способ доставки геофизического прибора в горизонтальную скважину

Формула изобретения

Способ доставки геофизического прибора в горизонтальную скважину, включающий монтаж технологической колонны, состоящей из верхней части из труб внешним диаметром, меньшим диаметра обсадной колонны скважины, и внутренним диаметром, большим диаметра геофизического прибора, и нижней части, и спуск геофизического прибора на геофизическом кабеле, отличающийся тем, что нижнюю часть технологической колонны выполняют в виде цилиндрической металлической пружины с внутренним диаметром, больше наружного диаметра геофизического прибора и наружным диаметром, менее внутреннего диаметра обсадной колонны и длиной, равной длине изогнутой части скважины и длине той части горизонтального ствола скважины, в который необходимо разместить геофизический прибор, нижнюю и верхнюю части технологической колонны соединяют жестко и неразъемно, верхнюю часть технологической колонны разъемно соединяют с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), верхнюю часть геофизического прибора снабжают стопорными пальцами, выступающими из его корпуса в направлении, перпендикулярном оси скважины, по команде с поверхности, передаваемой по каротажному кабелю, собирают в скважине технологическую колонну, соединяют ее с колонной НКТ, геофизический кабель размещают внутри колонны НКТ и технологической колонны, при спуске геофизический прибор на геофизическом кабеле размещают ниже технологической колонны, выдвигают стопорные пальцы и приподнимают геофизический прибор до упора в технологическую колонну, отсоединяют технологическую колонну от колонны НКТ и спускают в скважину вместе с геофизическим прибором на геофизическом кабеле, при подъеме натягивают геофизический кабель, геофизический прибор упирают стопорными пальцами в технологическую колонну, поднимают технологическую колонну до контакта с колонной НКТ и соединяют технологическую колонну с колонной НКТ, задвигают внутрь геофизического прибора стопорные пальцы и поднимают его по внутреннему пространству технологической колонны и колонны НКТ, а после подъема геофизического прибора поднимают из скважины колонну НКТ с технологической колонной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины с горизонтальным или наклонным стволом.

Известен способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, заключающийся в следующем. На каротажный кабель нанизывают толкатель в виде упирающихся на прибор трубчатых насадок, придающих жесткость кабелю, и груза, закрепляемого на кабеле выше толкателя и развивающего необходимое усилие для проталкивания приборов по горизонтальному стволу. Толкатель и груз закрепляют неподвижно на кабеле с помощью зажимов. Усилие натяжения кабеля между соседними зажимами не превышает веса обреза кабеля, заключенного между указанными зажимами (Патент РФ №2148167, кл. Е21В 47/00, опубл. 2000.04.27).

Известный способ предполагает наличие механических воздействий на прибор от толкателя, что снижает надежность его работы и предъявляет к прибору дополнительные требования по прочности и долговечности. Жесткость толкателя приводит к передаче на кабель повышенных изгибающих напряжений. Кроме того, способ не предполагает освобождения в скважине прибора и кабеля от толкателя и зажимов, которые вносят погрешности в работу прибора.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, включающий подвешивание на каротажный кабель трубчатых насадок из труб с внутренним диаметром больше диаметра геофизического прибора, придающих жесткость кабелю, спуск геофизического прибора в защитном контейнере, закрепленном на нижнем конце нижней трубы. Трубы, используемые в качестве насадок, предварительно собирают и подвешивают на роторе буровой. Геофизический прибор спускают на кабеле внутрь труб до установки его в защитном контейнере, после чего подвешивают трубы с защитным контейнером на каротажном кабеле и опускают в скважину на заданную глубину. Нижнюю часть набора труб, равную длине горизонтального ствола скважины, облегчают, выполняя трубы из материала плотностью меньше плотности бурового раствора. Верхнюю часть набора труб утяжеляют, выполняя трубы из материала плотностью больше плотности бурового раствора. Нижняя часть набора труб может быть выполнена из полиэтилена, а верхняя - из металла (Патент РФ №2029860, кл. Е21В 47/00, опубл. 1995.02.27 - прототип).

