RU2378487C2 - Device for delivering tools to horizontal well - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: device includes external fixed housing in which there installed is electric motor with reducing reduction gear, screw gear, upper and lower movable housings with pinion racks, in each of which there installed is a pair of spring-loaded wedging cams; at that, the other pair is turned through 90° relative to longitudinal axis of the device; folding mechanism of lower pair of cams by means of rack, axis with gear quadrant, which is fixed on movable insert; in lower movable housing there made is cam slot, low pair of cams is fixed on the axis in movable insert.

EFFECT: improving reliability, increasing pulling force, increasing movement speed.

2 dwg

Description

Изобретение относится к бурению горизонтальных и сильнонаклонных нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для доставки приборов в скважину.The invention relates to the drilling of horizontal and highly deviated oil and gas wells, in particular to devices for delivering devices to the well.

Известно устройство для доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, содержащее груз, закрепляемый на каротажном кабеле выше спускаемого прибора и выполненный в виде герметичных элементов гибкого шланга, заполненных утяжеленной жидкостью и гидравлически связанных между собой. Когда весь гибкий шланг опущен в скважину, под действием столба жидкости в шланге создается избыточное гидравлическое давление, которое раздувает шланг, в результате чего он приобретает жесткость. Под действием веса и благодаря жесткости шланг с кабелем перемещается по горизонтальной части скважины, перемещая прибор. (А.с. SU №1739018, Е21В 47/00, опубл. в 1992, БИ №21).A device is known for delivering geophysical instruments to a horizontal well containing a load secured to the logging cable above the descent tool and made in the form of sealed elements of a flexible hose filled with a weighted fluid and hydraulically interconnected. When the entire flexible hose is lowered into the well, an excessive hydraulic pressure is created in the hose under the action of a liquid column, which inflates the hose, as a result of which it becomes stiff. Under the influence of weight and due to stiffness, the hose with the cable moves along the horizontal part of the well, moving the device. (A.S. SU No. 1739018, Е21В 47/00, published in 1992, BI No. 21).

Недостатком известного устройства является то, что ограничены типы скважин, на которых этот способ применим, так как из-за большой длины навешиваемого груза и недостаточной жесткости кабеля оно используется только в заглушенных открытых скважинах (пластовое давление уравновешено столбом жидкости) и в скважинах, имеющих небольшую протяженность наклонно-горизонтального участка (не более 250-300 м), а также недостаточна производительность работы.A disadvantage of the known device is that the types of wells on which this method is applicable are limited, because due to the large length of the load being hung and insufficient cable stiffness it is used only in plugged open wells (reservoir pressure is balanced by a liquid column) and in wells having a small the length of the inclined horizontal section (not more than 250-300 m), as well as insufficient productivity.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для транспортирования приборов в скважине, содержащее цилиндрический корпус, две расклинивающие опоры и движитель с кабелем, выполненный в виде двух поршней со штоками, причем вторая расклинивающая опора установлена на штоке второго поршня. Перемещение прибора осуществляется за счет попеременного выдвижения поршней и закрепления соответствующей опоры за стенку скважины (А.c. SU №1654558, Е21В 47/00, опубл. в 1991, БИ №21).The closest in technical essence and the achieved result is a device for transporting devices in the well, containing a cylindrical body, two wedging supports and a mover with a cable made in the form of two pistons with rods, the second wedging support mounted on the rod of the second piston. The device is moved by alternately extending the pistons and securing the corresponding support to the wall of the well (A.c. SU No. 1654558, Е21В 47/00, published in 1991, BI No. 21).

