Устройство для соединения компенсированной и герметичной частей охранного кожуха скважинного прибора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (ii) 560l98

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01.74 (21) 1982461/25 (51) М. Кл. - G 01V 13/00 с присоединением заявки №

L асударстеенный камите

Совета й1инистроа СССР

Ilo делам иэооретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликоьания описания 22.0б.77 (53) . ДК 550.839:622..241 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Д. Емельянов, А. П. Богданов, В. Н. Киселев, Е. Д. Ковалев и А. Ф. Пряхин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КОМПЕНСИРЮВ7ИФН&Й-- — ., И ГЕРМЕТИЧНОЙ ЧАСТЕЙ ОХРАННОГО КОЖУХА

СКВАЖИННОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к геофизическим устройствам для исследования нефте-газовых скважин и предназначено для применения, например, в пластовых наклономерах.

Известны скважинные приборы (1), в которых применяется устройство, как для механического соединения корпуса скважинного прибора с броней кабеля, так и для их электроизоляции друг от друга. Устройство состоит из каротажного кабеля, броня которого электрически изолирована от окружающей среды с помощью резиновой оболочки. Один конец брони кабеля прочно соединен механически с головкой кабеля без электрической изоляции, а другой конец брони прочно соединен с корпусом скважннного прибора с электрической изоляцией. Механическое соединение брони кабеля с корпусом прибора и ее электроизоляции достигаются следующим образом.

Изолированный конец брони кабеля закрепляется в кабельный зажим, а кабельный зажим в свою очередь заключает в герметичный стакан из изоляционного материала и закрепляют его в металлическом колпаке головки прибора. Внутренняя полость металлического колпака запрессовывается резиной. Этим и достигается полная электроизоляция брони кабеля от корпуса прибора.

В стакане через герметизнрованные отростки выводят провода от центральной пилы кабеля и брони для ввода в скважинный прибор.

Такое устройство позволяет механически соединять две части скважпнного прибора с одновременной их изоляцией, но в этом случае теряется монолитность прибора в целом. Кроме того, это устройство подвержено механическим повреждениям резиновой оболочки, что

10 связано с потерей электрической изоляции и появлением утечек тока.

Кроме того, известно устройство для механического соединения двух частей скважинного прибора P2) С помощью такого устрой15 ства может быть соединена, например, компенсированная часть прибора с герметичной, или компенсированная с головкой прибора.

Устройство состоит из металлического корпуса, в котором имеются электровыводы, запрес20 сованные со стороны компенсированного кожу ха, у П10TkiliTcльных колец и двух накидных гаек. Такое устройство позволяет прочно и надежно соединить две части скважннного прибора, но е позволяет пх электрически изоли25 ровать друг от друга.

Наиболее близкое к изобретеншо техническое решение представляет собой скважпнный пластовый наклономер (3). Он состоит из двух электрических частей, друг от друга Il3030 лнрованных с помощью изолирующего устрой560198

cTI33. И30лирующее устройство разъединяет электрический прибор на две части и в то жс время служит механически соединительным звеном этих двух частей.

Устройство состоит из электрического изолятора, находящегося между двумя частями охранного герметического кожуха, которые соединены между собой посредством двух гаек, одна из которых ввинчена в другую, а эта г свою очередь ввинчена в верхний торец нижней части кожуха. Первая гайка своими прижимными поверхностями через электpllileский изолятор прижата к выступам нижнего торца верхней части герметичного кожуха, чем достигается предварительное уплотнение оТ наружного давления. Место соединения двух половин герметического кожуха по наружной поверхности дополнительно закрыто и Io.(яцпОн((ь(м матерна ilo."i(. Через (Ie((Tpa l(il(oe отверстие прп>кимг(ой гайки проходят соединительные элеетр((ческие Г(роводники, От свечного моста соединяющпе электрические элементы, находящиеся в разных половинах герметичного охранного кожуха.

Однако с помощью этого устройства невозможно, например, отделить компенсированную часть прибора от герметичной некомпенспровапной. Устройство ненадежно в процессе эксплуатации, так как изолирующий поверхностный слой в месте стыл<а двух частей кожуха, например резина, может быть по«режден, а при больших скважинных давлениях может быть продавлен.

Целью изобретения является обеспечение качественной электрической изоляции обеих частей друг от друга увеличение прочности соединения при высоких скважинных давлениях и удобство эксплуатации.

Для этого предлагаемое устройство имеет несущий металлический стержень, на котором

IB уплотнительные кольца посажены втулки из электроизоляционного материала, между которыми размещены металлическая втулка II шайба.

