Устройство для перемещения приборов на кабеле

 

Использование: в нефтегазовой промышленности для доставки приборов и оборудования в заданное место в затрубном пространстве скважины. Сущность изобретения: устройство содержит два колеса, посаженные на ось 2, амортизатор 1 и чувствительный элемент 3, связанный кинематической связью с колесной осью 2 и установленный шарнирно на одном конце амортизатора 1. Колесная ось 2 закреплена посредством ролика на другом конце амортизатора 1. Кинематическая связь выполнена из подшипника 12, свободно размещенного на амортизаторе 1, плеча 10, связанного с подшипником 12, диагонального рычага 11, шарнирно закрепленного с одной стороны с плечом 10, а с другой - с чувствительным элементом 3 и стойки 13, жестко закрепленной с подшипником 12 и с колесной осью 2. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к скважинной горной технике и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для перемещения приборов в горизонтальных и восходящих скважинах.

Цель изобретения - обеспечение возможности перемещения приборов в затрубном пространстве скважины.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - траектория устройства в затрубном пространстве по максимальному просвету; на фиг. 3 - сопоставления между отклонениями чувствительного элемента в скважине и колесной осью; на фиг. 4 - элементы дополнительного поворота колесной оси и обратного хода извлекаемого из скважины устройства при необходимости перемещения по следу траектории.

Устройство содержит корпус и амортизатор 1, например, телескопически раздвигаемый, колесную ось 2, по крайней мере с двумя колесами, чувствительный элемент 3, связанный кинематической связью 4 с колесной осью и установленный на осевом ролике 5 на одном конце амортизатора с возможностью качения относительно оси скважины в плоскости движения. Чувствительный элемент закреплен на шарнире 6 на другом конце амортизатора с возможностью качения относительно оси скважины в пространстве. Амортизатор содержит неподвижную направляющую трубку 7, внутри которой расположена пружина 8 и подвижную часть 9, которая одним концом опирается на пружину, а другим связана с шарниром. Кинематическая связь выполнена в виде плеча 10, диагонального рычага 11 и подшипника 12, свободно размещенного на амортизаторе. Плечо связано на одном конце жестко с подшипником, а на другом - шарнирно с диагональным рычагом. Стойка 13 жестко закреплена с одной стороны с подшипником, а с другой - с колесной осью. Затрубное пространство образовано внутренней стенкой обсадной колонны 14 скважины и внешней стенкой НКТ-15, где в сечениях 16-18 имеются участки с максимальным просветом, по которым устройство 19 перемещается по траектории 20.

Устройство снабжено упором клиновидной формы 21, установленным на амортизаторе, а подшипник выполнен с коническим пазом 22 для входа клина. Устройство снабжено также и двигательной установкой с автономным или устьевым приводом. На чувствительном элементе установлены контактные ролики, причем количество роликов соответствует минимально допускаемому количеству чувствительных точек чувствительного элемента. Так, если кривизну поверхности чувствительного элемента в плоскости поперечного сечения скважины можно охарактеризовать тремя точками, то и в плоскости, перпендикулярной первой, проходящей через ось амортизатора, необходимы еще две точки. Итого, необходимо min 5 контактных точек или 5 роликов (шариков).

Если устройство (см. фиг. 4) попадает при своем движении в клиновидное (постепенно сужающееся) пространство (вследствие искривлении оси НКТ относительно оси скважины), то при превышении допустимой величины сужения упор клиновидной формы 21 на амортизаторе входит в конический паз 22 на подшипнике и, естественно, последний повернется, а, следовательно, повернется колесная ось и устройство будет выведено из сужающегося пространства и продолжит свое нормальное движение.

Вопрос обратного хода устройства (фиг. 4) при его извлечении из забоя на устье может иметь существенное значение, если устройство двигалось на забой по сложной траектории в наибольшем просвете межтрубного пространства.

Тогда для осуществления обратного хода необходимо освободить диагональный рычаг 11 от жесткой связи с чувствительным элементом, а тягу 23 закрепить жестко с чувствительным элементом. Эта операция крепления осуществляется следующим образом. Нужно натянуть канат (тросик) 24, выведенный на устье, например, внутри полого кабеля, который перемещается совместно с устройством. Тросик 24 в положении (узелке) 25 имеет два отростка, соединенные, соответственно, со штифтами 26 и 27. Когда канат (тросик) 25 натянется, то штифты 26 и 27 выйдут из гнезд, а тяга 23 будет связана с чувствительным элементом за счет подпружиненного фиксатора 28. При этом, конструктивные элементы 29-33 облегчают процесс соединения тяги 23 с чувствительным элементом.

Благодаря предложенной кинематической связи видно (см. фиг. 3), что при отклонении устройства от оптимальной траектории движения, например, вправо, чувствительный элемент получает наклон тоже вправо на угол α , что приведет (посредством кинематической связи) к развороту колесной оси на угол ϕ в сторону возвращения на траекторию, и движение будет оптимальным. Технические преимущества устройства по сравнению с базовым объектом следующие: обеспечивается работа устройства в отверстиях круглого и овального профиля, а также в искривленном межтрубном пространстве горизонтальных и восходящих скважин; обеспечиваются автоматические повороты направо и налево от продольной оси и выход из клиновидного сужения на пространство "наибольшего просвета", а также вывод устройства из скважины по оптимальной траектории "входа". При этом за счет расширения области применения благодаря использованию устройства в межтрубном пространстве круто восходящих скважин имеется возможность делать короткие или длительные остановки без обратного скатывания, например, при неработающем двигателе, в любом месте межтрубного пространства за счет использования магнита, например, в качестве стопора, и производить там необходимые местные измерения и исследования. (56) Авторское свидетельство СССР N 1444508, кл. Е 21 В 47/00, 1988.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИБОРОВ НА КАБЕЛЕ, содержащее корпус, контактный ролик, два колеса, посаженные на ось, отличающееся тем, что, с целью обеспечения перемещения приборов в затрубном пространстве скважины, устройство снабжено осевым роликом, амортизатором и чувствительным элементом, связанным кинематической связью с колесной осью и установленным шарнирно на одном конце амортизатора с возможностью качения относительно оси скважины, колесная ось закреплена посредством осевого ролика на другом конце амортизатора перпендикулярно его оси, при этом кинематическая связь выполнена из подшипника, свободно размещенного на амортизаторе, плеча, связанного с подшипником, диагонального рычага, шарнирно закрепленного с одной стороны на плече, а с другой скрепленного с чувствительным элементом, и стойки, жестко скрепленной с одной стороны с подшипником, а с другой - с колесной осью.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения принудительного прижима устройства к поверхности трубы без отрыва для плавности движения, оно снабжено магнитом, установленным на колесной оси.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трения скольжения в затрубном пространстве скважины, оно снабжено дополнительными контактными роликами, установленными на чувствительном элементе.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности его вывода из клиновидного пространства, оно снабжено клином, установленным на амортизаторе, а подшипник выполнен с коническим пазом для входа клина.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью эксплуатации устройства в горизонтальных и восходящих скважинах, оно снабжено двигательной установкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4