной гибкой металлической трубы, намотанной на барабан подъёмника, внутри которой пропускается геофизический кабель, к которому подсоединён скважинный прибор. Этот комплекс позволяет доставлять геофизические скважинные приборы в нужные зоны горизонтальных скважин, в том числе и с наклонным выходом устья, путём их заталкивания в ствол скважины с помощью барабана подъёмника, на котором намотана труба (А.Г. Молчанов и др. «Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб». Стр. 182-183 М., Издательство Академии горных наук, 1999 г.). Но этот, применяемый в настоящее время, способ очень затратный и в плане используемой техники. Поэтому, особенно для исследований скважин с небольшими объемами работ, поиск альтернативных способов доставки приборов в горизонтальные скважины с наклонным устьем имеет место.

Известен способ доставки геофизических приборов в зону исследования горизонтального участка ствола скважины и устройство для реализации способа (патент RU № 2686761, МПК E21B 23/14, E21B 47/01, опубл. 30.04.2019, Бюл. № 13), включающий доставку геофизических приборов в зону исследования горизонтального участка ствола скважины применением кабеля в нижней части подвески для проталкивания прибора.

Согласно изобретению глубинная подвеска оснащена дополнительным облегчающим проталкивание утяжелителем, в качестве которого использована связка, составленная из имеющихся на исследуемой скважине труб (НКТ или бурильные), предварительно опускают их в скважину и удерживают на устье элеватором, а затем опускают через них в скважину прибор на куске «жесткого» кабеля длиной, превышающей сумму длин горизонтального участка скважины и связки опускаемых труб, а верхний конец «жесткого» кабеля присоединен одновременно к верхнему концу этих труб и к кабельному наконечнику каротажного кабеля подъемника, доставляющего эту подвеску в зону исследования, при помощи устройства навесного соединения, причем трубы-утяжелители одновременно являются и гарантом выдергивания на них «жесткого» кабеля с прибором из горизонтального участка при аварийном отрыве каротажного кабеля.

Недостатками способов является невозможность использования в скважинах с наклонным выходом устья.

Известен способ для спуска геофизического кабеля «жесткой» конструкции в скважину под большим давлением при помощи устройства (патент RU № 2736743, МПК E21B 19/08, E21B 33/072, опубл. 19.11.2020, Бюл. № 32), содержащего 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 применяемого 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.

Этот способ также предназначен для скважин с вертикальным оборудованием устья.

Главный недостаток способа невозможность использования в скважинах с наклонным выходом устья из-за отсутствия возможности стыковки и монтажа камеры проталкивателя кабеля и из-за отсутствия возможности установки роликов (блок-балансов) подвески геофизического кабеля по причине отсутствия точек закрепления.

Техническими задачами являются повышение производительности и надежности исследований наклонных скважин.

Технические задачи решаются способом геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем, включающим доставку геофизических приборов в зону исследования горизонтального участка ствола скважины с наклонным устьем c использованием геофизического кабеля.

Новым является то, что геофизический кабель располагают в системе роликовой подвески геофизического кабеля, расположенной вдоль линии продвижения кабеля вне зоны устья скважины, при этом геофизический кабель пропускают через ролики системы роликовой подвески, устьевой центратор, герметизаторы кабеля, корпусы с проталкивателями, снабженными концевыми ограничителями и элементами присоединения, и поворотный узел, приемную камеру, соединенную с устьем скважины, при этом корпусы проталкивателей соединены с роторно-лабиринтным переключателем потока прокачиваемой жидкости, снабженным камерами расширения для предотвращения гидроударов и байпасной линией с клапаном давления, соединенным с насосным аппаратом, при этом проталкиватели кабеля движутся в противоположных направлениях относительно друг друга, используя энергию прокачиваемой через замкнутые камеры их корпусов технологической жидкости.

На фиг. 1 показано расположение предлагаемого устьевого оборудования с пропущенным геофизическим кабелем, а на фиг. 2 - один из проталкивателей геофизического кабеля в своем корпусе.

Способ геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем осуществляют в следующей последовательности.

Для спуска в горизонтальную скважину с наклонным устьем прибора на геофизическом кабеле 1 сначала расставляют устьевое оборудование (фиг. 1) вдоль линии прохождения геофизического кабеля 1. Затем, разматывая геофизический кабель 1, пропускают его через устьевую систему роликов 2, через внутренние пространства: устьевого центратора 3, герметизатора геофизического кабеля 4, двух корпусов проталкивателей кабеля 5 и 6 с их концевыми ограничителями 7 и устройствами присоединения 8, 9 и 10, совмещенными тройниками гидролиний и быстроразъемных соединений (БРС), оставляя в каждом корпусе 5 и 6, нанизанный на геофизический кабель 1, свой проталкиватель 11 и 12.

