устройство для измерения параметров наклонных участков скважины

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАКЛОННЫХ УЧАСТКОВ СКВАЖИНЫ, включающее информационный модуль, связанный с одним из концов гибкого элемента и выполненный с возможностью установки в полости наклонного участка бурильной колонны, отличающееся тем, что оно снабжено якорем с узлом его фиксирования в полости вертикального участка бурильной колонны, причем другой конец гибкого элемента связан с якорем, а гибкий элемент имеет длину не менее длины участка бурильной колонны от места размещения информационного модуля на ее наклонном участке до места фиксирования якоря на ее вертикальном участке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что якорь имеет катушку для гибкого элемента, а узел его фиксирования размещен в верхней части вертикального участка бурильной колонны, причем ось катушки ориентирована вдоль оси бурильной колонны.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел фиксирования якоря выполнен в виде посадочного седла, установленного в нижней части вертикального участка бурильной колонны.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что якорь имеет катушку для гибкого элемента.

5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что якорь имеет плавающий в скважинной среде контейнер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам контроля забойных параметров.

Известно устройство для исследования скважин, включающее контейнер с измерительным блоком и регистратором информации, размещаемый на посадочном седле, установленном на бурильной колонне в месте проведения измерений исследуемых параметров [1] Однако описываемая технология не обеспечивает извлечения контейнера из скважин, имеющих участки с большим углом наклона к вертикали, включая и горизонтальные.

Известно также устройство для измерения параметров наклонных участков скважины, включающее устанавливаемый в полости наклонного участка бурильной колонны информационный модуль, связанный с одним из концов гибкого элемента [2] Данное устройство обеспечит извлечение информационного модуля из скважин, имеющих участки с любым углом наклона, однако описываемая технология не позволяет транспортировать информационный модуль на участки с большим углом наклона к вертикали, включая и горизонтальные.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию устройства для измерения параметров участков скважины, имеющих большой угол наклона к вертикали, включая и горизонтальные.

При осуществлении изобретения обеспечивается транспортировка информационного модуля к месту проведения измерений во время процесса бурения. Для этого устройство для измерения параметров наклонных участков скважины, включающее устанавливаемый в полости наклонного участка бурильной колонны информационный модуль, связанный с одним из концов гибкого элемента, снабжено якорем с узлом его фиксирования в полости вертикального участка бурильной колонны, причем другой конец гибкого элемента связан с якорем, а длина гибкого элемента не менее длины участка бурильной колонны от места размещения информационного модуля на ее наклонном участке до места фиксирования якоря на ее вертикальном участке.

В частных случаях использования изобретения якорь снабжается катушкой для гибкого элемента, а узел его фиксирования размещен в верхней части вертикального участка бурильной колонны, причем ось катушки ориентирована вдоль оси бурильной колонны, кроме того, узел фиксирования якоря выполнен в виде посадочного седла, установленного в нижней части вертикального участка бурильной колонны, якорь имеет катушку для намотки гибкого элемента и плавающий в скважинной среде контейнер.

Размещение узла фиксирования якоря в полости бурильной колонны позволяет после ввода в полость бурильной колонны информационного модуля с якорем навернуть ведущую трубу и проводить процесс бурения во время транспортировки информационного модуля к месту проведения измерений, а фиксирование якоря на вертикальном участке обеспечивает надежность его сцепления с ловильным инструментом для извлечения информационного модуля. Длина гибкого элемента, превышающая длину бурильной колонны от места размещения информационного модуля до места фиксирования якоря, позволяет гарантированно разместить информационный модуль в посадочном седле.

Снабжение якоря катушкой для гибкого элемента позволяет максимально сократить непроизводительное время при транспортировке информационного модуля к месту проведения измерений, поскольку сматывание гибкого элемента происходит во время процесса бурения, причем фиксирование якоря в верхней части бурильной колонны позволяет исключить применение ловильного инструмента при извлечении информационного модуля. Ориентирование оси катушки вдоль оси бурильной колонны позволило при прочих равных условиях увеличить емкость катушки.

Фиксирование якоря на посадочном седле, установленном в нижней части вертикального участка бурильной колонны, позволило сократить длину гибкого элемента, что позволяет использовать изобретение в глубоких скважинах, а плавающий в скважинной среде контейнер обеспечивает начало извлечения информационного модуля сразу после отключения буровых насосов.

