устройство с полиспастом для перемещения скважинных приборов под добычным насосом

Формула изобретения

Устройство для перемещения скважинных приборов под добычным насосом, содержащее установленный под добычным насосом электропривод, соединенный через элемент преобразования движения с нижним подвижным блоком полиспаста, под которым подвешены скважинные приборы, отличающееся тем, что в качестве элемента преобразования движения установлены коническая шестеренчатая пара и цепная передача, скважинные приборы подвешены на многожильном геофизическом кабеле, по которому осуществляется их дистанционное управление с устья скважины, многожильный геофизический кабель подключен к электроприводу для подачи питания с устья скважины, а в полиспасте навит на верхний неподвижный блок через захват нижнего подвижного блока, при этом на корпусе устройства в предельных точках хода нижнего подвижного блока полиспаста 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.

Известно устройство для спуска-подъема геофизических приборов на кабеле под добычным насосом (см. патент RU № 0085188, МПК E21B 47/00, опубл. 27.07.2009), принятое за наиболее близкий аналог. В данном известном устройстве под добычным насосом закреплен механизм, состоящий из электродвигателя, подключенного с одной стороны к добычному насосу, а с другой стороны - к барабану с намотанным на нем тросом, и полиспаста, содержащего верхний блок и нижний подвижный блок, который имеет возможность спуска-подъема посредством троса и под которым на кабеле подвешены геофизические приборы. Барабан выполняет, таким образом, функцию элемента преобразования движения, преобразуя вращательное движение выходного вала электропривода в поступательное движение нижнего подвижного блока полиспаста, в результате чего осуществляется спуск или подъем приборов в скважине.

Известное устройство позволяет проводить исследования по глубине скважины в интервале пласта. Однако конструктивное исполнение данного устройства имеет ряд недостатков, к которым можно отнести горизонтальное последовательное расположение под добычным насосом электродвигателя и барабана. Такое расположение электродвигателя и барабана не позволяет оптимизировать габариты устройства по диаметру. Данное известное устройство обеспечивает относительно небольшой интервал перемещения прибора в скважине в силу того, что используется полиспаст, работающий по принципу силовой, а не скоростной передачи. Наконец данное устройство не позволяет вести непрерывную передачу информации от скважинного геофизического прибора на поверхность скважины в виду того, что геофизический прибор является автономным и подвешивается на отрезке кабеля, который не связан дистанционно с геофизическим регистратором, установленным на устье скважины.

Задачей полезной модели является создание устройства, лишенного названных недостатков аналогов.

Технический результат, обеспечиваемый предложенной полезной моделью, заключается в увеличении интервала исследования по глубине скважины, в возможности передачи в режиме реального времени информации о профиле притока по глубине в интервале исследования и в уменьшении наружного диаметра устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для перемещения скважинных приборов под добычным насосом, содержащем установленный под обычным насосом электропривод, соединенный через элемент преобразования движения с нижним подвижным блоком полиспаста, под которым подвешены скважинные приборы, согласно предложенному, в качестве элемента преобразования движения установлены коническая шестеренчатая пара и цепная передача, скважинные приборы подвешены на многожильном геофизическом кабеле, по которому осуществляется их дистанционное управление с устья скважины, многожильный геофизический кабель подключен к электроприводу для подачи питания с устья скважины, а в полиспасте навит на верхний неподвижный блок через захват нижнего подвижного блока, при этом на корпусе устройства в предельных точках хода нижнего подвижного блока полиспаста установлены верхний и нижний концевые переключатели для реверсирования направления вращения электропривода.

Предложенное устройство показано на чертеже в виде продольного разреза.

