Устройство для спуска и подъема каротажного кабеля

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()742582 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влено1 2.1 2.77 (2 ) 2554343/22-03 с присоединением заявки РЙ (23) ПриоритетОпубликовано 25.06.80. Бюллетень %23

Дата опубликования описания 27.06.80 (5l )M. Кл.

Е 21 В 47/00

Государстеенный комитет до делам изобретений н открытий (53) УДK 550.83:

:622.241

{ 088.8) (72) Автор изобретения

И. Т. Таркин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (7! ) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И ПОДЪЕМА

КАРОТАЖНОГО КАБЕЛЯ

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано при спуоко-подъемных операциях, выполняемых в сверхглубоких скважинах аппаратурой на бронированном каротажном кабеле.

Известно оборудование для спуска и подъема каротажного кабеля, содержащее лебедку с кабелем, имеющим ступенчатую броню fl).

Недостатком известного устройства яв- 0 ляется нарушение целости изоляции токоведуших жил кабеля из-за наличия деформации брони в нижних слоях кабеля, намотанного на барабан лебедки.

Известно устройство для спуска и подьема каротажного кабеля, содержащее подвесную систему устьевых блоков, лебедку кабестанной системы (21. При использовании этого устройства натяжение намотки кабеля поддерживается на постоянном уров не.

Данное изобретение является наиболее близким по технической сущности и досги2 гаемому результату к предлагаемому изобретению.

Недостатком его является то, что максимальная строительная длина кЖеля„которая может быть использована, не пре-вышает 11000 м. С целью увеличения глубины исследуемых скважин необходимо испольэовать кабели со ступенчатой броней. Однако при этом снижается надежность работы как самого оборудования, так и каротажного кабеля и:э-эа неплотной укладки кабеля на барабане, ттриводяшей к увеличению износа брони, снижению разрывной прочности каб" чя.

Белью изобретения является повышение надежности приспуске приборов на кабеле разного диаметра.

Для етого устройство имеет дополни« тельные лебедки кабестанной системы для каждого диаметра кателя и лебедку с грузовым тросом с подвеской на конце, причем каротажные лебедки кебестанной системы снабжены вспомогательными ба3 7425 рабанами с отрезками кабеля-троса с захватами на свободных концах.

На фиг. 1 изображено оборудование скважины и спуско-подъемного оборудования; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1;

5 на фиг. 3 - комплекс оборудования для спуска и подъема сверхдлинного кабеля с муфтовыми соединениями; на фиг, 4 = устройство захвата, позволяющего пропустить под нагрузкой соединительную по. лумуфту через колеса кабестана и устьевых роликов; на фиг. 5 — показана последовательность выполнения операций при спуске и подъеме кабеля; на фиг. 6 — показана подвеска дополнительной лебедки.

Устррйство состоит иэ подвесного блока 1, который содержит на общей оси

2 несколько отдельных роликов 3, накопительного барабана 4, через щеку которого пропущен кабельный наконечник 5, вспомогательного барабана 6 с отрезком троса 7, двойного кабестана 8, через который пропущен рабочий кабель 9, оттяжного блока 1 О, буровой. лебедки 11„ дополнительной лебедки 12 с тросом 13; каротажной лебедки 14, каротажной лебедки 15 с тросом 7 и зажимом 16, укладчика кабеля 17, входящих в состав лебедки 18 с вспомогательной лебедкой (бара баном ) 6.

На стойке 19 укреплен двойной кабестан 8. Специальный захват 20 укреплен на концах троса 7, подвеска (эахват) 21 закреплена на тросе 13 лебедки 12; герметизатизированная муфта 22 состоит из полумуфт 23 с проточками 24, ветви 25 троса 13 крепятся к ушкам 26, которыми снабжена вилка 27.

Порядок использования устройства заключается в следующем. На устье скважи- 40 ны на талевой системе бурового станка установлен подвесной блок 1, а к основанию буровой прикреплен оттяжкой блок 1 Q, Подвесной и оттяжкой блоки состоят иэ нескольких отдельных роликов 3, насажен- 45 ных на общую ось 2. На некотором удалении от устья скважины расположена лебедка, состоящая из двойного кабестана 8, накопительного барабана 4 и вспомогательного барабана 6, на котором намотан m-резок троса (кабель-каната) 7. Каротаж ный (рабочий) кабель 9 намотан на барабан 4. Кабельный наконечник 5 в корневой части кабеля пропущен через щеку барабана, накреплен с наружной стороны ще- 55 ки, и токоведущие жилы подключены к коллектору (не показано), свободный же конец кабеля 9 пропущен через двойной кабестан

82 ф

8, ролики оттяжного блока 10, подвесного блока 1 и опушен в скважину. Буровой лебедкой 11 имеется воэможность по мере надобности поднимать или опускать подвесной блок 1.

