Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину Российский патент 2024 года по МПК E21B23/14 E21B47/00 

Изобретение относится к исследованию горизонтальных и наклонных нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для доставки приборов в горизонтальную скважину.

Известно устройство для транспортирования приборов в скважине, содержащее цилиндрический корпус, две расклинивающие опоры и движитель с кабелем, выполненный в виде двух поршней со штоками, причем вторая расклинивающая опора установлена на штоке второго поршня. Перемещение прибора осуществляется за счет попеременного выдвижения поршней и закрепления соответствующей опоры за стенку скважины. [1] (Авторское свидетельство SU №1654558 А1, опубл. 1991, Бюл. №21).

Недостатком известного устройства является низкая скорость его передвижения ввиду наличия холостого хода и длительности цикла проводимой операции.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к заявляемому изобретению является устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину [2] (Патент RU 2394984 C2, опубл. 2010 Бюл. №20) имеющее наружный неподвижный корпус с двумя центраторами, внутренний подвижный корпус. В наружном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором и винтовая передача, внутренний подвижный корпус снабжен двумя парами подпружиненных расклинивающих кулачков, установленных на ползунах кривошипно-шатунного механизма, механизм складывания кулачков в транспортное положение включает пружину и зубчатую муфту.

Недостатком известного устройства является его сложная кинематика, а также неравномерная скорость перемещения расклинивающих кулачковых пар (особенность кривошипно-шатунных механизмов) и, как следствие, переменное тяговое усилие при продвижении устройства в скважине.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину и обеспечение постоянных величин тягового усилия и скорости перемещения устройства за счет упрощения его кинематики.

Сущность настоящего изобретения заключатся в том, что предлагаемое устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину состоящее из наружного неподвижного корпуса с двумя центраторами и внутреннего подвижного корпуса, согласно изобретению, дополнительно оснащено установленным в верхней части наружного неподвижного корпуса электродвигателем с понижающим редуктором и продольным валом, вращающим установленные во внутреннем подвижном корпусе стационарные цилиндрические кулачки, которые в свою очередь обеспечивают осевое перемещение парных им подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков, на которых попарно установлены подпружиненные расклинивающие кулачки, а пары стационарных цилиндрических и подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков развернуты относительно друг друга на угол равный 360°/n, где n – количество этих пар, при этом механизм складывания подпружиненных расклинивающих кулачков состоит из установленного в нижней части наружного неподвижного корпуса дополнительного электродвигателя с понижающим редуктором, соединенного винтовой передачей с внутренним подвижным корпусом.

На фиг. представлена схема предлагаемого устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину, где:

1 - наружный неподвижный корпус;

2 - центратор;

3 - внутренний подвижный корпус;

4 - электродвигатель с понижающим редуктором;

5 - продольный вал;

6 - стационарный цилиндрический кулачок;

7 - подвижный цилиндрический кулачок;

8 - пружина;

9 - расклинивающий кулачок;

10 - пружина кручения;

11 - поперечный ролик;

12 - винтовая передача.

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину состоит из наружного неподвижного корпуса 1, на котором снаружи установлены два центратора 2, а внутри установлены внутренний подвижный корпус 3 и два электродвигателя с понижающими редукторами 4, один из которых (на фиг. показан сверху) соединен продольным валом 5 с стационарными цилиндрическими кулачками 6. Стационарные цилиндрические кулачки 6 и подвижные цилиндрическими кулачки 7, установленные во внутреннем подвижном корпусе 3, поджаты друг другу пружинами 8 и образуют кулачковые пары. Расклинивающие кулачки 9 попарно установлены на подвижные цилиндрические кулачки 7 и раскрываются пружинами кручения 10. В сложенном состоянии расклинивающие кулачки 9 задвинуты под поперечные ролики 11 установленные на наружном неподвижном корпусе 1. Второй электродвигатель с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан снизу) соединен винтовой передачей 12 с внутренним подвижным корпусом 3.

Доставку приборов в горизонтальную скважину с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.

