Переходник для пропуска геофизического кабеля из затрубного пространства внутрь бурильной колонны
Изобретение относится к технике для исследований бурящихся скважин. Цель - повышение надежности в работе и расширение технологических возможностей при проведении исследований скважин. Переходник содержит корпус, состоящий из двух сочленяемых на резьбе деталей, выполненных в виде ниппеля 1 и муфты (М) 2. Сочленение осуществляют замковым коническим резьбовым соединением 3. В М 2 выполнено боковое отверстие в виде паза 4 для геофизического кабеля 5. Паз 4 расположен на резьбовой поверхности М 2 в плоскости ее оси симметрии и имеет глубину меньше расстояния между наружными вершинами профиля резьбы М 2 и ее наружной поверхностью, но больше диаметра кабеля 5. Узел уплотнения выполнен в виде ступенчатой втулки (В) 7 с цилиндрическими концами 8 и 9. В средней части В 7 выполнен продольный паз 10 для кабеля 5. На нижнем конце В 7 установлен уплотнительный элемент 12 с отверстием для кабеля 5. Под элементом 12 установлено нажимное разрезное кольцо 15. На внутренней поверхности М 2 и ниппеля 1 выполнены уступы для взаимодействия с В 7 и кольцом 15. В ниппеле 1 выполнена расточка 24 под верхний конец 8 б 7. В расточке 24 размещено кольцевое уплотнение 25. При работе внутрь труб через М 2 и монтажную втулку 19 на кабеле 5 спускают каротажный зонд. Смонтированный узел уплотнения спускают внутрь М 2 до упора кольца 21 в уступ 22. Верхний конец В 7 входит в расточку 24 ниппеля 1 и уплотняется кольцом 25. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к технике для исследований бурящихся скважин и может быть использовано для передачи забойной информации на поверхность по проводному каналу связи. Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение технологических возможностей при проведении исследований скважин. На фиг.1 изображен переходник, разрез по его продольной оси; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - уплотнительное кольцо; на 5 - нажимное кольцо уплотнительного узла переходника. Переходник содержит корпус, состоящий из двух сочленяемых на резьбе деталей - ниппеля 1 и муфты 2. Сочленение осуществлено с помощью замкового конического резьбового соединения 3. В муфте 2 выполнен продольный паз 4 для геофизического кабеля 5, с которым связан каротажный зонд или электрический разъем (на чертеже не показаны). Паз 4 имеет выход на резьбовую поверхность (поверхность сочленения) муфты 2 на всем своем протяжении и имеет глубину меньше, чем расстояние между вершинами резьбы на муфте и ее внешней поверхностью, но больше диаметра кабеля. За счет этого на всем протяжении резьбы и паза на муфте 2 имеется перемычка 6, вследствие чего муфта имеет сплошное кольцевое сечение, охватывающее ее резьбовую часть. Чтобы обеспечить достаточную высоту (толщину) перемычки, наружная поверхность муфты 2 имеет эксцентриситет относительно ее резьбовой части (см. фиг.2, 3). Узел уплотнения переходника установлен во внутренних каналах ниппеля 1 и муфты 2 и имеет ступенчатую втулку 7 с цилиндрическими концами 8 и 9. На всей ее боковой поверхности в средней утолщенной части выполнен продольный паз 10 для кабеля 5 с цилиндрическим дном, соответствующим радиусу каротажного кабеля. В нижней части паза 10 врезан сухарь 11 с цилиндрической выемкой под кабель 5, закрывающий его в пазу 10 так, чтобы зазоры между кабелем 5, втулкой 7 и сухарем 11 были минимальными. Сухарь 11 верхним торцом упирается в вырез на втулке 7 (на чертеже не показан). На нижнем конце 9 втулки 7 установлен кольцевой резиновый уплотнительный элемент 12 с отверстием 13 (фиг.4) для пропуска кабеля 5. Элемент 12 имеет сквозной разрез 14 по отверстию 13. Под уплотнительным элементом установлено нажимное кольцо 15, состоящее из двух полуколец 16 (фиг.5), которые на стыке 17 имеют отверстие 18 для кабеля 5. Монтажная втулка 19 охватывает нажимное кольцо 15, уплотнительный элемент 12, частично ступенчатую втулку 7 и сухарь 11. Резьбовая гайка 20 на нижнем конце 9 ступенчатой втулки с помощью промежуточного кольца 21, имеющего на боковой поверхности паз для