Результат интеллектуальной деятельности: ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ГРУЗ

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для проведения спуска и подъема геофизических приборов в скважины, имеющие избыточное устьевое давление.

Известно устройство доставки приборов в нефтяную или газовую скважину с большим устьевым давлением (Авторское свидетельство RU №2185510 С1, кл. Е21B 47/01, 2002), в скважины которых подается жидкость с большим давлением. Устройство содержит установленные на приборах грузы для заполнения их жидкостью в скважине с целью утяжеления. Причем грузы выполнены с внутренней полостью, в нижней части грузов установлены заглушки со срезными проволочными фиксаторами равного или разного диаметров, срабатывающими при достижении расчетного давления скважинной жидкости.

Недостатком данного устройства является то, что оно может применяться при исследовании нагнетательных скважин, при закачке жидкости в скважины с целью промывки, гидроразрыва пласта и в ряде нефтяных скважин, следовательно, устройство ограничено областью применения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является каротажный груз (Авторское свидетельство РФ №333269, кл. Е21B 47/00, 1972), содержащий набор секций, каждая из которых выполнена в виде трубы, заполненной веществом с высоким удельным весом (свинец) с радиальным пазом под кабель и замковыми соединениями на концах, которые обеспечивают шарнирное сочленение секций между собой, прибором и ловильной головкой. Верхний замок секции представляет собой цилиндр с внутренней цилиндрической расточкой, вскрытый пазом, а нижний выполнен в виде сферы с хвостовиком, срезанным с двух сторон во взаимно перпендикулярных плоскостях в размер паза верхнего замка.

Недостатком прототипа является то, что каждое замковое соединение имеет одну степень свободы относительно продольной оси грузов, что ухудшает их проходимость в скважинах, оборудованных насосно-компрессорными трубами (НКТ), в которых имеются локальные сужения (пакер, циркуляционные клапана, телескопическое соединение, отложения солей, парафинов и т.д.). Кольцевой зазор в замковых соединениях способствует зацепу геофизического кабеля за него, а секции грузов (особенно соединение с ловильной головкой) могут расстегиваться в замковых соединениях при выходе из НКТ в ствол скважины большого диаметра при перепуске кабеля.

Задачей предлагаемого изобретения является создание цельной неразрывной конструкции геофизического груза, находящегося на кабеле выше прибора, обеспечивающей надежное и безаварийное проведение спуско-подъемных операций при геофизических исследованиях в вертикальных и наклонных скважинах, оборудованных НКТ, в которых имеются локальные сужения (пакер, циркуляционные клапана, телескопическое соединение, отложения солей, парафинов и т.д.), и с выходом из НКТ в ствол скважины большого диаметра.

Поставленная задача решается предлагаемым геофизическим грузом (Фиг.1), состоящим из отдельных секций 1, сочлененных между собой и с головкой кабельного наконечника 2 полусферическими соединениями 3, на верхнюю секцию груза накручивается ловильная головка 4, места соединения фиксируются стопорами 5. Секции груза (Фиг.2) имеют резьбовые окончания 6 и продольный паз 7 по всей длине. Полусферическое соединение (Фиг.3) представляет цельную конструкцию, которая состоит из корпуса 8 и цилиндра 9, с одной стороны они имеют внутреннюю резьбу 10, с обратной стороны корпус выполнен с вогнутой полусферической поверхностью 11 и с отверстием по центру 12, а цилиндр с внутренней 13 и наружной 14 выпуклыми полусферическими поверхностями и конусным отверстием 15.

Корпус и цилиндр соединяются по полусферическим поверхностям между собой шаровым пальцем 16, имеющим по центру отверстие 17 диаметром под применяемый кабель, выточку 18 в шаре для предотвращения нарушения брони кабеля при изгибе, и крепятся они между собой гайкой 19, которая фиксируется стопором 20. Изменение угла изгиба между корпусом и цилиндром до 15° обеспечивается диаметром конусного отверстия 15 и расстоянием 21 между полусферическими плоскостями 11 и 14.

Сборка геофизического груза для работы в скважине производится в следующей последовательности (Фиг.1).

- Надевается на кабель ловильная головка 4, и необходимое количество полусферических соединений 3 определяется в зависимости от давления на устье скважины, диметра применяемого геофизического кабеля и веса секций груза. Соединяют кабель с кабельным наконечником 2.

- Полусферическое соединение 3 накручивают на головку кабельного наконечника 2 и на первую секцию груза 1. Первая, вторая и т.д. секции груза сочленяются между собой полусферическими соединениями, а на верхнее резьбовое окончание последней секции накручивается ловильная головка.

- Полусферические соединения и ловильная головка в местах сочленения с секциями груза и с головкой кабельного наконечника фиксируются стопорами 5 от раскручивания.

Собранный груз помещают в лубрикатор, соединяют прибор с кабельным наконечником. Таким образом, геофизический груз и прибор становятся цельной неразрывной конструкцией. При спуско-подъемных операциях, при проведении геофизических исследований скважин конструкция, прибор - геофизический груз, за счет вращения, изгибов и отсутствия сужений в полусферических соединениях обеспечивает безаварийное проведение работ в скважине. Тем самым устраняются посадки, прихваты в местах возможных сужений в НКТ, в пакере, в интервалах установки инжекторных, циркуляционных ингибиторных клапанов и т.п.

Сущность изобретения заключается в том, что геофизический груз является цельной неразрывной конструкцией, содержащий набор секций, сочлененных между собой и прибором полусферическими соединениями, в которых секции могут свободно вращаться между собой и прибором вокруг кабеля и одновременно менять угол изгиба до 15° в любом направлении по плоскостям полусфер, а полусферические соединения не имеют зазоров. Тем самым, улучшаются эксплуатационные характеристики геофизического груза и повышается надежность его работы при проведение геофизических исследований в вертикальных и наклонных скважинах, оборудованных НКТ, при наличии локальных сужений в них (пакер, циркуляционные клапана, отложения солей, парафинов и т.п.) и при выходе груза из НКТ в ствол скважины большого диаметра

Геофизическим грузом произведена доставка приборов в 45 скважинах, результаты работ показали его высокие эксплуатационные качества и эффективность его применения.

Экономическая эффективность применяемого геофизического груза с полусферическими соединениями секций груза и прибора заключается в снижении аварийности при спуско-подъемных операций при геофизических исследованиях в скважинах.