Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину



Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину
Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину
Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину

 


Владельцы патента RU 2495222:

Трубников Михаил Львович (RU)

Изобретение относится к бурению горизонтальных и сильнонаклонных нефтяных и газовых скважин и может быть применено для доставки приборов в горизонтальную скважину. Устройство содержит внешний корпус в виде полого цилиндра, в котором расположены электродвигатель с редуктором, зубчатые рейки с зубчатым колесом и винтовая пара, и снабжено фиксирующими узлами и дополнительными электродвигателями с понижающим редуктором и винтовой парой. На верхней и нижней цилиндрической поверхностях корпуса выполнены сквозные окна, а каждый фиксирующий узел выполнен в виде соосных втулок, охватывающих внешнюю поверхность корпуса над сквозными окнами корпуса с возможностью их взаимного осевого перемещения, и снабжен платформой с фиксирующими элементами. На внешней поверхности соосных втулок шарнирно закреплены концы рычагов, другие концы которых шарнирно закреплены на платформе. На внутренних стенках опорных втулок закреплены поперечные перегородки, между которыми размещена пружина сжатия. На одной поперечной перегородке расположен дополнительный электродвигатель, вал которого через винтовую пару соединен с другой поперечной перегородкой. Технический результат заключается в повышении надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к области геологии, в частности к бурению горизонтальных и сильнонаклонных нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для доставки приборов в горизонтальную скважину.

Известно устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее цилиндрический корпус, расклинивающие опоры, направляющие опоры и движитель (патент РФ №2175374, кл. Е21В 23/14 от 27.10.2001 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая эффективность и производительность работы устройства, обусловленные наличием холостого хода в рабочем цикле перемещения устройства.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее неподвижный цилиндрический корпус с размещенными в нем электродвигателем с редуктором, винтовой передачей, подвижные корпуса с зубчатыми рейками, в каждом из которых размещены подпружиненные расклинивающие кулачки (патент РФ №2378487, кл. Е21В 23/14 от 10.01.2010 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая надежность, долговечность и эксплуатационная безопасность устройства.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности устройства.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее внешний корпус в виде полого цилиндра, в котором расположены электродвигатель с редуктором, зубчатые рейки с зубчатым колесом и винтовая пара, снабжено фиксирующими узлами и дополнительными электродвигателями с понижающим редуктором и винтовой парой, на верхней и нижней цилиндрической поверхности корпуса выполнены сквозные окна, а каждый фиксирующий узел выполнен в виде соосных втулок, охватывающих внешнюю поверхность корпуса над сквозными окнами корпуса с возможностью их взаимного осевого перемещения и снабжен платформой с фиксирующими элементами, на внешней поверхности соосных втулок шарнирно закреплены концы рычагов, другие концы которых шарнирно закреплены на платформе, на внутренних стенках соосных втулок закреплены поперечные перегородки, между которыми размещена пружина сжатия, на одной поперечной перегородке закреплен дополнительный электродвигатель, вал которого через винтовую пару соединен с другой поперечной перегородкой.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину, иллюстрирующий его работу.

На фиг.2 представлен общий вид фиксирующего узла в транспортном положении.

На фиг.3 представлен общий вид фиксирующего узла в рабочем положении.

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину содержит внешний корпус 1 в виде полого цилиндра. Внутри корпуса расположены электродвигатель 2 с ходовым винтом 3 и ходовой гайкой 4, зубчатые рейки 5, 6 и зубчатое колесо 7. Устройство также снабжено фиксирующими узлами 8, 9, 10, 11 и дополнительными электродвигателями 12 с понижающим редуктором и винтовой парой 13. Каждый фиксирующий узел выполнен в виде соосных втулок 14, 15, охватывающих внешнюю поверхность корпуса 1 над сквозными окнами 16 корпуса, при этом соосные втулки расположены с возможностью их взаимного осевого перемещения. Фиксирующий узел снабжен платформой 17 с фиксирующими элементами 18. На внешней поверхности соосных втулок 14, 15 шарнирно закреплены концы рычагов 19, 20 (шарниры 21), другие концы которых шарнирно закреплены на платформе 17 (шарниры 22). На внутренних стенках соосных втулок закреплены поперечные перегородки 23, 24, между которыми размещена пружина сжатия 25, при этом на поперечной перегородке 23 закреплен дополнительный электродвигатель 12, вал которого через винтовую пару 13 соединен с поперечной перегородкой 24. Шаг винтовой пары выбран таким образом, что исключает самоторможение.

