RU2007555C1

RU2007555C1 - Device for sinking and lifting of instruments from vertical and inclined holes

Info

Publication number: RU2007555C1
Authority: RU
Inventors: Павел Леонтьевич Пшеничный
Original assignee: Павел Леонтьевич Пшеничный
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: hole drilling. SUBSTANCE: device includes logging winch with cable which carries a string of down-hole logging instruments. At ends of each weight safety adapters are anchored. Chain with weight on end is suspended from lower adapter of lower logging instrument. Two electric signal elements are attached to upper safety adapter of upper logging instrument and to lower face of weight. EFFECT: improved measurement characteristics and efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к области буровой техники и, главным образом, к каротажу вертикальных и наклонных скважин, в том числе при наличии давления флюида на устье скважины выше атмосферного. The invention relates to the field of drilling equipment and, mainly, to logging of vertical and deviated wells, including in the presence of fluid pressure at the wellhead above atmospheric.

Устройство-прототип характеризуется следующим:
гирлянда, состоящая из нескольких приборов, при движении по скважине и в статике не центрируется с ней. Этим исключена возможность обеспечения постоянства величины кольцевого зазора между гирляндой приборов и стенками скважины, а, следовательно, и расстояния от фотообъективов, встроенных в приборы, до стенок скважины. В результате этого исключена гарантия возможности получения доброкачественных снимков стенок вертикальных скважин;
фотографирование стенок наклонных скважин полностью исключено;
при выполнении спуско-подъемных операций (СПО) каротажных приборов и взаимодействие их со стенками скважины, стенки приборов изнашиваются истиранием о них, заключенная в приборах, повреждается;
при достижении прибором или их гирляндой забоя скважины или обвязки ее устья, возможны их удары, повреждения и обрыв кабель-троса, к которому они подвешены;
нет механизма, обеспечивающего остановку каротажного снаряда на любой точно заданной отметке глубины скважины.The prototype device is characterized by the following:
a garland consisting of several devices does not center with it when moving along the well and in the static. This excludes the possibility of ensuring the constancy of the annular gap between the garland of devices and the walls of the well, and, consequently, the distance from the photo lenses embedded in the devices to the walls of the well. As a result of this, the guarantee of the possibility of obtaining benign images of the walls of vertical wells is excluded;
photographing the walls of deviated wells is completely excluded;
during the execution of hoisting operations (STR) of logging tools and their interaction with the walls of the well, the walls of the instruments wear out by abrasion about them, enclosed in the instruments, is damaged;
when the device or their garland reaches the bottom of the well or the strapping of its mouth, shock, damage and breakage of the cable to which they are suspended are possible;
there is no mechanism for stopping a logging tool at any precisely specified mark of the depth of the well.

Целью изобретения является:
достижение высокой степени центрирования каротажных снарядов при спуске и подъеме в вертикальных и наклонных скважинах, обеспечивающего стабильность расстояния между объективом и стенками, максимальный угол отклонения оси которой от вертикали должен быть меньше угла трения стали по горной породе;
исключение износа каротажного снаряда трением его корпуса о стенки скважины и предохранение от порчи фотооптики в процессе спуско-подъемных операций;
исключение ударов каротажного снаряда о забой скважины и обвязку ее устья, при подходе его к названным конечным отметкам;
обеспечение возможности остановки движения каротажного снаряда на любой заданной глубине скважины, т. е. в итоге повышение надежности и эффективности выполнения исследовательских работ и увеличения долговечности эксплуатации каротажных приборов.The aim of the invention is:
achieving a high degree of centering of logging shells during descent and ascent in vertical and deviated wells, ensuring stability of the distance between the lens and the walls, the maximum angle of deviation of the axis of which from the vertical should be less than the angle of steel friction in the rock;
elimination of wear of the logging shell by the friction of its body against the walls of the well and protection from damage to the optics during tripping operations;
the exclusion of impacts of a logging tool about the bottom of the well and the binding of its mouth, when approaching the named end marks;
providing the possibility of stopping the movement of the logging tool at any given depth of the well, i.e., as a result, increasing the reliability and efficiency of research and increasing the durability of the operation of logging tools.