Известный способ исключает наличие механических воздействий на прибор от толкателя, выполнение нижней части набора труб из полиэтилена (более эластичного материала, чем металл) способствует уменьшению изгибающих напряжений на кабель.

Однако способ не до конца ликвидирует изгибающие напряжения на кабель и не предполагает освобождения в скважине прибора и кабеля от трубчатых насадок.

В предложенном способе решается задача ликвидации изгибающих напряжений на кабель от труб при сохранении способности к проталкиванию прибора в горизонтальный или наклонный ствол скважины и освобождения в скважине прибора и кабеля от труб.

Задача решается тем, что в способе доставки геофизического прибора в горизонтальную скважину, включающем монтаж технологической колонны, состоящей из верхней части из труб внешним диаметром, меньшим диаметра обсадной колонны скважины, и внутренним диаметром, большим диаметра геофизического прибора, и нижней части, и спуск геофизического прибора на геофизическом кабеле, нижнюю часть технологической колонны выполняют в виде цилиндрической металлической пружины с внутренним диаметром больше наружного диаметра геофизического прибора и наружным диаметром менее внутреннего диаметра обсадной колонны и длиной, равной длине изогнутой части скважины и длине той части горизонтального ствола скважины, в который необходимо разместить геофизический прибор, нижнюю и верхнюю части технологической колонны соединяют жестко и неразъемно, верхнюю часть технологической колонны раъемно соединяют с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), верхнюю часть геофизического прибора снабжают стопорными пальцами, выступающими из его корпуса в направлении, перпендикулярном оси скважины, по команде с поверхности, передаваемой по каротажному кабелю, собирают в скважине технологическую колонну, соединяют ее с колонной НКТ, геофизический кабель размещают внутри колонны НКТ и технологической колонны, при спуске геофизический прибор на геофизическом кабеле размещают ниже технологической колонны, выдвигают стопорные пальцы и приподнимают геофизический прибор до упора в технологическую колонну, отсоединяют технологическую колонну от колонны НКТ и спускают в скважину вместе с геофизическим прибором на геофизическом кабеле, при подъеме натягивают геофизический кабель, геофизический прибор упирают стопорными пальцами в технологическую колонну, поднимают технологическую колонну до контакта с колонной НКТ и соединяют технологическую колонну с колонной НКТ, задвигают внутрь геофизического прибора стопорные пальцы и поднимают его по внутреннему пространству технологической колонны и колонны НКТ, а после подъема геофизического прибора поднимают из скважины колонну НКТ с технологической колонной.

Сущность изобретения

При спуске геофизического прибора в горизонтальный или наклонный ствол скважины геофизический кабель помещают в трубы и жестко соединяют. В искривлениях скважины сами трубы и места соединений труб испытывают изгибающие напряжения, передающиеся на геофизический кабель. Эти напряжения приводят к износу, реже к потере прочности геофизического кабеля. Кроме того, жесткое фиксирование геофизического кабеля в трубах снижает возможности глубинного прибора по измерению параметров скважины, усложняет спуск и подъем прибора из скважины. В предложенном способе решается задача ликвидации изгибающих напряжений на кабель от труб при сохранении способности к проталкиванию прибора в горизонтальный или наклонный ствол скважины и освобождения в скважине прибора и кабеля от труб. Задача решается следующим образом.

Для доставки геофизического прибора в горизонтальную скважину ведут монтаж технологической колонны, состоящей из верхней части и нижней части.

