способ спуска геофизического прибора в скважину с избыточным давлением

Формула изобретения

СПОСОБ СПУСКА ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ПРИБОРА В СКВАЖИНУ С ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ, при котором устанавливают на устьевой арматуре превентор, приемную секцию лубрикатора с размещенным в ней скважинным прибором, выравнивают давление в приемной секции и скважине и затем посредством уплотнителя и системы роликов спускают прибор в скважину, отличающийся тем, что предварительно соединяют скважинный прибор с отрезком кабеля и осуществляют спуск прибора до момента расположения свободного конца отрезка кабеля над превентором, закрывают превентор, стравливают давление в приемной секции, секцию убирают, соединяют свободный конец отрезка кабеля с каротажным кабелем подъемника, а на превенторе устанавливают уплотнитель и направляющий ролик и спускают прибор до заданной глубины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам спуска прибора в скважину с избыточным давлением и может быть использовано при исследовании скважин в нефтяной промышленности.

Известен способ спуска прибора в скважину с избыточным давлением, включающий установку на устьевую арматуру приемной секции с прибором, закрепленным на кабеле и продетым через уплотнитель, выравнивание давления в приемной секции и в скважине, спуск прибора в скважину и извлечение в обратной последовательности [1].

Недостатком данного способа является то, что операции спуска-подъема каротажного кабеля на протяжении всего цикла спуска осуществляются через приемную секцию лубрикатора. Исходя из того, что при исследовании скважин необходимо получить как можно больше информации, используют комплексные приборы. Длина комплексов, используемых при контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений, составляет 2-3 м (комплекс "Напор" имеет длину 2,2 м) [2]. Кроме того, вследствие недостаточной массы прибора для его спуска под своим весом дополнительно к нему могут подвешиваться грузы. С учетом длины уплотнителя высота лубрикатора достигает 5 м. Кроме того, фланец для крепления лубрикатора может располагаться на высоте 1,5-2 м от поверхности земли. Высота лубрикатора вместе с устьевой арматурой может достичь таким образом 7 и более метров. При такой высоте во время натяжения кабеля возникает значительный изгибающий момент на лубрикаторе, что может привести к деформации узлов и нарушению герметичности лубрикатора. Особенно это усугубляется, когда происходит прихват прибора в скважине. Кроме того, большая высота лубрикатора с устьевой арматурой делает трудным контроль за работой уплотнителя.

В качестве прототипа принят способ спуска прибора в скважину с избыточным давлением, включающий установку на устьевую арматуру превентора, опорной мачты с подвесными роликами, с помощью которой устанавливается на устьевую арматуру уплотнитель с приемной секцией с размещенным в ней геофизическим прибором, заливание полости приемной секции водой, выравнивание давления в скважине и приемной секции путем открывания задвижек устьевой арматуры, спуск прибора в скважину и подъем в обратной последовательности [2].

Опорная мачта имеет лебедку и служит подъемным устройством для уплотнения и приемной секции и одновременно является силовой опорой для лубрикаторного оборудования. Известный способ позволяет производить спуск и подъем приборов в скважину с избыточным давлением, однако способ имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, уплотнитель и направляющий ролик расположены на высоте приемной секции, что затрудняет доступ к ним. При нарушении герметичности в уплотнителе невозможность доступа к нему для устранения причин утечек может привести к аварийной ситуации на скважине. Низкие эксплуатационные качества данного способа вызывают сложности при спуске прибора в скважину. Во-вторых, весь цикл спуска производится через приемную секцию, что приводит к возникновению изгибающего момента, величина которого прямо пропорциональна высоте приемной секции, что снижает надежность спуска. Кроме того, изгибающий момент передается и на устьевую арматуру, что особенно опасно при избыточных давлениях в скважине. В-третьих, в процессе спуска и подъема прибора вода, залитая в приемную секцию, перемешивается в нефтью, увлекаемой кабелем, а также в силу более низкой плотности по сравнению с нефтью перемешивается с последней и перед снятием приемной секции изливается на землю, загрязняя окружающую среду.

