Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ПРИБОРОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ СКВАЖИНУ

Изобретение относится к бурению горизонтальных и сильнонаклонных нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для доставки приборов в скважину.

Известно устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, содержащее груз, закрепляемый на каротажном кабеле выше спускаемого прибора и выполненный в виде герметичных элементов гибкого шланга, заполненных утяжеленной жидкостью и гидравлически связанных между собой. Когда весь гибкий шланг опущен в скважину, под действием столба жидкости в шланге создается избыточное гидравлическое давление, которое раздувает шланг, в результате чего он приобретает жесткость. Под действием веса и благодаря жесткости шланг с кабелем перемещается по горизонтальной части скважины, перемещая прибор. (А.с. SU №1739018, Е21В 47/00, опубл. в 1992, БИ №21).

Недостатком известного устройства является то, что ограничены типы скважин, на которых этот способ применим, так как из-за большой длины навешиваемого груза и недостаточной жесткости кабеля оно используется только в заглушенных открытых скважинах (пластовое давление уравновешено столбом жидкости) и в скважинах, имеющих небольшую протяженность наклонно-горизонтального участка (не более 250-300 м), а также недостаточна производительность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является 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 (А.c. SU №1654558, Е21В 47/00, опубл. в 1991, БИ №21).

Недостаток устройства заключается в низкой производительности работы ввиду наличия холостого хода, небольшого линейного перемещения прибора, ограниченного длиной поршня и большим временем цикла проводимой операции.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности, увеличение тянущего усилия, а также увеличение скорости движения.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в устройстве для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащем внешний неподвижный корпус, расклинивающие опоры и движитель, согласно изобретению во внешнем неподвижном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором, винтовая передача, верхний и нижний подвижные корпусы с зубчатыми рейками, в каждом из которых установлена пара подпружиненных расклинивающих кулачков, причем вторая пара развернута на 90° относительно продольной оси устройства, механизм складывания нижней пары кулачков с помощью рейки, оси с зубчатым сектором, закрепленной на подвижном вкладыше, в нижнем подвижном корпусе выполнен фигурный паз, нижняя пара кулачков закреплена на оси в подвижном вкладыше, расклинивающие опоры выполнены в виде подпружиненных расклинивающих кулачков.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства.

На фиг.2 изображен фигурный паз с фиксируемой в нем осью 13.

Устройство содержит внешний неподвижный корпус 1 с установленным в нем электрическим двигателем 2 и понижающим редуктором 3, верхний 8 и нижний 6 подвижные корпусы, в каждом из которых установлена пара расклинивающих кулачков 4 с пружинами 5, нижний центратор 7, верхний центратор 9 и механическую передачу винт - гайка 10, 11.

Подвижный корпус 6 имеет вкладыш 12, в котором на оси закреплена нижняя пара кулачков 4, снабженный осью с зубчатым сектором 13.

Корпусы 6 и 8 снабжены зубчатыми рейками 16, 17, корпус 1 - зубчатым паразитным колесом 14.

Внешний корпус 1 и подвижный корпус 6 имеют поперечные ролики 15.

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

Предлагаемое устройство соединяют с муфтой С со спускаемым прибором и каротажным кабелем (не показан), на котором его опускают в скважину через лубрикатор, установленный на устье скважины (не показан).

При входе прибора в горизонтальный участок скважины подают питание на двигатель 2.

При вращении ходового винта 10 совершается движение ходовой гайки 11 вверх на участке В, кулачки 4 выходят из-под поперечного ролика 15 наружного корпуса 1 и под действием пружин 5 расклиниваются в обсадной колонне.

При движении ходовой гайки 11 вверх на участке В происходит движение корпусов 6 и 8 в разные стороны с помощью зубчатых реек 16 и колеса 14, ось 13 проворачивается зубчатой рейкой 17 на 90° и ось 13 входит в зацепление с подвижным корпусом 6, в котором имеется фигурный паз Г (фиг.2), а на оси 13 имеются лыски Б. Таким образом, вкладыш 12 жестко фиксируется в корпусе 6. Кулачки 4 выходят из-под поперечного ролика 15 корпуса 6, вместе с корпусом 6 движутся вниз, в то время как другая пара кулачков расклинена на обсадной колонне.

Далее при возвратно-поступательном движении гайки 11 на участке А, устройство вместе со спускаемым прибором поочередно подтягивается к жестко закрепленному на обсадной колонне (через пару кулачков 4) одному из подвижных корпусов 6 или 8, совершая поступательное движение устройства вперед.

Совершая возвратно-поступательное движение в пределах участка А, винтовая передача обеспечивает движение устройства вперед. Причем благодаря зубчатому колесу 14 и зубчатым рейкам холостой ход для одной пары кулачков является рабочим ходом для другой пары, обеспечивая непрерывное движение устройства в обсадной колонне.

Подъем прибора для проведения вторичных исследований или извлечения его из скважины осуществляется наматыванием кабеля на барабан каротажной лебедки.

Перед подъемом прибора дается управляющая команда на прохождение ходовой гайкой участка В, при этом рубчатая рейка 17 поворачивает ось 13 на 90°, происходит расфиксация подвижного вкладыша 12, который вместе с корпусом 8 опускается вниз, кулачки 4 заходят под поперечные ролики 15. Устройство приведено в транспортное положение.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает многократный процесс спуска/подъема прибора, позволяет доставлять приборы в любую горизонтальную скважину, обеспечивая при этом большее усиление за счет жесткого сцепления с колонной, надежность и повышенную скорость движения.