устройство с вертикальным барабаном для перемещения скважинных приборов под добычным насосом

Формула изобретения

Устройство для перемещения скважинных приборов под добычным насосом 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, при этом на корпусе устройства в предельных точках хода укладчика кабеля установлены верхний и нижний концевые переключатели для реверсирования направления вращения электропривода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может применяться в скважинах, оборудованных добычным насосом типа электроцентробежный насос (ЭЦН), для исследования профиля притока в интервале пласта по глубине скважины с помощью скважинных многопараметровых измерительных приборов, перемещаемых на геофизическом кабеле.

Известен скважинный расходомер (см. патент RU № 2205952, МПК E21B 47/10, G01F 1/12, опубл. 10.06.2003), в котором скважинный прибор с помощью кабельного наконечника присоединен к геофизическому кабелю, намотанному на барабан лебедки, размещенной на устье скважины.

Известное устройство обеспечивает перемещение скважинного измерительного прибора внутри скважины, в том числе спуск прибора до глубины ниже нижней границы продуктивных пластов. Однако применение устройства невозможно в скважинах, в которых установлен добычной насос.

Наиболее близким аналогом предложенному устройству является устройство для исследования параметров нефти или газа (см. патент RU № 2379503, МПК E21B 47/00, E21B 47/12, опубл. 20.01.2010). Данное известное устройство содержит геофизический прибор, размещенный в интервале исследования с помощью установленного под добычным насосом барабана лебедки, на который двумя-тремя витками навита петля, по длине соизмеримая с глубиной интервала исследования, и который приводится во вращение электродвигателем, также установленным под добычным насосом и соединенным питающим кабелем с силовым кабелем, который питает добычной насос и передает информацию от геофизического прибора на устье, при этом прибор закреплен на петле барабана и соединен с силовым кабелем с помощью питающего кабеля, выполненного в виде пружины, на противоположной от прибора стороне петли закреплен контргруз (или второй геофизический прибор), вес которого равен весу первого прибора, на верхних торцах прибора и контргруза выполнены конечные выключатели, а на устье скважины установлен пульт управления приборами и электродвигателем барабана.

Известное устройство позволяет проводить исследования по глубине скважины в интервале пласта и вести непрерывную передачу информации от скважинного геофизического прибора на поверхность скважины. Вместе с тем, конструктивное исполнение данного устройства имеет ряд недостатков, среди которых горизонтальное расположение барабана и закрепление скважинного прибора и контргруза на противоположных сторонах навитой на барабан петли. Следствием этих признаков является увеличение габаритов устройства в части диаметра. Петля, на которой закреплен скважинный прибор, и питающий кабель, выполненный в виде пружины, расположены в непосредственной близи друг от друга, что может привести к их перехлестыванию и, как следствие, к выходу из строя всего устройства. Кроме того, питающий кабель, выполненный в виде пружины, ограничивает ход перемещения геофизического прибора и, соответственно, интервал исследования по глубине.

Задачей изобретения является создание устройства, лишенного недостатков аналогов.

Технический результат, обеспечиваемый предложенным изобретением, заключается в увеличении интервала исследования, в уменьшении наружного диаметра устройства и повышении надежности его работы.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для перемещения скважинных приборов под добычным насосом содержит установленный под добычным насосом электропривод, выходной вал которого соединен с вертикально-расположенным барабаном, на который намотан геофизический кабель, с закрепленным на его конце по меньшей мере одним скважинным прибором. Барабан снабжен укладчиком кабеля, установленным с возможностью перемещения вдоль барабана и контакта с верхним и нижним концевыми переключателями для реверсирования направления вращения электропривода.

