Устройство для зондирования скважин
Предлагаемое устройство может быть использовано при зондировании нефтегазовых скважин с целью считывания информации для определения их характеристик и состояния.
Устройство для зондирования скважин содержит снаряд с аппаратурой для считывания информации и средство для транспортирования снаряда в исследуемую область скважины. Кроме того, устройство снабжено шарообразным полым элементом, подвешенным на трех струнах на нижней стороне снаряда. Свободные концы струн сведены в общую точку для крепления на полом шарообразном элементе, который частично или полностью заполнен балластной массой. Две из струн выполнены из двух частей связанных тальрепом.
Технический результат заключается в повышении качественных характеристик устройства.
Предлагаемое техническое решение относится к исследовательскому оборудованию и может быть использовано при зондировании нефтегазовых скважин с целью считывания информации для определения их характеристик и состояния.
Известно устройство для глубинного считывания информации, содержащее капсулу с аппаратурой, транспортируемую на тросе для считывания информации в заданной области, см. М.Л.Заферман, «Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М.Книповича», Мурманск, «История отечественной океанологии», стр.2 (см. www.vitiaz.rn).
Недостатком приведенной конструкции является трудность подъема капсулы (или даже ее потеря) на поверхность при случайных зацепах троса во время проведения работ.
Известны устройства для зондирования скважин, содержащие снаряд с аппаратурой для считывания информации и средство транспортирования снаряда в исследуемую область скважины, включающее кабель-трос для подвешивания снаряда, см. пат. РФ №2287057, Е21В 47/00, пуб. 10.11.2006 г. Бюл. №31 и пат.
РФ №2177676, Н04N 7/18, пуб. 27.12.2000 г. Бюл. №36., выбранный автором за прототип.
Недостатком данных устройств является возможность потери снаряда при его «застревании» в скважине из-за возможного стеноза последней вследствие отсутствия предварительного зондажа проходного сечения скважины и пониженное качество считываемой информации за счет не четкой ориентации снаряда относительно стенок скважины при считывании информации.
Техническим результатом от использования предложенного технического решения является повышение эксплуатационных характеристик устройства, за счет снижения вероятности потери снаряда при зондировании скважин и повышения качества считываемой информации.
В соответствии с предлагаемым решением, указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для зондирования скважин, содержащем снаряд с аппаратурой для считывания информации и средство транспортирования снаряда в исследуемую область скважины, включающее кабель-трос для подвешивания снаряда, дополнительно содержится шарообразный полый элемент и три струны, при этом полость шарообразного элемента частично или полностью заполнена балластной массой, первые одноименные концы струн равномерно закреплены по периметру нижнего торца снаряда с аппаратурой, другие - сведены и связаны с шарообразным полым элементом в общей точке, причем наружный диаметр Dш шарообразного элемента выбран исходя из условия:
DCH <DШ<DCK
где: DCK - номинальный диаметр зондируемой скважины;
DCH - минимальный диаметр окружности, в которую вписывается снаряд с аппаратурой по его поперечному сечению.
Кроме того, шарообразной полый элемент выполнен с резьбовым радиальным отверстием для введения балластной массы, в котором установлена резьбовая заглушка.
Кроме того, заглушка выполнена с проушиной для крепления сведенных концов струн.
Кроме того, сведенные концы струн закреплены на проушине заглушки через последовательно установленные заводное кольцо и противозакручиватель.
Кроме того, разрывная нагрузка противозакручивателя или заводного кольца меньше допустимой нагрузки на кабель-трос при максимальной рабочей глубине устройства.
Кроме того, по крайней мере две из струн выполнены из двух частей, связанных через тальрепы, для совмещения центра масс шарового элемента с осью кабель-троса при транспортировке снаряда с аппаратурой в исследуемую область скважины.
Кроме того, на шарообразном элементе предусмотрен кольцевой выступ, центр которого размещен в области резьбовой заглушки.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 - место I на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3-место II на фиг.1 в увеличенном масштабе.
Устройство для зондирования скважины-1 содержит снаряд-2 с аппаратурой для считывания информации (например, для ультразвукового исследования или видеосъемки). Снаряд-2 выполнен цилиндрической формы и закреплен по центру верхнего торца на кабель-тросе-3. На нижнем торце снаряда-2 на гибкой связи в виде трех (или более) струн-4 подвешен полый шарообразный элемент-5. Струны-4 первыми одноименными концами равномерно закреплены на нижнем торце снаряда-2. Вторые концы струн-4 сведены в общую точку-А (см. фиг.3) для крепления через последовательно смонтированные карабин (противозакручиватель)-6 и заводное кольцо-7 на проушине-8 заглушки-9,
установленной в радиальном отверстии элемента-5. Для исключения потери снаряда-2 при застревании элемента-5 в скважине-1 разрывная нагрузка противозакручивателя-6 выбирается меньше чем допустимая нагрузка на кабель-трос-3 при максимальной рабочей глубине устройства. Для свободного прохода снаряда-1 наружный диаметр DШ шарового элемента-5 выбран из условия DCH<D Ш<DСК, где DCK - номинальный диаметр зондируемой скважины, a D CH - минимальный диаметр окружности, в которую вписывается снаряд с аппаратурой по его поперечному сечению.