кабеля 5, удерживает элемент 12, кольцо 15, сухарь 11 и втулку 19 в сборе со ступенчатой втулкой 7. В сквозном внутреннем канале муфты 2 выполнен уступ 22 для упора через промежуточное кольцо 21 и втулку 19 в нажимное кольцо 15 узла уплотнения кабеля. В расточке муфты напротив втулки 19 установлено кольцевое резиновое уплотнение 23. Нижний торец ниппеля 1, который по сути является уступом на его внутреннем сквозном канале, упирается в верхний уступ на втулке 7, а в расточке 24 размещается верхний конец 8 ступенчатой втулки. В расточке 24 установлено кольцевое резиновое уплотнение 25. Ниппель 1 и муфта 2 снабжены стандартными замковыми резьбами для свинчивания их с бурильными трубами. Устройство работает следующим образом. В скважину спускают колонну бурильных труб так, чтобы ее хвостовик достиг начала исследуемого интервала. Затем на трубы навинчивают муфту 2 и устанавливают в ней на уступе 22 или специальном приспособлении монтажную втулку 19. С помощью каротажного подъемника спускают внутрь труб через муфту 2 и втулку 19 на кабеле 5 каротажный зонд и устанавливают его в хвостовике колонны. Осуществить эту операцию под действием массы зонда из-за большого отклонения оси скважины от вертикали не удается, зонд доставляют к хвостовику путем закачки в трубы буровой жидкости. Для этого на муфту 2 устанавливают специальный патрубок с разъемным уплотнением для кабеля, расположенным для удобства спуска параллельно оси труб, или используют штатный узел уплотнения кабеля, последовательность монтажа которого следующая. Узел уплотнения кабеля собирают над муфтой 2. Для этого кабель 5 заводят в паз 10 ступенчатой втулки 7; устанавливают на ее нижнем конце 9 уплотнительный элемент 12, заводя кабель 5 в отверстие 13 через разрез 14 (фиг. 4); под элементом 12 устанавливают нажимное кольцо 15, охватывая кабель 5 полукольцами 16 (фиг.5); в выемке втулки 7 монтируют сухарь 11, надевают монтажную втулку 19, охватывая ею детали 11, 12 и 15, и поджимают втулку 19 через промежуточное кольцо 21 гайкой 20 к втулке 7. Усилием затяжки гайки 20 деформируют резиновый элемент 12 так, чтобы оно выбрало все пустоты между кабелем 5, сухарем 11, втулками 7 и 19 и нажимным кольцом 15, обеспечивая в то же время перемещение кабеля относительно узла уплотнения под небольшим усилием. Смонтированный узел уплотнения спускают внутрь муфты 2 до упора кольца 21 в уступ 22. Затем кабель 5 отклоняют в сторону, так чтобы он лег в паз 4, и на муфту 2 навинчивают ниппель 1, так чтобы он коснулся своим нижним торцом верхнего уступа на втулке 7. При этом верхний конец втулки 7 входит в расточку 24 ниппеля 1 и уплотняется кольцевым уплотнением 25. Для осуществления операции доставки каротажного зонда к хвостовику между верхним торцом муфты 2 и уступом на ниппеле 1 оставляют небольшой, порядка 1 мм, зазор. Подсоединяют к ниппелю 1 насос и закачивают в трубы под сравнительно небольшим давлением буровую жидкость, проталкивая зонд к хвостовику. После установки зонда в хвостовике окончательно затягивают замковое соединение 3 до упора торца муфты 2 в уступ на ниппеле 1. При этом уплотнительный элемент 12 дополнительно деформируется, плотно облегает кабель 5, препятствуя утечке буровой жидкости через узел уплотнения при больших перепадах давления во время интенсивной промывки скважины. Таким образом, после установки узла уплотнения в муфту 2 и затяжки замкового соединения 3 зона действия избыточного давления в переходнике локализуется внутренними диаметрами муфты 2, ниппеля 1, втулки 7, уплотнением 25, уплотнительным элементом 12 и уплотнением 23, оставаясь практически в пределах внутреннего диаметра бурильных труб, только намного превосходя его на коротком участке от уступа 22 до уплотнения 23 и элемента 12. Исследования скважин проводят традиционным путем во время движения каротажного зонда вдоль выбранного интервала за счет перемещения колонны бурильных труб, наращивая ее обычным способом. Кабель 5 при этом прокладывается в зазоре между стенкой скважины и трубами и защищается от механических повреждений с помощью специальных колец, устанавливаемых