Предлагаемое устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину соединяют муфтой (А) со спускаемым прибором и каротажным кабелем (на фиг. не показаны), на котором его опускают в скважину через лубрикатор, установленный на устье скважины (на фиг. не показаны). Центраторы 2 обеспечивают расположение устройства по оси скважины. При входе устройства в горизонтальный участок скважины подают питание на электродвигатель с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан снизу), винтовая передача 12 перемещает внутренний подвижный корпус 3 вверх, расклинивающие кулачки 9 выходят из-под поперечных роликов 11 наружного неподвижного корпуса 1 и под действием пружин кручения 10 расклиниваются в обсадной колонне, выше указанный электродвигатель с понижающим редуктором 4 отключается. Далее включается другой электродвигатель с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан сверху), продольный вал 5 передает постоянное вращение на стационарные цилиндрические кулачки 6, которые при вращении производят отталкивающее воздействие на находящимися с ними в зацеплении подвижные цилиндрические кулачки 7, при этом пружины 8 возвращают последние в исходное положение (происходит возвратно-поступательное движение подвижных цилиндрических кулачков 7 - см. фиг.). Эти кулачковые пары развернуты относительно друг друга на угол равный 360°/n, где n – количество этих пар (на фиг. таких пар две и развернуты они друг относительно друга на 180°) и начало движения одной пары расклинивающих кулачков 9 вниз совпадает с началом движения второй пары расклинивающих кулачков 9 вверх.

Таким образом, устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину поочередно подтягивается по обсадной колонне через пару расклинивающих кулачков 9, совершая поступательное движение без холостого хода.

Подъем устройства с прибором для извлечения его из скважины осуществляется наматыванием каротажного кабеля на барабан лебедки.

Перед подъемом дается команда на выключение электродвигателя с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан сверху) и включение другого электродвигателя с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан снизу), внутренний подвижный корпус 3 с помощью винтовой передачи 12 начинает движение вниз, при этом происходит укладывание расклинивающих кулачков 9 под поперечные ролики 11. Электродвигатель с понижающим редуктором 4 (на фиг. показан снизу) отключается.

Устройство приведено в транспортное положение.

Следует отметить, что использование трех кулачковых пар вместо двух, как показано на фиг., значительно повысит плавность хода и постоянство тягового усилия предлагаемого устройства.

Использование предлагаемого устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину обеспечивает многократный процесс спуска и подъема прибора, позволяет доставлять прибор в любую горизонтальную скважину, обеспечивая при этом большое тянущее усилие, за счет жесткого сцепления с обсадной колонной, надежность и повышенную скорость движения устройства, за счет отсутствия холостого хода.

Источники информации:

Авторское свидетельство SU №1654558 А1 «Устройство для транспортирования приборов в скважине», опубл. 1991, Бюл. №21.

Патент RU 2394984 C2, «Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину», опубл. 2010 Бюл. №20.

Изобретение относится к исследованию горизонтальных и наклонных нефтяных и газовых скважин. Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину состоит из наружного неподвижного корпуса с двумя центраторами и внутреннего подвижного корпуса. Устройство дополнительно оснащено установленным в верхней части наружного неподвижного корпуса электродвигателем с понижающим редуктором и продольным валом, вращающим установленные во внутреннем подвижном корпусе стационарные цилиндрические кулачки. Стационарные цилиндрические кулачки обеспечивают осевое перемещение парных им подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков, на которых попарно установлены подпружиненные расклинивающие кулачки. Пары стационарных цилиндрических и подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков развернуты относительно друг друга на угол, равный 360°/n, где n - количество этих пар. Механизм складывания подпружиненных расклинивающих кулачков состоит из установленного в нижней части наружного неподвижного корпуса дополнительного электродвигателя с понижающим редуктором, соединенного винтовой передачей с внутренним подвижным корпусом. Обеспечиваются повышение надежности устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину, а также постоянные величины тягового усилия и скорости перемещения устройства. 1 ил.

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, состоящее из наружного неподвижного корпуса с двумя центраторами и внутреннего подвижного корпуса, отличающееся тем, что устройство дополнительно оснащено установленным в верхней части наружного неподвижного корпуса электродвигателем с понижающим редуктором и продольным валом, вращающим установленные во внутреннем подвижном корпусе стационарные цилиндрические кулачки, которые в свою очередь обеспечивают осевое перемещение парных им подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков, на которых попарно установлены подпружиненные расклинивающие кулачки, а пары стационарных цилиндрических и подпружиненных подвижных цилиндрических кулачков развернуты относительно друг друга на угол, равный 360°/n, где n - количество этих пар, при этом механизм складывания подпружиненных расклинивающих кулачков состоит из установленного в нижней части наружного неподвижного корпуса дополнительного электродвигателя с понижающим редуктором, соединенного винтовой передачей с внутренним подвижным корпусом.