Верхнюю часть технологической колонны выполняют из труб преимущественно максимальным диаметром, но меньшим диаметра обсадной колонны скважины, и внутренним диаметром, большим диаметра геофизического прибора. Это необходимо для прохода труб внутри обсадной колонны скважины и для пропуска внутри них геофизического прибора и геофизического кабеля. Труба верхней части технологической колонны служит грузом для проталкивания геофизического кабеля и геофизического прибора в скважину. Поскольку трубы верхней части соединяют между собой жестко и они имеют весьма малую способность к изгибу, то длину труб верхней части подбирают не более длины вертикальной части скважины.

Нижнюю часть технологической колонны выполняют в виде цилиндрической металлической пружины с внутренним диаметром больше наружного диаметра прибора и наружным диаметром менее внутреннего диаметра обсадной колонны длиной, равной длине изогнутой части скважины и длине той части горизонтального ствола скважины, в которой необходимо разместить геофизический прибор.

Нижнюю и верхнюю части технологической колонны соединяют жестко и неразъемно, соединение верхней части технологической колонны с колонной насосно-компрессорных труб выполняют разъемным.

Верхнюю часть геофизического прибора снабжают стопорными пальцами, выступающими из корпуса в направлении, перпендикулярном оси скважины, по команде с поверхности, передаваемой по каротажному кабелю.

Собирают в скважине технологическую колонну, соединяют ее с колонной насосно-компрессорных труб, геофизический кабель размещают внутри колонны насосно-компрессорных труб и технологической колонны. Колонну насосно-компресорных труб выполняют небольшой длины, достаточной для подвески технологической колонны.

При спуске геофизический прибор на геофизическом кабеле размещают ниже технологической колонны, выдвигают стопорные пальцы и приподнимают геофизический прибор до упора на технологическую колонну. Технологическую колонну отсоединяют от колонны насосно-компрессорных труб и спускают в скважину на геофизическом кабеле вместе с геофизическим прибором. Нижняя часть технологической колонны в виде пружины обеспечивает гибкость и проходимость по искривлениям и горизонтальным участкам скважины, верхняя часть технологической колонны обеспечивает проталкивание вниз на необходимую глубину. Отсутствие жесткого соединения геофизического кабеля и технологической колонны приводит к ликвидации изгибающих напряжений на кабель от труб при сохранении способности к проталкиванию прибора в горизонтальный или наклонный ствол скважины.

При подъеме натягивают геофизический кабель, контейнер геофизического прибора упирается стопорными пальцами в технологическую колонну, поднимают технологическую колонну до контакта с колонной насосно-компрессорных труб и соединяют технологическую колонну с колонной насосно-компрессорных труб. Задвигают внутрь прибора стопорные пальцы и поднимают геофизический прибор по внутреннему пространству технологической колонны и колонны насосно-компрессорных труб. После подъема геофизического прибора поднимают из скважины колонну насосно-компрессорных труб с технологической колонной.

На фиг.1 представлено скважинное оборудование для осуществления предложенного способа.

В скважину 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 опускают технологическую колонну, состоящую из патрубка 3 узла разъемного соединения, верхней части 4 из труб и нижней части 5 в виде цилиндрической металлической пружины с металлическим окончанием в виде патрубка 6. Внутрь спускаемого оборудования опускают геофизический кабель 7 с геофизическим прибором 8, снабженным стопорными пальцами 9.

На фиг.2 представлен узел разъемного соединения, в котором осуществляют соединение и разъединение колонны насосно-компрессорных труб 2 и верхней части 4 технологической колонны. Узел разъемного соединения имеет канавки 10-13, выполненные на наружной поверхности цилиндрического тепа последней трубы колонны насосно-компрессорных труб или отдельном патрубке, соединенном с колонной насосно-компрессорных труб. Патрубок 3 имеет больший диаметр, чем труба 2, и снабжен штифтами 14, установленными с возможностью прохода по каналам 10-13. Вход в каналы обеспечивают направляющие 15.

Скважинное оборудование работает следующим образом.