Предложенное устройство показано на чертеже в виде продольного разреза. Устройство содержит скважинный прибор 1, который имеет возможность перемещения вдоль скважины под добычным насосом ЭЦН 2. Устройство может содержать более одного скважинного прибора 1. В этом случае приборы 1 соединены между собой последовательно. Питание добьяного насоса 2 осуществляется по жилам силового кабеля (на чертеже не показан). Под добычным насосом 2 через отрезок насосно-компрессорной трубы (НКТ) 3 установлен корпус 4 устройства для перемещения скважинного прибора 1. Длина НКТ 3 подбирается таким образом, чтобы после спуска ЭЦН 2 на проектную глубину интервал перемещения геофизического прибора 1 находился в намеченных глубинах исследования скважины. В верхней части корпуса 4 установлен электропривод 5, выходной вал которого соединен через датчик глубин 6 с барабаном 7. Расположен барабан 7 вертикально. С устья скважины к электроприводу 5 протянут бронированный многожильный геофизический кабель 8, прикрепленный к колонне НКТ хомутами. По одной жиле бронированного геофизического кабеля 8 подается питание на электропривод 5, по второй жиле осуществляется питание скважинного прибора 1 и передача информации от скважинного прибора 1 на регистратор, установленный на устье скважины (на чертеже не показан), третья жила используется для контроля за перемещением прибора 1, а остальные жилы используются для передачи показаний с датчика глубин 6 и для получения дополнительных измерений. После электропривода 5 установлен геофизический кабель 8 с тремя жилами и без брони. Геофизический кабель 8 навит на барабан 7. На нижнем конце геофизического кабеля 8 закреплен скважинный прибор 1 (или, при производственной необходимости, более одного скважинного прибора 1). На барабане 7 установлен укладчик кабеля 9 для обеспечения правильной навивки геофизического кабеля 8 в процессе вращения барабана 7. В верхней и нижней частях корпуса устройства 4 имеются верхний и нижний концевые переключатели крайнего положения 10, которые выполнены с выступающим размером, обеспечивающим контакт с укладчиком кабеля 9.

Устройство с вертикальным барабаном для перемещения скважинных приборов под добычным насосом работает следующим образом. Добычной насос 2 (типа ЭЦН) перед спуском в скважину оборудуют в нижней части предложенным устройством в сборе. Внутри устройства в исходном состоянии геофизический кабель 8 полностью навит на барабан 7, а укладчик кабеля 9 находится в нижнем положении, в контакте с нижним концевым переключателем 10. После спуска добычного насоса ЭЦН 2 с подвеской предложенного устройства в скважину на заданную глубину жилы верхнего конца геофизического кабеля 8 подключают соответственно к блоку управления электроприводом 5 и к геофизическому регистратору, которые размещены на устье скважины.

При достижении заданной глубины по геофизическому кабелю 8 подают питание на электропривод 5, который начинает вращать барабан 7, и геофизический кабель 8 при помощи укладчика кабеля 9 разматывается. При этом происходит перемещение скважинного прибора 1 вниз по скважине. В момент касания укладчика кабеля 8 о верхний концевой переключатель 10 происходит отключение питания на электроприводе 5, и скважинный прибор 1 останавливается в нижней крайней точке записи. С устья скважины на электропривод 5 по геофизическому кабелю 8 подают напряжение противоположной полярности, и электропривод 5 начинает вращать барабан 7 в обратную сторону. Геофизический кабель 8 начинает наматываться укладчиком кабеля 9 на барабан 7, а прибор 1 осуществляет движение вверх до момента срабатывания нижнего концевого переключателя 10.

Во время движения скважинного прибора 1 производится запись информации по глубине скважины. В интервале исследования скважинный прибор 1 регистрирует информацию о профиле притока по глубине скважины. Информация включает в себя кривые следующих методов: магнитный локатор муфт и перфорационных отверстий; естественный гамма фон пластов; высокочуствительная термометрия; барометрия (манометрия); влагометрия; резистивиметрия; термокондуктивный индикатор притока (термокондуктивный дебитомер); расходометрия механического типа и др.

Оператор с устья управляет направлением вращения барабана 7 и производит запись информации по глубине, поступающей от прибора 1, в геофизический регистратор в режиме реального времени. Можно также производить запись в определенной точке не по глубине, а по времени. Указанные исследования можно осуществлять в дистанционном режиме, используя средства связи.

Применение предложенного устройства особенно актуально при одновременной добыче углеводородов из нескольких интервалов перфорации или при обводнении продуктивного пласта.

Предложенная конструкция устройства для перемещения скважинных приборов под ЭЦН обеспечивает получение указанного технического результата.

Увеличение интервала исследования по глубине скважины, относительно наиболее близкого аналога, достигается за счет закрепления скважинных приборов на нижнем конце геофизического кабеля (а не на петле, по длине соизмеримой с глубиной интервала исследования и навитой двумя-тремя витками на барабан), который навит на вертикальный барабан множеством витков и может иметь существенную длину.

Уменьшение наружного диаметра устройства обеспечивается вертикальным расположением электропривода и барабана лебедки.

Повышению надежности работы устройства способствует установка на вертикально расположенный барабан укладчика кабеля, который плотно и упорядочение укладывает навивы геофизического кабеля. Повышению надежности работы устройства способствует также последовательная вертикальная установка элементов устройства (электропривода и барабана), а также применяемая электрическая схема подключения к жилам геофизического кабеля.