Если все вышеперечисленные звенья устройства стянуть гайкой, то получится монолитная конструкция с большой прочностью на разрыв н на изгиб. Если теперь известными соединительными устройствами (например, накидными гайками) присоединить с обеих сторон стержня компенсированный и со стороны свечного моста некомпенсированный и защитные кожухи, то онн будут изолированы электрически друг от друга, а само устройство будет выдерживать большое скважинное давление, так как все стенки втулок, как из электроизолирующего материала, так и из металла разгружены и не* испытывают одностороннего скважинного давления, так как имеет место уравновешенность давлений, как со стороны скважинного раствора, так и со стороны жидкости внутри компенсированного кожуха. (-!а чертеже схематически изображено предлагаемое у стройство.

Устройство состоит из металлического полого несущего стержня 1, на котором посажены уплотнительные кольца 2, 3. На этот же стержень до упора посажена втулка 4 из электроизоляционного материала, на поверхности которой через уплотнительное кольцо 5 закреплена металлическая втулка 6, на которой в свою очередь посажена накидная гайка 7, закрепленная с помощью шайбы 8. С гайкой 7 через уплотнительное кольцо 9 соединен KQMпенсированный защитный кожух 10. Стержень

1 и втулки 4, 6 соединены между собой штифтами 11, 12. Металлическая втулка 6 соединена с втулкой 13 из электроизоляционного материала через стальную шайбу 14. Эти втулки так ке посажены на стержень 1. Втулка 13 через шайбу 15 соединена с гайками 16 и 17.

Стержень 1 через уплотнительные кольца 3 соединен с корпусом свечного моста 18, в котором закреплены электровводы 19, а корпус

18 — с защитной втулкой 20.

Усилие от давления окружающей скважинной среды передается через жидкость, находящуюся в компенсированном кожухе, на электровводы 19 и поверхность корпуса свечного моста 18, который своей внутренней поверхностью упирается в торец несущего стержня 1 и на резиновые уплотнительные кольца

3, создающие герметичность в полости стержня 1. Далее усилие от давления передается на уплотнительные кольца 2, 5 через соприкасающиеся поверхности втулки 13, стержня 1 и втулок 4, 6, а непосредственно от давления бурового раствора — через соприкасающиеся поверхности стержня 1 и втулок 4, 6. В результате этого уплотнительные кольца 2, 5 и втулки 4, 6 разгружены от давления, а все усилие воспринимает стержень 1. Усилие на изгиб также воспринимает стержень 1 совместно со втулками 4, 6.

Предлагаемое устройство является необходимым узлом в скважинном пластовом наклономере. Оно упрощает конструкцию пластового наклономера в целом.

В настоящее время у нас в стране нет серийного пластового наклономера, отвечающего современным техническим требованиям.

Применение пластового наклономера при разведочном бурении на нефть и газ дает большую экономическую эффективность. Известно, что с помощью пластового наклономера определяются углы падения земных пластов и азимут их простирания. Зная достоверно эти параметры пластов, можно с большой точностью произвести расстановку скважин при разведочном бурении, что в конечном итоге приведет к уменьшению количества разведоч(Illa скважин, а это в сво(о очередь сократит затраты на разведочное бурение.

Уменьшение количества скважин даже на нескольких структурах, например на одну, дает геологическую эффективность порядка

600 — 800 тыс. руб. в год. Кроме того, пластовый наклономер — прибор комбинированный.

560I98

За одну спуско-подъемную операцию определяются все параметры, необходимые для определения углов падения пластов и азимута их простирания. Ранее эти данные измерялись с помощью трех спуско-подъемочных операций. От применения пластового наклономера за счет уменьшения числа спуско-подъемочных операций повышается эффективность бурения.

Формула изобретения

Устройство для соединения компенсированной и герметичной частей охранного кожуха скважинного прибора, содержащее свечной мост, электроизолятор, уплотнительные кольца, накидные гайки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения качественной электрической изоляции обеих частей друг от друга, увеличения прочности соединения при высоких скважинных давлениях и удобства эксплуатации, оно имеет несущий стержень, например металлический, на котором на уплотнительных кольцах размещены втулки из электроизоляционного материала, между которыми размещены металлическая втулка и шайба.

1О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Зельцман П, А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин, М., «Недра», 1968, с. 43.

15 2. Зельцман П. А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин, М., «Недра», 1968, с. 37.

3. Патент США № 3060373, кл. 324 — 1, 1964.