Устройство содержит скважинный прибор 1 (или два последовательно соединенных прибора), который размещен с возможностью перемещения вдоль скважины под добычным насосом ЭЦН 2 на геофизическом кабеле 3. Под добычным насосом 2 через насосно-компрессорные трубы (НКТ) 4 установлен корпус 5 устройства для перемещения скважинного прибора 1. Длина НКТ 4 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 5 установлен электропривод 6. Выходной вал электропривода 6 соединен через датчик глубин 7 с конической шестеренчатой парой 8, которая передает движение на замкнутую вкруговую цепь 9, являющуюся приводом подвижного блока 11 полиспаста. Верхний неподвижный блок 10 полиспаста жестко закреплен к корпусу 5 непосредственно под конической парой 8. На верхний неподвижный блок 10 навит геофизический кабель 3 через захват геофизическим кабелем 3 нижнего подвижного блока 11 полиспаста. Нижний подвижный блок 11 полиспаста находится в жестком зацеплении с цепью 9. Блоков в полиспасте (верхних неподвижных и нижних подвижных) может быть установлено по два с целью увеличения полезного действия полиспаста, которое в данном случае, то есть при работе по принципу скоростной передачи, выражается в увеличении длины подвижной нижней части кабеля.

На внутренней стенке корпуса 5 в точках крайнего верхнего и крайнего нижнего положений подвижного блока 11 установлены соответственно верхний и нижний концевые переключатели 12, которые выполнены с размером, обеспечивающим контакт с подвижным блоком 11.

В качестве геофизического кабеля 3, протянутого с устья скважины к электроприводу 6, используется бронированный многожильный геофизический кабель, который прикреплен к колонне насосно-компрессорных труб хомутами. По одной жиле геофизического кабеля 3 подается питание на электропривод 6, по второй жиле осуществляется питание скважинного прибора 1 и передача информации от скважинного прибора 1 на геофизический 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 7 и для получения дополнительных измерений. В качестве геофизического кабеля 3, применяемого ниже электропривода 6, используется небронированный трехжильный кабель 3.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину к нижней части добычного насоса 2 (типа ЭЦН) на НКТ 4 монтируют корпус 5 предложенного устройства, которое собрано и готово к проведению исследований. Внутри устройства в исходном состоянии нижний подвижный блок 11 находится в крайнем нижнем положении, в контакте с нижним концевым переключателем 12.

После спуска добычного насоса ЭЦН 2 и устройства в скважину на заданную глубину проведения исследований жилы верхнего конца геофизического кабеля 3 на устье скважины подключают соответственно к блоку управления и к геофизическому регистратору (на чертеже не показаны). По геофизическому кабелю 3 подают питание на электропривод 6, который начинает вращать коническую шестеренчатую пару 8, передающую движение на цепь 9. От движения цепи 9 нижний подвижный блок 11 начинает движение вверх. При этом происходит удлинение нижнего конца геофизического кабеля 3 и, соответственно, перемещение скважинного прибора 1 вниз по скважине.

В момент контакта нижнего подвижного блока 11 с верхним концевым переключателем 12 происходит отключение питания на электроприводе 6, и скважинный прибор 1 останавливается в нижней крайней точке интервала исследования профиля притока. После этого с блока управления электроприводом 6 по геофизическому кабелю 3 подают напряжение противоположной полярности, и выходной вал электропривода 6 начинает вращать коническую пару 8 в обратную сторону. Подвижный нижний блок 11 начинает перемещаться вниз, нижний свободный конец геофизического кабеля 3 укорачивается, а прибор 1, соответственно, осуществляет движение вверх.

В процессе перемещения скважинного прибора 1 вверх и вниз по скважине происходит запись информации в интервале исследования по глубине скважины в режиме реального времени. Регистрируемая 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.

Запись можно производить как в определенной точке глубины, так и в определенный момент времени. Данные исследования можно осуществлять в дистанционном режиме, используя средства связи.

Использование в качестве элемента преобразования движения пары конических шестерен и цепной передачи позволяет выполнить устройство компактным в радиальном направлении, что немаловажно для оборудования, работающего в скважинах. При этом обеспечивается надежная передача усилия от выходного вала электропривода на нижний подвижный блок полиспаста.

Использование геофизического кабеля в предложенном скоростном полиспасте обеспечивает увеличение интервала исследования и возможность передачи на устье скважины информации о профиле притока в интервале пласта по глубине скважины в режиме реального времени.