Фиксирующие узлы 8, 9, 10 и 11 кинематически связаны между собой попарно через штоки 25, 26 с зубчатыми рейками 5, 6, которые соединены с соответствующими поперечными перегородками 23, 24. Фиксирующие элементы 18 выполнены в виде асимметричных насечек, обеспечивающих минимальное сцепление со стенками обсадной колонны при движении фиксирующих узлов вперед (на фиг.1 - слева на право) и максимальное сцепление - в обратном направлении.

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину работает следующим образом.

Устройство доставляется в скважину в транспортном положении (Фиг.1). В этом положении соосные втулки 14 и 15 фиксирующего узла раздвинуты, фиксирующая платформа 17 прижата к корпусу, фиксирующий узел имеет минимальный внешний размер. После доставки в скважину фиксирующий узел переводятся в рабочее положение: дополнительные электродвигатели 12 приводятся во вращение, приводится в действие винтовая пара 13, поперечные перегородки 23 и 24 с соосными втулками 14 и 15 сводятся, сжимается пружина 25, рычаги 19 и 20 раскладываются, фиксирующие платформы 17 отводятся от корпуса устройства, оставаясь параллельными ему, и прижимаются к стенкам скважины. В дальнейшем электродвигатели 12 находятся в заторможенном состоянии, а их обмотки остаются под током. Таким образом, соосные втулки 14 и 15 не фиксируются жестко, а остаются под действием механизма «электродвигатель - редуктор - винтовая пара», определяющего прижимное усилие фиксирующей платформы к стенке скважины. При этом электродвигатели 12 фиксирующих узлов заторможены, поэтому отбора ими мощности от источника электропитания не происходит.

В процессе перемещения усилие от ходового электродвигателя 2 через редуктор, ходовой винт 3 и ходовую гайку 4 передается на фиксирующий узел 8 и связанный с ним штоком с зубчатой рейкой элемент 11. Далее через закрепленное на корпусе 1 зубчатое колесо 7 усилие передается на шток с зубчатой рейкой 5 и фиксирующие элементы 9 и 10. На первом этапе рабочего движения при правом вращении электродвигателя 2 внутренняя группа фиксирующих узлов движется относительно корпуса 1 вперед, а внешняя группа - в обратном направлении. Так как насечки фиксирующих элементов 18 платформы 17 асимметричны, сцепление фиксирующих элементов внешней группы со стенками колонны минимально, а внутренней группы - велико. В результате этого фиксирующие элементы внешней группы вступают в зацепление со стенками колонны, за счет саморасклинивающего эффекта (эффект наступает вследствие того, что рычаги 19 и 20 имеют различную длину) плотно прижимаются к стенкам колонны и фиксируются. На этом этапе фиксирующие узлы внешней группы относительно стенок колонны неподвижны, корпус 1 перемещается относительно неподвижных фиксирующих узлов вперед, обеспечивая необходимое тянущее усилие, а элементы внутренней группы перемещаются вперед относительно корпуса 1, их платформы скользят по стенкам колонны. На втором этапе рабочего движения электродвигатель 1 включается в реверсном направлении и цикл повторяется с тем отличием, что неподвижной становится внутренняя группа фиксирующих узлов, а внешняя группа перемещается вперед. Для перевода устройства в транспортное положение достаточно обесточить цепи электропитания. В этом случае соосные втулки 14 и 15, фиксирующих узлов под действием пружины 25 разведутся, и платформы 17 будут прижаты к корпусу устройства.

Данное устройство позволяет повысить надежность, долговечность и эксплуатационную безопасность в работе.

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее внешний корпус в виде полого цилиндра, в котором расположены электродвигатель с редуктором, зубчатые рейки с зубчатым колесом и винтовая пара, отличающееся тем, что оно снабжено фиксирующими узлами и дополнительными электродвигателями с понижающим редуктором и винтовой парой, на верхней и нижней цилиндрической поверхностях корпуса выполнены сквозные окна, а каждый фиксирующий узел выполнен в виде соосных втулок, охватывающих внешнюю поверхность корпуса над сквозными окнами корпуса с возможностью их взаимного осевого перемещения, и снабжен платформой с фиксирующими элементами, на внешней поверхности соосных втулок шарнирно закреплены концы рычагов, другие концы которых шарнирно закреплены на платформе, на внутренних стенках опорных втулок закреплены поперечные перегородки, между которыми размещена пружина сжатия, на одной поперечной перегородке расположен дополнительный электродвигатель, вал которого через винтовую пару соединен с другой поперечной перегородкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований в наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле.