Недостаток устройства заключается в низкой производительности работы ввиду наличия холостого хода, небольшого линейного перемещения прибора, ограниченного длиной поршня и большим временем цикла проводимой операции.The disadvantage of this device is the low productivity due to the idling, a small linear movement of the device, limited by the length of the piston and the long cycle time of the operation.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности, увеличение тянущего усилия, а также увеличение скорости движения.The objective of the present invention is to increase reliability, increase pulling force, as well as increase speed.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в устройстве для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащем внешний неподвижный корпус, расклинивающие опоры и движитель, согласно изобретению во внешнем неподвижном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором, винтовая передача, верхний и нижний подвижные корпусы с зубчатыми рейками, в каждом из которых установлена пара подпружиненных расклинивающих кулачков, причем вторая пара развернута на 90° относительно продольной оси устройства, механизм складывания нижней пары кулачков с помощью рейки, оси с зубчатым сектором, закрепленной на подвижном вкладыше, в нижнем подвижном корпусе выполнен фигурный паз, нижняя пара кулачков закреплена на оси в подвижном вкладыше, расклинивающие опоры выполнены в виде подпружиненных расклинивающих кулачков.The essence of the present invention lies in the fact that in the device for delivering devices to a horizontal well containing an external fixed body, proppants and propulsor, according to the invention, an electric motor with a reduction gear, a helical gear, upper and lower movable bodies with gear racks are installed in the external fixed body , in each of which a pair of spring-loaded proppant cams is installed, the second pair being deployed 90 ° relative to the longitudinal axis of the device, dyvaniya lower pair of cams via the rack axis with a toothed sector fixed on the movable insert in the lower mobile body shaped groove is formed, the lower pair of cams fixed to the axis in the movable insert, proppants supports are made in the form of spring-loaded wedging cams.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows a diagram of the proposed device.

На фиг.2 изображен фигурный паз с фиксируемой в нем осью 13.Figure 2 shows a curly groove with an axis 13 fixed in it.

Устройство содержит внешний неподвижный корпус 1 с установленным в нем электрическим двигателем 2 и понижающим редуктором 3, верхний 8 и нижний 6 подвижные корпусы, в каждом из которых установлена пара расклинивающих кулачков 4 с пружинами 5, нижний центратор 7, верхний центратор 9 и механическую передачу винт - гайка 10, 11.The device comprises an external fixed housing 1 with an electric motor 2 installed in it and a reduction gear 3, the upper 8 and lower 6 movable bodies, each of which has a pair of proppant cams 4 with springs 5, a lower centralizer 7, an upper centralizer 9 and a mechanical transmission screw - nut 10, 11.

Подвижный корпус 6 имеет вкладыш 12, в котором на оси закреплена нижняя пара кулачков 4, снабженный осью с зубчатым сектором 13.The movable housing 6 has a liner 12, in which the lower pair of cams 4 is fixed on the axis, provided with an axis with a gear sector 13.

Корпусы 6 и 8 снабжены зубчатыми рейками 16, 17, корпус 1 - зубчатым паразитным колесом 14.The housings 6 and 8 are equipped with gear racks 16, 17, the housing 1 - spur gear 14.

Внешний корпус 1 и подвижный корпус 6 имеют поперечные ролики 15.The outer casing 1 and the movable casing 6 have transverse rollers 15.

Доставку приборов в горизонтальную скважину с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.The delivery of devices to a horizontal well using the proposed device is as follows.

Предлагаемое устройство соединяют с муфтой С со спускаемым прибором и каротажным кабелем (не показан), на котором его опускают в скважину через лубрикатор, установленный на устье скважины (не показан).The proposed device is connected to the coupling With a descent device and a wireline cable (not shown), on which it is lowered into the well through a lubricator mounted on the wellhead (not shown).

При входе прибора в горизонтальный участок скважины подают питание на двигатель 2.When the device enters the horizontal section of the well, power is supplied to the engine 2.

При вращении ходового винта 10 совершается движение ходовой гайки 11 вверх на участке В, кулачки 4 выходят из-под поперечного ролика 15 наружного корпуса 1 и под действием пружин 5 расклиниваются в обсадной колонне.When the lead screw 10 rotates, the lead nut 11 moves upward in section B, the cams 4 exit from the transverse roller 15 of the outer casing 1 and wedge in the casing under the action of the springs 5.

