Якорь для фиксации оптико-волоконного кабеля в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для фиксации оптико-волоконного кабеля при исследовании скважин, в том числе наклонно-направленных и горизонтальных. Якорь содержит шток с радиальными каналами, корпус, образующий со штоком кольцевую камеру, сообщающуюся с полостью штока через радиальные каналы, поршень, установленный в кольцевой камере, плашки, конус, расположенный под плашками, кожух, надетый на конус. К нижнему концу штока с помощью переводника прикреплен держатель кабеля. Кожух выполнен с глухим нижним торцом. Технический результат заключается в удерживании оптико-волоконного кабеля от перемещения по стволу скважины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для фиксации оптико-волоконного кабеля при исследовании скважин, в том числе наклонно-направленных и горизонтальных.

Известен гидромеханический якорь, выбранный в качестве аналога, включающий полый шток с радиальными каналами, корпус с внутренним выступом в верхней части с образованием между ними кольцевой камеры, в которой расположен поршень, связанный с плашками, и толкатель, выполненный с возможностью взаимодействия изнутри с плашками. Шток соединен сверху жестко с корпусом, поршень подпружинен снизу и выполнен с возможностью ограниченного перемещения вниз (патент РФ №2397307, МПК Е21В 23/06, опубликован 20.08.2010 г.).

Недостатком известного якоря является невозможность его применения для спуска оптико-волоконного кабеля в скважину и удерживания кабеля от перемещения.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототип) является гидравлический якорь типа «МН» компании «Weatherford» (каталог Weatherford, 2005 год, стр. 74), состоящий из штока с радиальными каналами, корпуса, образующего со штоком кольцевую камеру, сообщающуюся с полостью штока через радиальные каналы, поршня, установленного в кольцевой камере, плашек, верхнего и нижнего конусов, кожуха, надетого на нижний конус.

Недостатком известного якоря является невозможность его применения для спуска оптико-волоконного кабеля и фиксации его в скважине.

Технический результат заключается в создании конструкции якоря для удерживания оптико-волоконного кабеля от перемещения по стволу скважины, а также в обеспечении возможности отсоединения якоря от гибкой трубы, на которой спускается якорь, после установки якоря в скважине, обеспечении возможности срыва якоря натяжением оптиковолоконного кабеля.

Технический результат достигается якорем для фиксации оптиковолоконного кабеля в скважине, содержащим шток с радиальными каналами, корпус, образующий со штоком кольцевую камеру, сообщающуюся с полостью штока через радиальные каналы, поршень, установленный в кольцевой камере, плашки, конус, расположенный под плашками, кожух, надетый на конус, при этом к нижнему концу штока с помощью переводника прикреплен держатель кабеля, а кожух выполнен с глухим нижним торцом.

Кроме того, в верхней части штока над радиальными каналами установлен ниппель, связанный со штоком срезными винтами, а с корпусом резьбовым соединением, при этом корпус связан с поршнем срезными штифтами.

Кроме того, конус связан со штоком срезными элементами.

Крепление к нижнему концу штока с помощью переводника держателя кабеля позволяет закрепить оптико-волоконный кабель в якоре, а выполнение кожуха с глухим нижним торцом позволяет подачей жидкости установить якорь и тем самым зафиксировать кабель от перемещений по стволу скважины.

Установка в верхней части штока над радиальными каналами ниппеля, связанного со штоком срезными винтами, а с корпусом резьбовым соединением, при этом соединение корпуса с поршнем срезными штифтами позволяют подачей жидкости обеспечить отсоединение якоря от гибкой трубы, на которой спускается якорь, после установки якоря в скважине.

То, что конус связан со штоком срезными элементами, обеспечивает возможность срыва якоря натяжением оптико-волоконного кабеля.

На чертеже приведена схема якоря для фиксации оптико-волоконного кабеля в скважине в транспортном положении.