на замковых соединениях бурильных труб. Каротаж может осуществляться как при спуске, так и при подъеме труб. Для смены каротажного зонда с целью проведения исследований скважины другими геофизическими методами колонну труб поднимают так, чтобы переходник для пропуска кабеля из затрубного пространства внутрь бурильных труб оказался на устье скважины. Кабель 5 отводят в сторону, отвинчивают ниппель 1, извлекают из муфты 2 узел уплотнения кабеля, демонтируют его, опускают втулку 19 на уступ 22 или устанавливают ее на специальном приспособлении и поднимают каротажный зонд из скважины с помощью подъемника. На кабеле 5 новый зонд устанавливают в хвостовик бурильных труб и проводят геофизические исследования скважины другими методами в той же последовательности, как и в предыдущем случае. Изготовление корпуса переходника из двух сочленяющихся деталей (1 и 2) и выполнение бокового отверстия для кабеля в виде паза 4 на поверхности сочленения одной из деталей позволяет беспрепятственно пропускать в бурильные трубы каротажные зонды любой длины и максимально возможного диаметра (определяется внутренним диаметром труб) при минимальном размере бокового отверстия переходника, сечение которого определяется диаметром кабеля. Малые размеры отверстия для кабеля и выполнение его в виде паза на одной из деталей корпуса позволяет сохранить высокую прочность переходника, а следовательно, и высокую надежность работы под действием растягивающих нагрузок без существенного увеличения его наружного диаметра. Возможность пропуска через предлагаемое устройство каротажных зондов, максимального диаметра и длины при сохранении достаточной прочности переходника, позволяет расширить по сравнению с прототипом технологические возможности при проведении геофизических исследований скважин за счет быстрой смены каротажных зондов без подъема всей колонны бурильных труб на поверхность. Размещение узла уплотнения кабеля во внутреннем канале переходника и наличие в нем ступенчатой втулки 7 с продольным пазом 10 для кабеля на ее средней утолщенной части позволяет ограничить зону действия перепада давления диаметром внутреннего канала переходника и, таким образом, свести к минимуму действующие на него гидравлические нагрузки, а также повысить качество сборки узла уплотнения за счет предварительного монтажа вне переходника, что в итоге повышает надежность его работы при совместном действии осевой и гидравлической нагрузок.
Формула изобретения
1. ПЕРЕХОДНИК ДЛЯ ПРОПУСКА ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ ИЗ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА ВНУТРЬ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, содержащий корпус со сквозным каналом и боковым отверстием для кабеля и узел уплотнения кабеля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и расширения технологических возможностей при проведении исследований скважин, корпус переходника выполнен из двух сочлененных на резьбе деталей, боковое отверстие выполнено на одной из них в виде паза, имеющего выход по всей длине на поверхность сочленения деталей. 2. Переходник по п.1, отличающийся тем, что сочленяемые детали выполнены в виде муфты и ниппеля с замковыми коническими резьбами, паз расположен на резьбовой поверхности муфты в плоскости ее оси симметрии и имеет глубину меньше расстояния между наружными вершинами профиля резьбы муфты и ее наружной поверхностью, но больше диаметра кабеля. 3. Переходник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что узел уплотнения выполнен в виде ступенчатой втулки с двумя цилиндрическими концами и продольным пазом для кабеля на ее средней утолщенной части, разрезного кольцевого уплотнительного элемента с отверстием для кабеля и нажимного разрезного кольца с отверстием для кабеля, при этом на внутренней поверхности муфты и ниппеля выполнены уступы для взаимодействия со ступенчатой втулкой и нажимным кольцом, в ниппеле выполнена расточка под верхний цилиндрический конец втулки, в котором размещено кольцевое уплотнение.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002
Извещение опубликовано: 20.04.2002