При движении ходовой гайки 11 вверх на участке В происходит движение корпусов 6 и 8 в разные стороны с помощью зубчатых реек 16 и колеса 14, ось 13 проворачивается зубчатой рейкой 17 на 90° и ось 13 входит в зацепление с подвижным корпусом 6, в котором имеется фигурный паз Г (фиг.2), а на оси 13 имеются лыски Б. Таким образом, вкладыш 12 жестко фиксируется в корпусе 6. Кулачки 4 выходят из-под поперечного ролика 15 корпуса 6, вместе с корпусом 6 движутся вниз, в то время как другая пара кулачков расклинена на обсадной колонне.When the driving nut 11 moves upward in section B, the bodies 6 and 8 move in different directions with the help of gear racks 16 and the wheel 14, the axis 13 is rotated by a gear rack 17 90 ° and the axis 13 is engaged with the movable housing 6, in which figured groove G (figure 2), and on the axis 13 there are flats B. Thus, the insert 12 is rigidly fixed in the housing 6. Cams 4 come out from under the transverse roller 15 of the housing 6, together with the housing 6 move down, while like another pair of cams wedged on a casing.

Далее при возвратно-поступательном движении гайки 11 на участке А, устройство вместе со спускаемым прибором поочередно подтягивается к жестко закрепленному на обсадной колонне (через пару кулачков 4) одному из подвижных корпусов 6 или 8, совершая поступательное движение устройства вперед.Then, with the reciprocating movement of the nut 11 in section A, the device, together with the descent device, is alternately pulled to one of the movable bodies 6 or 8, rigidly fixed on the casing (through a pair of cams 4), forcing the device forward.

Совершая возвратно-поступательное движение в пределах участка А, винтовая передача обеспечивает движение устройства вперед. Причем благодаря зубчатому колесу 14 и зубчатым рейкам холостой ход для одной пары кулачков является рабочим ходом для другой пары, обеспечивая непрерывное движение устройства в обсадной колонне.By making a reciprocating movement within the area A, the helical gear provides the forward movement of the device. Moreover, thanks to the gear wheel 14 and the gear racks, idling for one pair of cams is a working stroke for the other pair, providing continuous movement of the device in the casing.

Подъем прибора для проведения вторичных исследований или извлечения его из скважины осуществляется наматыванием кабеля на барабан каротажной лебедки.Lifting the device for secondary research or extracting it from the well is carried out by winding the cable onto the logging winch drum.

Перед подъемом прибора дается управляющая команда на прохождение ходовой гайкой участка В, при этом рубчатая рейка 17 поворачивает ось 13 на 90°, происходит расфиксация подвижного вкладыша 12, который вместе с корпусом 8 опускается вниз, кулачки 4 заходят под поперечные ролики 15. Устройство приведено в транспортное положение.Before lifting the device, a control command is given to pass the nut B in the running nut, while the rib rail 17 rotates the axis 13 90 °, the movable insert 12 is unlocked, which, together with the housing 8, goes down, the cams 4 go under the transverse rollers 15. The device is shown in transport situation.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает многократный процесс спуска/подъема прибора, позволяет доставлять приборы в любую горизонтальную скважину, обеспечивая при этом большее усиление за счет жесткого сцепления с колонной, надежность и повышенную скорость движения.Using the proposed device provides a multiple process of lowering / raising the device, allows you to deliver the devices to any horizontal well, while providing greater gain due to the rigid coupling with the column, reliability and increased speed.

Claims (1)

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее внешний неподвижный корпус, расклинивающие опоры и движитель, отличающееся тем, что во внешнем неподвижном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором, винтовая передача, верхний и нижний подвижные корпусы с зубчатыми рейками, в каждом из которых установлена пара подпружиненных расклинивающих кулачков, причем вторая пара развернута на 90° относительно продольной оси устройства, механизм складывания нижней пары кулачков с помощью рейки, оси с зубчатым сектором, закрепленной на подвижном вкладыше, в нижнем подвижном корпусе выполнен фигурный паз, нижняя пара кулачков закреплена на оси в подвижном вкладыше, расклинивающие опоры выполнены в виде подпружиненных расклинивающих кулачков. A device for delivering devices to a horizontal well containing an external stationary housing, proppants and a propulsion device, characterized in that an external motor with a reduction gear, a helical gear, upper and lower movable bodies with gear racks, each of which has a pair spring-loaded proppant cams, the second pair deployed 90 ° relative to the longitudinal axis of the device, the folding mechanism of the lower pair of cams using a rail, the axis of the cog In the lower sector, mounted in a movable insert, a figured groove is made in the lower movable housing, the lower pair of cams is fixed on an axis in the movable insert, the proppant supports are made in the form of spring-loaded proppant cams.

Images