RU2400621C2 - Device for transporting tools to horizontal well - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device for transporting tools to horizontal well includes external fixed housing, two movable housings, two wedging supports, motor; at that, in external housing there installed is electric motor with down reduction gear and screw gear with two parallel located screws, one of which has left-handed thread; screws are installed with possibility of rotation through a set of gear wheels; upper and lower housings are equipped each with a pair of wedging spring-loaded cams; at that, lower pair of cams is fixed in the axis in movable insert; folding mechanism of lower pair of cams includes a rack, axis with toothed sector, which is fixed on movable insert and shaped slot on lower movable housing.

EFFECT: possibility of transporting tools to any horizontal well, providing multiple tool lowering and lifting process, rigid engagement with casing string, reliability and increased movement speed of device.

2 dwg

Description

Изобретение относится к исследованию горизонтальных и наклонных нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для доставки приборов в скважину.The invention relates to the study of horizontal and 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. (1) (А.с. SU №1739018, Е21В 47/00, опубл. 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. (1) (A.S. SU No. 1739018, ЕВВ 47/00, publ. 1992, BI No. 21).

Недостатками данного 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.The disadvantages of this 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 the cable stiffness insufficient, 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 (no 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. (2) (А.с. SU №1654558, Е21В 47/00, опубл. 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. (2) (A.S. SU No. 1654558, ЕВВ 47/00, publ. 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 заключатся в том, что в известном устройстве для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащем наружный неподвижный корпус, два подвижных корпуса, две расклинивающие опоры, двигатель, согласно изобретению в наружном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором и винтовая передача с двумя параллельно расположенными винтами, один из которых имеет левую резьбу, винты установлены с возможностью вращения через комплект зубчатых колес, верхний и нижний подвижные корпусы снабжены парой расклинивающих подпружиненных кулачков каждый, причем нижняя пара кулачков закреплена на оси в подвижном вкладыше, механизм складывания нижней пары кулачков включает рейку, ось с зубчатым сектором, закрепленную на подвижном вкладыше, и фигурный паз на нижнем подвижном корпусе.The essence of the present invention lies in the fact that in the known device for delivering devices to a horizontal well containing an outer fixed body, two movable bodies, two wedging supports, an engine, according to the invention, an electric motor with a reduction gear and a helical gear with two parallel spaced gears are installed in the outer case screws, one of which has a left-hand thread, screws are mounted for rotation through a set of gears, the upper and lower movable bodies are equipped with swarm propping spring loaded cams each, the lower pair of cams fixed to the movable axis in the insert, the folding mechanism includes a lower pair of cam rails, the axis with a toothed sector fixed to the movable insert, and a shaped groove on the lower mobile body.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства.Figure 1 presents a diagram of the proposed device.

На фиг.2 представлен фигурный паз Г.Figure 2 presents the figured groove G.

Устройство содержит внешний неподвижный корпус 1 с установленным в нем электрическим двигателем 2 и понижающим редуктором 3, два подвижных корпуса 6 и 8, в каждом из которых установлена пара расклинивающих кулачков 4 с пружинами 5, нижний центратор 7, верхний центратор 9 и винтовую передачу винт-гайка 10, 11 с двумя параллельно расположенными винтами, один из которых имеет левую резьбу, вращение винтов осуществляется через комплект зубчатых колес 14.The device comprises an external fixed housing 1 with an electric motor 2 installed in it and a reduction gear 3, two movable bodies 6 and 8, each of which has a pair of proppant cams 4 with springs 5, a lower centralizer 7, an upper centralizer 9 and a screw gear a nut 10, 11 with two parallel screws, one of which has a left-hand thread, the rotation of the screws is carried out through a set of gears 14.

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

Внешний корпус 1 и подвижный корпус 6 имеют поперечные ролики 15. В корпусе 6 выполнен фигурный паз Г под ось 13 с зубчатым сектором. На оси 13 выполнены лыски Б.The outer casing 1 and the movable casing 6 have transverse rollers 15. In the casing 6 there is a shaped groove G under the axis 13 with a gear sector. On the axis 13 are made flats B.

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 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 by a coupling C with a descent tool 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 параллельной винтовой передачи), ось 13 проворачивается зубчатой рейкой 17 на 90° и ось 13 входит в зацепление с подвижным корпусом 6, в котором имеется фигурный паз Г, 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 и вместе с корпусом 6 движутся вниз, в то время как другая пара кулачков 4 расклинена на обсадной колонне.When the driving nut 11 moves upward in section B, the housings 6 and 8 move in different directions (using a parallel screw drive), the axis 13 is rotated by a gear rack 17 90 ° and the axis 13 is engaged with the movable housing 6, in which there is a figured groove G, and on the axis 13 there are flats B. Thus, the insert 12 is rigidly fixed in the housing 6. The cams 4 come out from under the transverse roller 15 of the housing 6 and together with the housing 6 move down, while the other pair of cams 4 is wedged on the 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.Further, 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, making forward movement of the device.

Совершая возвратно-поступательное движение в пределах участка А, винтовая передача обеспечивает движение устройства вперед. Причем ввиду наличия параллельной винтовой передачи холостой ход для одной пары кулачков 4 является рабочим ходом для другой пары кулачков 4, 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, due to the presence of a parallel helical gear, idle for one pair of cams 4 is a working stroke for another pair of cams 4, 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 команда на прохождение ходовой гайкой участка В, при этом происходит укладывание кулачков 4 и центраторов 7, 9 в транспортное положение.Before lifting the device, a command is given to pass the nut B of the running nut, while the cams 4 and centralizers 7, 9 are placed in the transport position.

Укладывание кулачков 4 в корпусе 6 происходит следующим образом.Laying the cams 4 in the housing 6 is as follows.

При прохождении ходовой гайкой 11 участка В зубчатая рейка 17 поворачивает ось 13 на 90°, происходит расфиксация вкладыша 12, который вместе с корпусом 8 опускается вниз, кулачки 4 заходят под поперечные ролики 15.When the driving nut 11 passes section B, the gear rack 17 rotates the axis 13 by 90 °, the liner 12 is released, which, together with the housing 8, goes down, the cams 4 go under the transverse rollers 15.

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

Claims (1)

Устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину, содержащее наружный неподвижный корпус, два подвижных корпуса, две расклинивающие опоры, двигатель, отличающееся тем, что в наружном корпусе установлены электродвигатель с понижающим редуктором и винтовая передача с двумя параллельно расположенными винтами, один из которых имеет левую резьбу, винты установлены с возможностью вращения через комплект зубчатых колес, верхний и нижний подвижные корпусы снабжены парой расклинивающих подпружиненных кулачков каждый, причем нижняя пара кулачков закреплена на оси в подвижном вкладыше, механизм складывания нижней пары кулачков включает рейку, ось с зубчатым сектором, закрепленную на подвижном вкладыше и фигурный паз на нижнем подвижном корпусе. A device for delivering devices to a horizontal well containing an outer fixed body, two movable bodies, two proppants, an engine, characterized in that an electric motor with a reduction gearbox and a helical gear with two parallel screws, one of which has left-hand thread, are installed in the outer case , the screws are mounted for rotation through a set of gears, the upper and lower movable bodies are equipped with a pair of proppant spring-loaded cams each, the lower a pair of cams is fixed on an axis in the movable insert, the folding mechanism of the lower pair of cams includes a rail, an axis with a gear sector, mounted on the movable insert and a figured groove on the lower movable housing.

Images