На фиг. 1 изображено устройство с фиксированием якоря в верхней части вертикального участка бурильной колонны, на фиг. 2 устройство в транспортном положении с фиксированием якоря с катушкой в нижней части вертикального участка бурильной колонны; на фиг. 3 то же, в рабочем положении; на фиг. 4 устройство в транспортном положении с фиксированием якоря в нижней части вертикального участка бурильной колонны; на фиг. 5 то же, в рабочем положении; на фиг. 6 устройство в момент его извлечения с помощью поплавка.

Устройство содержит информационный модуль 1, включающий узел регистрации забойных параметров, и якорь 2, связанные с соответствующими концами гибкого элемента 3. Для намотки гибкого элемента 3 предназначена катушка 4, размещенная на якоре 2. Информационный модуль 1 размещается на наклонном участке бурильной колонны 5 вдоль ее оси в посадочном седле 6. Якорь 2 размещается в полости бурильной колонны 5 на ее вертикальном участке посредством узла фиксации, выполненного, например, в виде посадочного седла 7, установленного в верхней части вертикального участка бурильной колонны 5 или посадочного седла 8, установленного в нижней части вертикального участка бурильной колонны 5. Длина гибкого элемента 3 выбирается не менее длины участка бурильной колонны 5 от места размещения информационного модуля 1 на ее наклонном участке (посадочное седло 6) до места фиксирования якоря 2 на ее вертикальном участке (посадочное седло 7 или 8). Плавающий в скважинной среде контейнер 9 присоединяется к якорю 2 посредством узла 10 сцепления.

Устройство работает следующим образом. В полость бурильной колонны 5 на устье скважины вводят информационный модуль 1 и якорь 2, связанные между собой гибким элементом 3. После этого наворачивается ведущая труба (на чертеже не показана), включающая буровые насосы и система под действием скоростного напора промывочной жидкости и собственного веса перемещается в сторону забоя. В случае использования якоря 2 с катушкой 4 (фиг. 1, 2), на последнюю предварительно перед спуском наматывается гибкий элемент 3. При достижении узла фиксации якорь 2 прекращает свое продвижение при посадке в седло 7 в верхней части вертикального участка бурильной колонны 5 или в седло 8 в нижней части вертикального участка бурильной колонны 5, а информационный модуль 1 проходит через центральное отверстие посадочного седла 7 или 8 и продолжает движение к забою. Гибкий элемент 3 в это время сматывается с катушки 4. При заходе информационного модуля 1 в посадочное седло 6 он фиксируется на наклонном участке бурильной колонны 5 вдоль ее оси и затем производятся измерения забойных параметров, например, азимут и зенитный угол в наклонном участке скважины. В случае использования якоря 2 без катушки в полость бурильной колонны 5 сначала вводят информационный модуль 1. Под действием собственного веса он опускается, увлекая за собой гибкий элемент 3, сматываемый, например, с лебедки (на чертеже не указана). Когда с лебедки полностью вибирается гибкий элемент 3, к его верхнему концу присоединяется якорь 2. Затем якорь 2 сбрасывается в бурильную колонну 5, наворачивается ведущая труба и включаются буровые насосы. Данная схема применяется в совокупности с посадочным седлом 8, установленным в нижней части вертикального участка бурильной колонны 5. При этом момент захода информационного модуля 1 в посадочное седло 6 практически совпадает с моментом посадки якоря 2 на седло 8. Для извлечения информационного модуля 1 используется плавающий в скважинной среде контейнер 9, который по завершении измерений сбрасывается в полость бурильной колонны 5 и под действием скоростного напора промывочной жидкости движется до сцепления с якорем 2. Затем буровые насосы выключаются и система всплывает. Если длина гибкого элемента 3 больше длины участка бурильной колонны 5 от седла 6 до седла 8, то элемент 3 в момент остановки насосов будет находиться в свободном состоянии, что позволяет контейнеру 9 с якорем 2 достичь необходимой начальной скорости всплытия, достаточной для вытягивания информационного модуля из наклонного участка и его транспортировки к устью скважины. Во время всплытия контейнера 9 отворачивается ведущая труба, а при достижении контейнера 9 устья скважины, гибкий элемент 3 отцепляют от якоря 2 и его свободный конец соединяется с лебедкой (на чертеже не показана), посредством которой информационный модуль 1 извлекается из бурильной колонны 5. Контейнер 9 можно присоединить к якорю 2 до спуска информационного модуля 1 к забою скважины. В данном случае измерение параметров скважины необходимо проводить при включенных буровых насосах и выключать их непосредственно перед подъемом информационного модуля 1. После извлечения информационного модуля 1 осуществляется считывание зарегистрированных в нем значений забойных параметров, например, данных о значениях азимута и зенитного угла.