В скважине 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 подвешивают технологическую колонну 4 и 5. Штифты 14 находятся в нижней части канавок 12. Внутри колонн на геофизическом кабеле 7 спускают геофизический прибор 8 до выхода из патрубка 6. По геофизическому кабелю 7 подают управляющую команду, вследствие чего стопорные пальцы 9 выходят наружу, как показано на фиг.1. Поднимают геофизический кабель 7 и геофизический прибор 8. Стопорные пальцы 9 упираются в патрубок 6, поднимают технологическую колонну 4 и 5 до выхода штифтов 14 из канавок 12 в канавки 13 и до упора штифтов 14 в верхнюю часть канавок 13. Опускают вниз геофизический кабель 7 и геофизический прибор 8. Технологическая колонна 4 и 5 опускается вниз, штифты 14 выходят из канавок 13. Технологическая колонна 4 и 5 отсоединяется от колонны насосно-компрессорных труб 2. Под весом верхней части 4 технологической колонны нижняя часть 5 через патрубок 6 проталкивает геофизический прибор 8 на глубину и расстояние, определяемое подачей геофизического кабеля 7. Нижняя часть 5 в виде пружины сглаживает колебания при спуске, принимает форму скважины 1 без изгибающих напряжений на кабель от труб.

При подъеме вытягивают из скважины 1 геофизический кабель 7, который тянет геофизический прибор 8 и через стопорные пальцы 9 поднимает патрубок 6, нижнюю часть 5 и верхнюю часть 4 технологической колонны до вхождения штифтов 14 в направляющие 15 и далее в канавки 10 и 11 до упора в верхнюю часть канавок 11. Опускают геофизический кабель 7 и вместе с ним всю технологическую колонну 4 и 5. Штифты 14 опускаются по канавкам 11 в канавки 12 и занимают там нижнее положение. Технологическая колонна 4 и 5 оказывается подвешенной на колонне насосно-компрессорных труб 2. По геофизическому кабелю 7 подают управляющую команду, вследствие чего стопорные пальцы 9 входят внутрь геофизического прибора 8. Поднимают из скважины 1 геофизический прибор 8 по внутреннему пространству технологической колонны 4 и 5 и колонны насосно-компрессорных труб 2. После подъема геофизического прибора 8 поднимают из скважины 1 колонну насосно-компрессорных труб 2 с технологической колонной 4 и 5.

Пример конкретного выполнения

Производят доставку геофизического прибора в скважину с длиной вертикальной части 1000 м, длиной горизонтального ствола 150 м и длиной искривленной части 50 м. В скважину последовательно опускают нижнюю часть технологической колонны в виде цилиндрической стальной пружины длиной 200 м и верхнюю часть в виде бурильных труб длиной 200 м. Технологическую колонну опускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб длиной 30 м. Внутри колонны насосно-компрессорных труб и технологической колонны спускают геофизический прибор на геофизическом кабеле.

При спуске геофизический прибор на геофизическом кабеле размещают ниже технологической колонны, выдвигают стопорные пальцы и приподнимают геофизический прибор до упора на технологическую колонну. Технологическую колонну отсоединяют от колонны насосно-компрессорных труб и спускают в скважину на геофизическом кабеле до размещения геофизического прибора (согласно заданию) посередине горизонтального ствола скважины. После проведения геофизических исследований при подъеме натягивают геофизический кабель, геофизический прибор упирается стопорными пальцами в технологическую колонну, поднимают технологическую колонны до контакта с колонной насосно-компрессорных труб и соединяют технологическую колонну с колонной насосно-компрессорных труб.

Задвигают внутрь прибора стопорные пальцы и поднимают геофизический прибор по внутреннему пространству технологической колонны и колонны насосно-компрессорных труб. После подъема геофизического прибора поднимают из скважины колонну насосно-компрессорных труб с технологической колонной.

Применение предложенного способа позволит ликвидировать изгибающие напряжения на кабель от труб при сохранении способности к проталкиванию прибора в горизонтальный или наклонный ствол скважины и освобождения в скважине прибора и кабеля от труб.