Изобретение относится к области измерения температурного распределения при разработке месторождений высоковязких нефтей и битумов в устройствах для добычи высоковязкой нефти и битумов, при воздействии на призабойную зону скважин пара при высоких температурах до 350°C и давлении до 17 МПа.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для доставки оборудования в горизонтальные скважины. .

Изобретение относится к способам выполнения операций в стволе скважины с использованием скважинных инструментов с перемещающимися секциями. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение исследований и работ в скважинах приборами и инструментами на каротажном кабеле или проволоке.

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

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, может применяться в нефтегазовых скважинах, оборудованных добычным насосом типа электроцентробежный насос, для исследования профиля притока в интервале пласта по глубине скважины. Технический результат направлен на увеличение интервала исследования, уменьшение наружного диаметра устройства, повышение надежности его работы устройства. Устройство содержит установленный вертикально под добычным насосом электропривод, выходной вал которого соединен с расположенным вертикально барабаном. Скважинные приборы закреплены на нижнем конце геофизического кабеля, передающего информацию от скважинных приборов на устье скважины, питающего электропривод и укладываемого на барабане с помощью укладчика кабеля. На корпусе устройства в предельных точках хода укладчика кабеля установлены верхний и нижний концевые переключатели для реверсирования направления вращения электропривода. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено в нефтегазовых скважинах, оборудованных добычным насосом типа электроцентробежный насос для исследования профиля притока в интервале пласта по глубине скважины с помощью многопараметровых измерительных приборов, перемещаемых на геофизическом кабеле. Устройство скомпоновано следующим образом: под добычным насосом установлен электропривод, соединенный через коническую шестеренчатую пару и цепную передачу с нижним подвижным блоком полиспаста, устроенного по принципу скоростной передачи. Многожильный геофизический кабель, протянутый с устья скважины, питает электропривод и навит на верхний и нижний блоки полиспаста. Под нижним подвижным блоком полиспаста на конце геофизического кабеля подвешены скважинные приборы, управляемые дистанционно с устья скважины через геофизический кабель. На корпусе устройства в предельных точках хода нижнего подвижного блока полиспаста установлены верхний и нижний концевые переключатели для реверсирования направления вращения электропривода. Технический результат заключается в увеличении интервала исследования по глубине скважины, возможности передачи в режиме реального времени информации о профиле притока по глубине в интервале исследования, уменьшении наружного диаметра устройства. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для изоляции водопритоков в открытых стволах многозабойных горизонтальных скважин. Устройство содержит спускаемую в скважину колонну пустотелых герметичных труб и геофизический прибор для проведения геофизических исследований. На нижнем конце колонны пустотелых герметичных труб, в качестве которых применяют колонну насосно-компрессорных труб, выполнены отверстия, в них установлены сбивные клапаны, а ниже отверстий в колонне насосно-компрессорных труб выполнена внутренняя кольцевая выборка, в которой установлено разрезное стопорное кольцо. При этом на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб ниже отверстий установлен гидравлический отклонитель, обеспечивающий попадание в открытый ствол многозабойной горизонтальной скважины. Кроме того, устройство снабжено продавочной пробкой, имеющей возможность перемещения по колонне насосно-компрессорных труб под действием избыточного давления жидкости с возможностью разрушения сбивных клапанов с открытием отверстий в колонне насосно-компрессорных труб и фиксации стопорным кольцом в колонне насосно-компрессорных труб ниже отверстий. Геофизический прибор спущен в колонну насосно-компрессорных труб посредством жесткого кабеля до упора в продавочную пробку. Технический результат заключается в повышении надежности работы и точности определения обводнившегося интервала в открытых стволах многозабойной горизонтальной скважины. 3 ил.