Целью изобретения является повышение надежности спуска за счет исключения аварийных ситуаций.

В соответствии с поставленной целью перед установкой прибора в приемную секцию предварительно производят соединение его с отрезком кабеля, размещают прибор в приемной секции и осуществляют спуск прибора до момента расположения свободного конца отрезка кабеля над превентором, закрывают превентор, стравливают давление в приемной секции, секцию убирают, соединяют свободный конец отрезка кабеля с каротажным кабелем подъемника, а на превенторе устанавливают уплотнитель и направляющий ролик и производят спуск прибора до заданной глубины.

Новыми признаками в способе спуска геофизического прибора в скважину с избыточным давлением являются:

- соединение прибора с отрезком кабеля;

- спуск прибора до момента расположения конца отрезка кабеля, скрепленного с прибора, выше превентора;

- закрытие превентора;

- стравливание давления в приемной секции и удаление последней;

- соединение свободного конца отрезка кабеля с кабелем подъемника и установка на превентор уплотнителя с роликом.

Соединение прибора с отрезком кабеля, спуск прибора до момента расположения свободного конца отрезка кабеля выше превентора позволяют ввеcти прибор в cкважину с избыточным давлением, при этом прибор не имеет связи с кабелем подъемника. В отличие от прототипа в данном способе цикл спуска прибора с кабелем подъемника делится на два этапа. Первый этап - спуск в скважину только прибора с отрезком кабеля, второй этап - спуск прибора совместно с кабелем подъемника. Соединение прибора с отрезком кабеля, спуск прибора до момента расположения конца отрезка кабеля выше превентора и закрытие превентора обеспечивают первый этап цикла спуска прибора. У прототипа операция закрытия превентора выполняется и служит только в аварийной ситуации при прихвате прибора в скважине, когда возникает необходимость на поверхности обрубать кабель подъемника. В предлагаемом способе операция закрытия превентора обеспечивает появление новых свойств, а именно производит разбивку цикла спуска прибора на два этапа. Стравливание давления в приемной секции и ее снятие, соединение конца отрезка кабеля с кабелем подъемника и установка на превентор уплотнителя с роликом позволяют осуществить второй этап цикла спуска - спуск прибора совместно с кабелем подъемника. Предложенная последовательность операций позволяет осуществить спуск прибора с кабелем подъемника без приемной секции, размер которой и определяет высоту лубрикаторного оборудования. Повышение надежности спуска прибора достигается за счет спуска прибора в скважину без приемной секции. Приемная секция используется только для введения и извлечения прибора из скважины, а в процессе спуска она не используется и снимается с оборудования. Спуск без приемной секции уменьшает изгибающие моменты, действующие на лубрикаторное и устьевое оборудование, что особенно важно, поскольку скважина находится под давлением. Удаление приемной секции позволяет опустить уплотнитель и направляющий ролик на уровень превентора, а следовательно обеспечивает легкий доступ к ним, что важно при устранении утечек в уплотнителе в процессе спуска. Снижение уровня расположения уплотнителя на величину приемной секции делает оборудование удобным в эксплуатации и таким образом повышается надежность спуска прибора.

Улучшение экологии достигается также за счет снятия приемной секции. У прототипа весь процесс спуска осуществляется через приемную секцию, в результате чего происходит перемешивание скважинной жидкости с жидкостью, залитой в секцию. Перемешивание происходит за счет увлечения скважинной жидкости кабелем. Слив жидкости вместе с нефтью из приемной секции производится на землю, тем самым загрязняется окружающая среда вблизи скважин. В предложенном способе приемная секция используется только в период введения и извлечения прибора из скважины, вследствие чего не происходит перемешивания в приемной секции воды и скважинной жидкости, тем самым обеспечивается сохранение чистоты окружающей среды.