Далее геофизический кабель 1 пропускают через второй герметизатор геофизического кабеля 13, поворотный узел 14 устьевого лубрикатора и приёмную камеру 15 лубрикатора. Присоединяют к его наконечнику геофизический прибор (на фиг. 1, 2 не показан).

Проверив работоспособность прибора через кабельное соединение, втягивают его в приёмную камеру 15. Затем осуществляют присоединение устьевого оборудования к устью скважины 16, затягивают все соединения с БРС.

Собирают и испытывают на герметичность гидравлические линии, состоящие из камер корпусов проталкивателей 5 и 6, герметизаторов геофизического кабеля 4 и 13, устройства роторно-лабиринтного переключателя потока 17 прокачиваемой жидкости, всех труб 18 гидравлического контура и шлангов высокого давления управляющих элементов (на фиг. 1, 2 не показаны).

Для предотвращения гидроударов, при достижении проталкивателями 11 и 12 своих концевых ограничителей 7, установлены камеры расширения 19, а для защиты от высокого давления элементов вновь вводимой гидролинии между ее начальными и конечными точками выполнена байпасная линия с клапаном давления 20. Все соединения между элементами устьевого оборудования выполнены с применением больших 21, средних 22 и малых 23 размеров БРС. Таким образом, способ готов к реализации основного этапа - к проведению геофизических исследований.

Работа осуществляется следующим образом.

Насосный агрегат (на фиг. 1, 2 не показан), который участвует в процессе исследования скважины, прокачивает технологическую жидкость через роторно-лабиринтный распределитель потока 17, принимая отработавшую жидкость обратно к себе в расходную емкость (на фиг. 1, 2 не показана). При этом через гидравлическую линию, включающую замкнутые камеры корпусов проталкивателей геофизического кабеля 5 и 6 прокачивается жидкость, периодически меняющая свое направление движения. Такой поток, проходя через камеры 5 и 6, расположенные последовательно вдоль геофизического кабеля 1, но при этом находящийся во встречно-параллельной гидравлической линии, создает в них движение жидкости с параллельно встречным направлением.

А это в свою очередь, заставляет проталкиватели 11 и 12 двигаться также в противоположных относительно друг друга, но согласно потокам направлениях, одновременно совершая рабочие и холостые ходы. Ход проталкивателей 11, 12, совпадающий по направлению с направлением движения геофизического кабеля 1 на спуск, является рабочим и при этом происходит автоматически и автономный зацеп проталкивателя 11 или 12 с геофизическим кабелем 1, а противоположный ход, являясь холостым, сопровождается скольжением по кабелю 1 без зацепа. Так как проталкиватели 11 и 12 постоянно двигаются в противоположных направлениях, один из них постоянно проталкивает кабель 1 на спуск.

При осуществлении способа становится возможным проталкивание прибора на геофизическом кабеле в горизонтальные скважины с наклонным устьем.

Изобретение относится к способу геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем. Техническим результатом является повышение производительности и надежности исследований наклонных скважин. Способ включает доставку геофизических приборов в зону исследования горизонтального участка ствола скважины с наклонным устьем c использованием геофизического кабеля. Геофизический кабель располагают в системе роликовой подвески геофизического кабеля, расположенной вдоль линии продвижения кабеля вне зоны устья скважины. Геофизический кабель пропускают через ролики системы роликовой подвески, устьевой центратор, герметизаторы кабеля, корпусы с проталкивателями, снабженными концевыми ограничителями и элементами присоединения, и поворотный узел, приемную камеру, соединенную с устьем скважины. Корпусы проталкивателей соединены с роторно-лабиринтным переключателем потока прокачиваемой жидкости, снабженным камерами расширения для предотвращения гидроударов и байпасной линией с клапаном давления, соединенным с насосным аппаратом. Проталкиватели кабеля движутся в противоположных направлениях относительно друг друга, используя энергию прокачиваемой через замкнутые камеры их корпусов технологической жидкости. 2 ил.

Способ геофизического исследования горизонтальных скважин с наклонным устьем, включающий доставку геофизических приборов в зону исследования горизонтального участка ствола скважины с наклонным устьем c использованием геофизического кабеля, отличающийся тем, что геофизический кабель располагают в системе роликовой подвески геофизического кабеля, расположенной вдоль линии продвижения кабеля вне зоны устья скважины, при этом геофизический кабель пропускают через ролики системы роликовой подвески, устьевой центратор, герметизаторы кабеля, корпусы с проталкивателями, снабженными концевыми ограничителями и элементами присоединения, и поворотный узел, приемную камеру, соединенную с устьем скважины, при этом корпусы проталкивателей соединены с роторно-лабиринтным переключателем потока прокачиваемой жидкости, снабженным камерами расширения для предотвращения гидроударов и байпасной линией с клапаном давления, соединенным с насосным аппаратом, при этом проталкиватели кабеля движутся в противоположных направлениях относительно друг друга, используя энергию прокачиваемой через замкнутые камеры их корпусов технологической жидкости.