Если предположить, что для скважины

1-.дубиной 15 км каротажный кабель будет, составлен из трех отдельных отрезков длиной по 5-6 км, то соответственно на буровой должны быть установлены три каротажные лебедки.

На фиг. 3 лебедка 18 предназначена для нижнего отрезка кабеля, лебедка 15для среднего отрезка и лебедка 14 — для корневого, Кроме того, на буровой установлена еще одна вспомогательная (дополнительная) лебедка 12 с тросом {кабель-канатом) 13.

Каротажные лебедки 18, 15 и 14 по конструктивному исполнению почти одинаковы. Отличается только лебедка 14, у которой нет второго барабана. Лебедки ка« бестанной системы включают в себя двойной кабестан 8, колеса которого посажены консольно на стойке 19, накопительный барабан 4 с укладчиком кабеля 17, вспсомогатепьный барабан 6 с тросом 7. Приводится во вращение вспомогательный барабан либо m привода кабестана, либо от самостоятельного источника механической энергии, Основной барабан 4 кинематичес ки связан с колесами кабестана 8. На стойке 19 кабестана имеется зажим 16, при помощи которого можно закреплять неподвижно каротажный кабель 9.

Вспомогательная (дополнительная) лебедка 1 2 состоит также из двойного кабестана, но в принципе она может быть выполнена и в варианте с тянущим барабаном.

На конце троса 7 укреплен специальный захват 20, в котором выполнено гнездо для посадки кабельной полумуфты. Чтобы не повредить заделку брони в кабельной попумуфте, захват выполнен по радиусу, который должен быть согласован с допуо» тимым радиусом изгиба кабеля.

На конце троса 13 укреплен захват 21 в форме вилки, Герметизированная муфта, соединяющая отрезки бронированного кабеля, состоит из полумуфт 23. На концах полумуфт выполнены кольцевые проточки 24, в которые входит вилка захва та 21. Захват состоит из вилки 27, снабженный ушками 26, в которых крепятся ветви 25 троса 13 вспомогательной лебедки 12.!

О

Осуществлянл спуск первой секции каротажного кабеля при помощи лебедки 18.

Спускают кабель до тех пор пока на барабане 4 останется лишь несколько витков.

Затормаживают кабестан и закрепляют в ветвь кабеля в зажиме 16. Отсоединяют кабельный наконечник от щеки барабана, скатывают оставшиеся витки с барабана и оставляют кабельный наконечник в захвате 20, закрепленном на тросе 7. За- 20 тем включают вспомогательный барабан 6, создают натяжение тросом 7, освобождают кабель от зажима 16 и спускают первую секцию кабеля теперь уже на тросе 7.

Захват 20 минует колеса двойного кабео- 2> тана, ролики блоков подвесной системы, и останавливается над ротором бурового станка (см. фиг. 5, положение I) ..Заправ ляется конец второй секции кабеля в кабестан и ролики блоков подвесной системы присоединяют полумуфты 23 (см.фиг.5, положение В ) .

Таким образом, вторая секция кабеля электрически уже подключена к первой секции, но механической нагрузки оно еще M не испытывает. Затем вводится вилка захвата 21 в одну из проточек 24 соединительной муфты и при помощи вспомогательной лебедки 12 первая секция поднимается настолько, что удается снять захват 20 с кабеля (см. фиг. 5, положение 1Ч ). Однако вторая секция каротажного кабеля все еще не испытывает нагрузки, так как первая секция висит в скважине на тросе

13 вспомогательной лебедки 12. 45

Теперь включают в работу каротажную лебедку 15, поднимают немного первую секцию кабеля и высвобождают захват 21 вспомогательной лебедки 12.

Вторая секция каротажного кабеля к спуску готова (см. фиг. 5, положение Ч ).

Производится спуск кабеля, в скважину подобно тому, как это было сделано с первой секцией, и присоединяют третью секцию. Зля каротажной лебедки 14 вспомогательный барабан не требуется.

Подъем составного каротажного кабеля осуществляется следующим образом.

5 742

Поскольку в спуске и подъеме кабеля участвуют три каротажных лебедки 18, 15 и 14, и вспомогательная лебедка 12, то блоки подвесной системы содержат 4 ролика, ручьи- в которых профилированы в соответствии с диаметром кабеля.

Производят спуск трехсекционного кабеля при помощи предлагаемой системы следующим образом.