Изобретение относится к средствам для доставки приборов в горизонтальные участки необсаженных наклонно-направленных скважин. Устройство содержит полый цилиндрический корпус, узел его перемещения, снабженный электродвигателем, шариковинтовой парой и тяговым элементом и узел фиксации, снабженный фиксирующими платформами и шарнирными рычагами. При этом корпус выполнен в виде последовательно соединенных между собой звеньев с возможностью обеспечения жесткого соединения их между собой в направлении их осевого перемещения и взаимного вращения в двух ортогональных плоскостях и в направлении взаимного скручивания. В полости каждого звена расположен узел перемещения звена и узел фиксации звена. При этом узел перемещения каждого звена выполнен в виде расположенных с двух концов звена электродвигателей, выходные валы каждого из которых кинематически связаны с шариковинтовой парой, гайка которой жестко соединена с тяговым элементом, выполненным в виде стержня, другой конец которого жестко соединен с местами крепления шарнирных рычагов узла фиксации. Технический результат заключается в повышении производительности работы устройства, снижении нагрузок при прохождении в скважинах со значительными нарушениями геометрии, повышении надежности и безаварийности работ. 4 ил.

Изобретение относится к исследованию скважин, имеющих горизонтальные участки большой протяженности, и может быть применено для доставки прибора. Устройство содержит геофизический кабель с размещенным на нем движителем, выполненным из набора грузов, и закрепленный на конце геофизического кабеля прибор. Геофизический кабель выполнен с диаметром, минимально возможным из условия его прочности на разрыв. Грузы движителя выполнены в виде шаров, эллипсоидов или коротких цилиндров со сферическими торцами, имеющих осевые отверстия из условия свободного перемещения грузов относительно оси геофизического кабеля. Грузы движителя выполнены с диаметром, максимально возможным из условия их свободной проходимости в скважине. Технический результат заключается в увеличении протяженности (глубины) доставки исследовательских приборов в горизонтальные участки до 1000 м и более, снижении трения о стенки трубы, повышении надежности и уменьшении аварийности устройства. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к оборудованию для доставки приборов в горизонтальную скважину. Скважинный тягач, в первом варианте, содержит два тянущих блока, включающие цилиндрические корпуса, соединенные сцепной втулкой, и движители. Движители содержат винт с кинематической резьбой и набор рифленых плашек, соединенных поворотно-сдвижными рычагами с нажимной втулкой, выполненной с шипами и взаимодействующей с винтом, и буферной втулкой, причем парой параллельно направленных рычагов. Буферная втулка содержит подпружиненные башмаки торможения и центральным отверстием расположена на винте. В корпусах выполнены продольные пазы, в которых размещены шипы нажимной втулки, башмаки буферной втулки и рифленые плашки с поворотно-сдвижными рычагами, с возможностью перемещения их на длине винта. В корпусах размещены реверсивные электродвигатели, передающие винтам крутящий момент посредством магнитной муфты, помещенной в герметичной оболочке. Электродвигатели связаны между собой и с наземным пунктом управления каротажным кабелем. Технический результат заключается в повышении надежности доставки приборов в горизонтальные скважины. 2 н. и 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области нефтепромысловой геофизики и может быть использовано при проведении геофизических исследований наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является значительное уменьшение сил сопротивления продвижению шлангокабеля в условно горизонтальном участке скважины, возникающих в местах контакта шлангокабеля со стенками скважины, а также понижение износа шлангокабеля и увеличение длины его продвижения. Предложенный шлангокабель содержит по всей длине каналы, заполненные рабочими телами низкой плотности, а также функциональные элементы, представляющие собой составляющие части шлангокабеля, необходимые для изоляции, придания прочности и передачи различных сред - жидкостей, газов, электроэнергии, информации. При этом в качестве рабочих тел могут быть использованы твердое тело, жидкость, газ или их комбинация. Особенностью предложенного шлангокабеля является то, что каналы, заполненные рабочими телами, соединены своими концами друг с другом. Причем указанные рабочие тела имеют различную плотность и разделены между собой эластичными поршнями. Кроме того, шлангокабель может содержать дополнительно глухие каналы, постоянно заполненные рабочим телом низкой плотности. Предложен также способ доставки глубинного прибора в интервал исследования скважины при помощи предложенного шлангокабеля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидрогеологическим исследованиям наклонно-направленных или горизонтальных скважин и предназначено для перемещения кабеля или колонны из труб, а также геофизических приборов, жестко связанных с ним вдоль скважины. Трактор состоит из цилиндрического корпуса, электродвигателя, соединенного с насосом, шарнирно установленные расклинивающиеся опоры с колесами и активатор. Насос связан с первым фильтром тонкой очистки, вторым фильтром тонкой очистки, соединенным с предохранительным клапаном, которые вместе с первым датчиком давления подключены к обратному клапану, соединенному через первый распределитель с активатором расклинивающихся опор, в каждое колесо которых вмонтированы первый, второй, третий и четвертый гидравлические моторы. При этом к каждому гидравлическому мотору насос подключен через второй распределитель и первый, второй и третий делители потока, каждый из которых связан со вторым, третьим, четвертым и пятым датчиками давления, которые связаны с аналогово-цифровым преобразователем и процессором. В состав гидравлической системы входит бак с уравнительным клапаном, причем бак связан с первым, вторым и третьим фильтрами тонкой очистки, при этом первый датчик давления соединен со вторым распределителем, а третий фильтр тонкой очистки подключен к обратному клапану, первому распределителю, второму распределителю и каждому гидравлическому мотору. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия скважинного трактора. 2 ил.