Кроме того, последовательность операций при реализации предложенного способа позволяет уменьшить габариты и металлоемкость оборудования. В прототипе для противодействия нагрузкам от скважинного прибора и кабеля необходимо усиливать саму приемную секцию и устанавливать дополнительную опорную мачту. В предложенном способе, поскольку приемная секция убирается в процессе спуска, необходимость в усилении приемной секции отпадает.

Заявителю не известны технические решения, в том числе в других областях техники, в которых имеются указанные признаки, т.е. предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями по отношению к известным техническим решениям.

На чертеже показана последовательность операций спуска прибора в скважину.

Способ спуска прибора в скважину с избыточным давлением заключается в следующем.

На устьевую арматуру 1 при закрытых задвижках 2 устанавливается превентор 3. Геофизический прибор 4 соединяется с отрезком кабеля 5, имеющим длину, превышающую высоту превентора 3. Свободный конец отрезка кабеля 5 имеет кабельный разъем 6, закрытый заглушкой 7, диаметр которой больше проходного отверстия превентора 3. Прибор 4 с отрезком кабеля 5 помещается в приемную секцию 8, которая устанавливается на превентор 3. Внутренняя полость приемной секции 8 заливается водой. Посредством задвижек 2 арматуры 1 давление в скважине и приемной секции 8 выравнивается. Контроль выравнивания давление осуществляется с помощью манометров (не показано). Прибор 4 под своим весом или с помощью известных средств проталкивается в скважину до момента расположения кабельного разъема 6 с заглушкой 7 над превентором. Далее закрывается превентор 3, отсекая полость приемной секции 8 от скважины. Из приемной секции 8 стравливается давление и осуществляется слив воды через специальные штуцеры (не показано). Пустая приемная секция 8 снимается с превентора 3. С кабельного разъема 6 отрезка кабеля 5 снимается заглушка 7 и разъем 6 соединяют с ответной частью разъема 9 кабеля подъемника. Далее на превентор 3 устанавливается уплотнительный элемент 10, направляющий ролик 11 и осуществляется спуск прибора 4 в скважину.

Подъем прибора 4 оcущеcтвляетcя в cледующей поcледовательноcти.

Прибор 4 поднимается из скважины до уровня, при котором сам прибор 4 будет расположен ниже превентора, а кабельный разъем 6 выше превентора 3. Закрывается превентор 3, страливается избыточное давление из-под уплотнителя 10 и затем снимаются с превентора 3 уплотнитель 10 и направляющий ролик 11. Разъем 9 расстыковывается с отрезком кабеля 5 и на разъем 6 наворачивается заглушка 7. Заглушка 7 соединена с проволокой 12, закрепленной в приемной секции 8. Приемная секция 8 устанавливается на превентор 3 и заливается водой. Посредством превентора 3 выравнивается давление в скважине и приемной секции 8. С помощью проволоки 12 прибор 4 подтягивается в приемную секцию 8, закрываются задвижки 2, стравливается давление из приемной секции 8, сливается вода и производится извлечение прибора 4.

Предложенный способ спуска прибора в скважину с избыточным давлением выгодно отличается от своих аналогов и прототипов тем, что цикл спуско-подъемных операций осуществляется без приемной секции. Уплотнитель расположен на уровне фланца устьевой арматуры и это позволяет легко обслуживать уплотнитель при спуске и подъеме прибора. При нарушении герметичности в уплотнителе, возникающем при истирании в процессе трения эластичных уплотнительных элементов о геофизический кабель доступность к уплотнителю позволяет ликвидировать утечки в уплотнителе и избежать аварийной ситуации на скважине. Удобство в эксплуатации уплотнителя обеспечивается за счет снижения расположения уплотнителя на величину приемной секции. Надежность спуско-подъемных операций обеспечивается за счет доступности к уплотнителю и за счет исключения изгибающих моментов, возникающих при наличии приемной секции, как это было у прототипа.