582 6

Все три секции кабеля находятся в скважине. Поднимают первую соединительную муфту в верхнем стыке отрезков на дневную поверхность (см. фиг. 5, положение ф). Надевают захват 20 лебедки 15 на полумуфту второй секции кабеля, приподнимают весь кабель на столько, чтобы отсоединить полумуфты верхней секции кабеля {см. фиг. 5, положение 1 ). Поднимают кабель до тех пор, пока захват 20 не подойдет вплотную к вспомогательному барабану лебедки 15. Закрепляют кабель зажимом 16 на стойке заторможенного ка бестана, освобождают кабельную полумуфту от захвата, закрепляют ее на щеке барабана и навивают конец кабеля на барабане каротажной лебедки 15 (см. фиг. 3), создают натяжку кабеля в промежутке между барабаном и заторможенным кабестаном.

Затем снимают с кабеля зажим 16 и таким образом вторая секция готова к подъему. Подняв на дневную поверхность соединительную муфту между нижней и средней секциями кабеля способом, аналогичным описанному, подготавливают к подъему первую секцию кабеля.

Если при подъеме захватом 20 окажется, что на соединительной муфте возникают опасные изгибающие нагрузки, то следует воспользоваться вначале захватом 21 и вспомогательной лебедкой 12 и приподнять кабель настолько, чтобы отсоединить полумуфту верхней секции и только лишь затем ввести в работу захват 20 и поднимать весь кабель.

Исходя из описанной последовательности работ, выполняемых при спуске и подъеме составного кабеля, следует определить некоторые особые требования к устройству каротажных лебедок, входящих в комплект спуско-подъемного оборудования.

Барабаны каротажных лебедок 18 и 15 должны отключаться от кинематических цепей двойного кабестана для сметки и намотки конца кабеля и должны содержать независимый от кабестана привод для создания натяжки на кабеле между кабестаном и накопительным барабаном. Рабочие тормоза каротажных лебедок должны быть на кабестанах, при этом должньr быть предусмотрены эффективные меры по гашению сип инерции вращающихся масс накопительных барабанов с кабелем при спуске. Расстояние между кабестаном и вспомогательным барабаном каротажных лебедок 18 и 15 должно быть таким, чтобы при снятых с барабана страховых" витках кабельная полумуфта не доходила до укладчика кабеля

7 7425 вспомогательного барабана и была обеспечена возможность подтягивать кабель при помощи захватов.

Кабестаны и блоки подвесной системы должны иметь ттаправляюшие, которые обеспечивали бы требуемое положение захвата относительно ручьев. При каротаже глубин, когда соединительные муфты окажутся в зоне между устьем скважины и кабестаном, необходимо пользоваться лебедкой бу о рувого станка для опускания или поднятия верхнего блока подвесной системы. Расстояние от кабестанов до устья скважины должно бьггь таким, чтобы длина спрямленного кабеля от ротора бурового станка до кабельнрго наконечника {в момент, когда на барабане остановлено 2-3 витка) примерно в два раза превышала высоту подъема верхнего блока подвесной системы над ротором. При гаком условии, при каротаже щ на максимальную глубину для данной секции верхний блок подвесной системы следует опускать. Прежде чем начать выводить кабельный наконечник к ротору, следует поднять верхний блок подвесной системы на максимальную высоту.

Предложенное устройство имеет следующие преимущества: из отдельных отрезков можно составить кабель любой длины, обес. печивая при этом требуемую прочность и ча надежность; лебедки не вызывают затруднений в производстве, поскольку по габаригам они мало чем отличаются от суще° ствующих, обеспечивается брльшая мобильность и экономичность в выполнении сква- 35 жинных работ, так как при отказах в како-либо секции кабеля достаточно заме82 8 нить неисправную секцию, а не выбрасывать сразу все 15 км кабеля; в стыках секций кабеля можно создать надежную электрогидроизоляцию токоведущих жил, поскольку в муфтах не будет габаритных ограничений.

Форм ула изобретения

1. Устройство для спуска и подъема каротажного кабеля при геофизических исследованиях сверхглубоких скважин, содержащее подвесную систему устьевых блоков, лебедку кабестанной системы, о тличающееся тем,что, сцелью повышения надежности при спуске приборов на кабеле разного диаметра, оно име ет дополнительные лебедки кабестанной системы для каждого диаметра кабеля и лебедку с грузовым тросом с подвеской на конце, причем каротажньте лебедки кабестанной системы снабжены вспомогательными барабанами с отрезками кабеля-троса с захватами на свободных концах.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что профили отдельных роликов подвесной системы в"птолненът в соответствии с диаметрами отрезкой кабеля и грузового троса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 367043, кл. Е 21 В 47/00, 1970.

2. Патент C1LA N 4003435, кл, 74-230.17.С, 1975 (прототип).

742582! 7г

Составитель Н. Кривко

Редактор Е. Полионова Техред. О. Андрейко

Корректор М. Коста

Подписное

Закж 4014/58 Тираж 626

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, .Москва, Ж35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4