Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для доставки приборов в горизонтальный участок скважины с использованием геофизического кабеля с оболочкой из композитного материала

Изобретение относится к области исследований в скважинах и используется для доставки приборов в горизонтальные участки скважины с большой протяженностью.

Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности комплекса для исследования горизонтальных скважин.

Известен технологический комплекс для исследования горизонтальных и наклонных скважин, съемный утяжелитель для геофизического комплекса (варианты) и способ исследования горизонтальных и наклонных скважин (см. патент RU №2242034, МПК G01V 11/00, опубликован 10.12.2004 года). Технологический комплекс содержит геофизический кабель-основу и геофизический прибор, двигатель, выполненный из двух участков: верхнего съемного и нижнего постоянного, выполненного из металлической (свинцовой) трубки, или обмотки металлической (свинцовой) ленты, или чередующихся обмоток стальной и свинцовой проволок, уложенные в один или более слоев. Данный комплекс имеет сложную конструкцию и низкую эффективность прохождения горизонтальных участков более 300 м из-за большого веса нижнего участка комплекса, который ложиться на стенки скважины.

Известен способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, принятый за наиболее близкий аналог предлагаемого устройства (см. патент RU №2148167, МПК Е21В 47/00, опубликован 27.04.2000 года), содержащий толкатель в виде упирающихся на прибор трубчатых насадок, придающих жесткость кабелю, и груза, закрепленного на кабеле выше толкателя и развивающего необходимое усилие для проталкивания прибора по горизонтальному стволу. Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства, содержащего геофизический прибор, спускаемый на кабеле, выше которого закреплены толкатель и груз, выполненный из труб, нанизанных на кабель, соединенных между собой неподвижно на кабеле. Однако сложная конструкция устройства и наличие замковых элементов усложняет конструкцию, увеличивает затраты времени на сборку и разборку, понижает надежность сборки и имеет низкую проходную способность из-за недостаточной осевой жесткости толкателя.

Задачей изобретения является создание устройства для доставки приборов в горизонтальный участок скважины с большой протяженностью и не имеющего недостатков существующих аналогов.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является увеличение глубины доставки приборов более 1000 м в горизонтальные участки скважин, повышение надежности комплекса, уменьшение затрат.

Указанный технический результат достигается использованием совокупности признаков, общих с признаками аналогов:

- закрепление прибора на нижнем конце комплекса;

- над прибором на кабеле размещен толкатель, выполненный в виде геофизического кабеля с оболочкой из композитного материала;

- над толкателем размещен движитель, выполненный из набора металлических грузов;

- комплекс опускается в скважину на обычном геофизическом кабеле;

и отличных от признаков аналогов:

- толкатель является жестким удлинительным элементом, выполненным из композитного материала (стеклопластика, углепластика и т.д.), внутри которого вмонтирован геофизический кабель, который имеет одну или несколько токопроводящих жил внутри повива брони из металлических проволок;

- движитель выполнен в виде набора металлических грузов с проходной жилой (жилами) или в виде накладных кабельных грузов, которые последовательно набираются над толкателем. Движитель двигает толкатель в горизонтальный участок скважины. Количество грузов выбирается таким образом, чтобы их суммарный вес был более, чем вес толкателя с прибором. Груза могут быть выполнены из металла с повышенным удельным весом;

- концевые наконечники закрепляются на толкатель в крайних точках, через которые в нижней части толкатель соединяется с геофизическим прибором, а в верхней части с движителем или геофизическим кабелем. Концевые наконечники выдерживают большие механические нагрузки и большие внешние давления, обеспечивают электрическую связь с прибором.

На достижение технического результата существенные признаки предложенного изобретения влияют следующим образом:

- выполнение толкателя из геофизического кабеля с наружной оболочкой из композитного материала (стеклопластика, углепластика и т.д.). Длина толкателя подбирается равной или превышающей длину горизонтального участка скважины.

- увеличение проходимости по скважине за счет высокой осевой устойчивости (жёсткости) композитной оболочки толкателя, причём чем больше её внешний диаметр, тем выше осевая устойчивость толкателя. Оболочка из композитного материала придаёт кабелю жёсткость на порядок выше, чем оболочка из полиэтиленового материала.

- уменьшение трения толкателя о стенки скважины за счет малого веса толкателя (кабеля с композитной оболочкой), в связи с этим необходим значительно меньший вес движителя.

- движитель эффективнее двигает толкатель в горизонтальный участок скважины за счёт большего веса на единицу длины по сравнению с утяжелёнными кабелями с полиэтиленовой оболочкой.

Таким образом, предложенное устройство реализует свое назначение и обеспечивает указанный технический результат.

Предложенное устройство показано на фиг. 1. Устройство содержит геофизический кабель 1, на котором размещен движитель 2, выполненный из набора металлических грузов, движитель через концевой наконечник 3 соединяется с толкателем 4 в виде композитного стержня, имеющего длину, равную или превышающую длину горизонтального участка скважины с вмонтированным внутри кабелем 5. На конце толкателя 4 через концевой наконечник 3 крепится прибор 6. При проведении исследований в скважине стержень из композитного материала 4 является толкателем прибора 6, который опускают в скважину. Стержень толкателя до исследований в скважине наматывается на барабан 7, который имеет большой диаметр окружности. Перед началом работ на устье скважины нижний наконечник 3 толкателя наворачивается на прибор 6. Прибор 6 с толкателем 4 опускают в скважину, сматывая толкатель с барабана 7, и фиксируют на устье за верхний концевой наконечник 3 толкателя. Смотанный с барабана геофизического подъёмника (на рис. не отображен) геофизический кабель 1 присоединяют к верхнему концевому наконечнику 3 толкателя. На геофизическом кабеле 1 собирают движитель 2 из необходимого количества грузов с проходной жилой или закрепляют на кабель 1 необходимое количество накладных грузов 2. Вес грузов движителя 2 должен быть не менее веса толкателя 4. После этого производят дальнейший спуск на кабеле 1 компоновки в скважину для доставки прибора 6 в интервал исследования горизонтального участка.

После выполнения исследований извлекают из скважины наматывания геофизический кабель 1 при помощи барабана геофизического подъёмника, демонтируют груза движителя 2, наматывают на барабан 7 толкатель с кабелем 5 из оболочки композитным материалом 4 и извлекают прибор 6.