Равнодлинность струн-4 (для совмещения центра масс О элемента-5 с осью кабель-троса-3 при зондировании скважины), обеспечивается тем, что по крайней мере две из струн-4 выполнены из двух частей (см. фиг.2), связанных через тальрепы-10 со стержнями-11, имеющих концы с резьбой противоположного напрвления и вкрученных в соосные отверстия рамки-12 тальрепов. Для обеспечения оптимального веса шарообразного элемента-5, его полость частично или полностью заполнена балластной массой-13 (например водой или металлической дробью), которая вводится через радиальное отверстие элемента-5 при снятой заглушке-9. С целью исключения повреждения нижнего торца снаряда-2 при попадании шарового элемента-5 в стенозную область скважины на элементе-5 предусмотрен кольцевой выступ-14 с центром, размещенным в области заглушки-9, а на торце выступа-14 размещена вставка-15 из эластичного материала.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В скважину-1 на кабель-тросе-3 последовательно вводят шарообразный элемент-5 и снаряд-2 с аппаратурой для считывания информации. После доставки снаряда-2 в заданную область скважины-1 (глубина-Н) производят исследование стенок скважины-1 для определения необходимых характеристик. После считывания нужной информации в заданной области снаряд-2 поднимают
или опускают для дальнейшего исследования скважины-1. При наличии в скважине стенозного участка-16 и непроходимости шарообразного элемента-5а, следовательно, и снаряда-2 (показано пунктиром) натяжение кабель-троса резко снижается, что фиксируется соответствующей аппаратурой (в графических материалах условно не показано), подачу снаряда-2 прекращают с дальнейшим его подъемом на поверхность. При большой скорости опускания снаряда-2 или отказе датчика силы натяжения кабель-троса-3 торец снаряда-2 «садится» на эластичную вставку-15, чем обеспечивается демпфирование динамических нагрузок на снаряд-2.
Из вышеприведенного следует, что предложенная конструкция имеет преимущества по сравнению с известной, а именно исключается вероятность потери снаряда при наличии стенозных областей в скважине, а также повышается качество считываемой информации за счет точной ориентации снаряда вдоль стенок скважины.
Следовательно предложенное устройство при использовании дает технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик устройства.
На предприятии в настоящее время по материалам заявки изготовлен опытный образец изделия испытания которого подтвердили достижение вышеуказанного технического результата.
1. Устройство для зондирования скважин, содержащее снаряд с аппаратурой для считывания информации и средство транспортирования снаряда в исследуемую область скважины, включающее кабель-трос для подвешивания снаряда, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит шарообразный полый элемент и три струны, при этом полость шарообразного элемента частично или полностью заполнена балластной массой, первые одноименные концы струн равномерно закреплены по периметру нижнего торца снаряда с аппаратурой, другие - сведены и связаны с шарообразным полым элементом в общей точке, причем наружный диаметр DШ шарообразного элемента выбран исходя из условия
DCH<D Ш<DCK,
где D CK - номинальный диаметр зондируемой скважины;
D CH - минимальный диаметр окружности, в которую вписывается снаряд с аппаратурой по его поперечному сечению.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарообразный полый элемент выполнен с резьбовым радиальным отверстием для введения балластной массы, в котором установлена резьбовая заглушка.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что заглушка выполнена с проушиной для крепления сведенных концов струн.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что сведенные концы струн закреплены на проушине заглушки через последовательно установленные заводное кольцо и противозакручиватель.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что разрывная нагрузка противозакручивателя или заводного кольца меньше допустимой нагрузки на кабель-трос при максимальной рабочей глубине устройства.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере две из струн выполнены из двух частей, связанных через тальрепы, для совмещения центра масс шарового элемента с осью кабель-троса при транспортировке снаряда с аппаратурой в исследуемую область скважины.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на шарообразном элементе предусмотрен кольцевой выступ, центр которого размещен в области резьбовой заглушки.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что на торце кольцевого выступа предусмотрена вставка из эластичного материала.