Группа изобретений относится к устройствам и способам доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины и к способам сборки таких устройств. Техническим результатом является повышение надежности, повышение плавности перемещения геофизического прибора. Устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины включает шлангокабельную компоновку из двух шлангокабелей разного диаметра, размещенных коаксиально один в другом с геофизическим прибором на конце одного из шлангокабелей. Торец шлангокабеля меньшего диаметра, находящийся внутри шлангокабеля большего диаметра, имеет поршень, сопряженный с шлангокабелем большего диаметра. Шлангокабели размещены один в другом по всей длине шлангокабеля большего диаметра в исходном взаимном расположении. Устройство имеет ограничитель взаимного перемещения шлангокабелей на величину, не превышающую длину шлангокабеля большего диаметра. Имеется напорная камера с двумя соосными отверстиями в противоположных стенках, отверстие большего диаметра герметично соединено с шлангокабелем большего диаметра, а шлангокабель меньшего диаметра проходит через уплотнение в отверстие меньшего диаметра и через отверстие большего диаметра. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть применено для доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину. Способ основывается на креплении к концу колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) скважинных приборов, к которым присоединен конец отрезка кабеля, длина которого соизмерима с длиной вертикального участка скважины. При последующем наращивании длины колонны НКТ геофизические приборы вместе с отрезком кабеля и колонной НКТ продвигаются по горизонтальному участку скважины на расстояние от скважины, соизмеримое с длиной вертикального участка скважины. Затем в скважину опускают дополнительный участок геофизического кабеля, длина которого соизмерима с длиной вертикальной части скважины. Нижний конец этого дополнительного отрезка кабеля механически и электрически (путем бесконтактного радиоволнового соединения) соединяют с верхним концом отрезка кабеля, подсоединенного к геофизическим приборам и находящегося в колонне НКТ. После этого при необходимости колонну НКТ путем наращивания ее длины вместе с содержащимся в ней кабелем перемещают вдоль горизонтальной части скважины на большее удаление от скважины. Затем снова можно дополнительно опустить в скважину очередной отрезок кабеля и присоединить его электрически и механически к уже имеющимся в скважине отрезкам, соединенным между собой. Этот процесс присоединения очередного отрезка кабеля к уже содержащимся в скважине отрезкам кабеля можно проводить последовательно до достижения концом НКТ при наращивании колонны труб НКТ наиболее удаленной от скважины точки, соответствующей концу участка горизонтальной части скважины, намеченной для исследований. После спуска каждого очередного дополнительного отрезка кабеля в скважину его прижимают к колонне НКТ, чтобы при последующем перемещении колонны НКТ вдоль скважины не было относительного перемещения кабеля и колонны НКТ. Как только геофизические приборы достигнут намеченной концевой точки в горизонтальной части ствола скважины и все требуемые дополнительные отрезки кабеля будут опущены в скважину, устанавливается постоянная информационная связь геофизических приборов с земной поверхностью. После этого приборы прижимают к стенке скважины, а прижим отрезков кабеля и приборов к колонне НКТ устраняют, тем самым обеспечивая беспрепятственное извлечение из скважины требуемого участка колонны НКТ, соизмеримого с длиной горизонтальной части ствола скважины, намеченной для исследований. После этого геофизические приборы вместе с подсоединенными к ним отрезками геофизического кабеля можно перемещать вдоль горизонтальной части ствола скважины от ее забоя к вертикальному участку скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину.
Наверх