Якорь содержит шток 1 с радиальными каналами 2, ниппель 3, корпус 4, образующий со штоком 1 кольцевую камеру 5, сообщающуюся с полостью штока 1 через радиальные каналы 2, поршень 6, установленный в кольцевой камере 5, толкатель 7, пружину 8, храповик 9, втулку 10, плашки 11, конус 12, кожух 13. Ниппель 3 присоединен к корпусу 4 резьбовым соединением и связан со штоком 1 срезными винтами 14. Поршень 6 связан с толкателем 7 резьбовым соединением. Для предотвращения преждевременного срабатывания якоря в корпусе 4 установлены срезные штифты 15, фиксирующие от перемещения поршень 6. Плашки 11 закреплены на втулке 10 при помощи шарниров 16. Храповик 9 установлен под пружиной 8 и имеет на внутренней поверхности упорную резьбу, взаимодействующую с ответной упорной резьбой, выполненной на наружной поверхности штока 1. Конус 12 связан со штоком 1 срезными элементами 17. К нижнему концу штока 1 с помощью переводника 18 прикреплен держатель кабеля 19. На конус 12 навинчен кожух 13, выполненный с глухим нижним торцом 20.

Установку якоря для фиксации оптико-волоконного кабеля в скважине осуществляют следующим образом.

Нижний конец оптико-волоконного кабеля 21, проходящего внутри гибкой трубы (не показана), жестко закрепляют в держателе кабеля 19, который прикрепляют к нижнему концу штока 1 с помощью переводника 18. Якорь присоединяют к гибкой трубе и спускают в требуемый интервал скважины. Подачей жидкости в гибкую трубу осуществляют установку якоря. Жидкость через радиальные каналы 2 попадает в кольцевую камеру 5 и передает усилие на поршень 6. Под действием давления жидкости срезные штифты 15 срезаются, и поршень 6, противодействуя внешнему усилию пружины 8, перемещается с толкателем 7 в сторону конуса 12. Под действием пружины 8 перемещается также храповик 9, при этом происходит зацепление упорной резьбы храповика 9 с ответной упорной резьбой, выполненной на наружной поверхности штока 1, тем самым фиксируется положение поршня 6 во время установки якоря в скважине. Толкатель 7 передает усилие на втулку 10 с плашками 11. В результате плашки 11 наезжают на конус 12 до тех пор, пока не упрутся в стенки скважины (не показаны). Таким образом, происходит фиксация оптико-волоконного кабеля 21 в скважине. Наличие храповика 9 обеспечивает фиксацию якоря в рабочем положении.

Для извлечения гибкой трубы из скважины давление в гибкой трубе повышают, и при превышении заданной нагрузки срезаются срезные винты 14. Гибкую трубу вместе с ниппелем 3 и корпусом 4 якоря извлекают из скважины. Якорь с оптико-волоконным кабелем 21 оставляют в скважине.

Размещение в скважине оптико-волоконного кабеля позволяет проводить исследования, в частности производить измерение температурного распределения по стволу скважины. При этом фиксация кабеля при помощи якоря предотвращает перемещение его в скважине, что позволяет производить измерение температуры по всей длине ствола скважины.

При необходимости срыв якоря производят натяжением оптико-волоконного кабеля 21, зафиксированного в держателе кабеля 19. При этом усилие передается штоку 1, в результате чего срезные элементы 17 срезаются, конус 12 освобождается из-под плашек 11 и опускается вместе с кожухом 13 вниз до упора в переводник 18, расположенный в кольцевом пространстве между штоком 1 и кожухом 13. Якорь приводится в транспортное положение.

Таким образом, предложенная конструкция якоря обеспечивает возможность фиксации оптико-волоконного кабеля в скважине. Также обеспечивается возможность отсоединения якоря от гибкой трубы, на которой спускается якорь, после установки якоря в скважине, возможность срыва якоря натяжением оптико-волоконного кабеля.

1. Якорь для фиксации оптико-волоконного кабеля в скважине, содержащий шток с радиальными каналами, корпус, образующий со штоком кольцевую камеру, сообщающуюся с полостью штока через радиальные каналы, поршень, установленный в кольцевой камере, плашки, конус, расположенный под плашками, кожух, надетый на конус, отличающийся тем, что к нижнему концу штока с помощью переводника прикреплен держатель кабеля, а кожух выполнен с глухим нижним торцом.

2. Якорь по п.1, отличающийся тем, что в верхней части штока над радиальными каналами установлен ниппель, связанный со штоком срезными винтами, а с корпусом резьбовым соединением, при этом корпус связан с поршнем срезными штифтами.

3. Якорь по п.1, отличающийся тем, что конус связан со штоком срезными элементами.