Сущностью изобретения:
нижний и верхний концы каротажного снаряда стыкуются с предохранительными переходниками, диаметр которых больше диаметра каротажного снаряда, но меньше диаметра скважины. Поверхность переходников, взаимодействующая со стенками скважины, снабжена оболочкой из твердого износостойкого сплава;
нижний и верхний переходники снабжены реле концевого выключателя. К нижнему переходнику закреплен один конец цепи с контрфорсами. К другому концу цепи подвешен груз, который своей массой удерживает реле и электрический канал, выведенный через кабель-трос на дневную поверхность в разомкнутом положении. При спуске снаряда и достижении грузом забоя скважины реле срабатывает, электрическая сеть размыкается, привод отключается, спуск снаряда прекращается, в результате чего его удар о забой скважины исключается. В зависимости от длины цепи, вместе с грузом, подвешенным к ней, определяется расстояние каротажного снаряда от забоя, а, следовательно, и отметка скважины, на которой прекратится движение снаряда.The invention:
the lower and upper ends of the logging tool are joined with safety adapters, the diameter of which is greater than the diameter of the logging tool, but less than the diameter of the well. The surface of the adapters, interacting with the walls of the well, is provided with a shell of a hard wear-resistant alloy;
the lower and upper adapters are equipped with a limit switch relay. One end of the chain with buttresses is fixed to the lower adapter. A load is suspended to the other end of the circuit, which, by its mass, holds the relay and the electric channel brought out through the cable to the day surface in the open position. When the projectile is lowered and the load reaches the bottom of the well, the relay is activated, the electric network opens, the drive shuts off, the descent of the shell stops, as a result of which its impact on the bottom of the well is excluded. Depending on the length of the chain, together with the load suspended from it, the distance of the logging shell from the bottom is determined, and, consequently, the mark of the well at which the shell will stop moving.

Для удобства отсчета длины цепи, размещенной между каротажным снарядом и грузом, на ней, например, через 1 метр встраиваются специальные звенья, так называемые "марки". For the convenience of counting the length of the chain placed between the logging tool and the load, on it, for example, after 1 meter special links are built in, the so-called "marks".

На фиг. 1 показан вертикальный разрез устройства, содержащего каротажную лебедку, гирлянду, состоящую из каротажного инструмента, верхнего и нижнего переходников, штерго-грузового устройства и подпятника. Лебедка в рабочем положении изображена жирными линиями. В резерве - с отклонением на угол α1 90^о и α1 + α2 = = 180^о от исходного - штрих-пунктирными линиями. Подпятник изображен с отклонением от оси на угол α3 90^о - жирными линиями. С отклонением на угол α3 + α4 = = 180^о - штрих-пунктирными; на фиг. 2 представлена схема возможного максимального отклонения оси скважины от вертикали, когда угол α5 меньше 90^о; на фиг. 3 - 8 - звенья штертовой цепи с контфорсами и "марками" на них разных достоинств.In FIG. 1 shows a vertical section of a device containing a logging winch, a garland consisting of a logging tool, upper and lower adapters, a cargo-cargo device and a thrust bearing. The winch in working position is shown in bold lines. The reserve - with a deviation angle α1 ^{90 °} and α1 + α2 = = ¹⁸⁰ from the source - dashed lines. Thrust bearing is shown with a deviation from the axis at an angle of ⁹⁰ ° α3 - in bold lines. With a deviation of the angle α3 + α4 = 180 ^о - dashed-dotted; in FIG. 2 is a diagram of a possible maximum wellbore deviation from the vertical axis when the angle α5 is less than ^about 90; in FIG. 3 - 8 - links of a sterling chain with buttresses and "marks" on them of various merits.

Примеры конструктивного выполнения. Examples of constructive implementation.

Верхний конец многожильного кабель-троса 1, содержащего проводники, относящиеся к управлению каротажной лебедкой, - "силовые", и проводники, относящиеся к схеме питания каротажного инструмента, - "приборные", закреплен на сердечнике барабана 2 каротажной лебедки 3 с рымом 4, шарнир 5, посаженной на обвязку устья 6 скважины и может вращаться на его горизонтальной оси 5 против часовой стрелки на угол α1 90^о до угла α1 + 2α = = 180^о При приведении лебедки в рабочее положение (грузоподъемником, захватом за рым 4) ее фланец автоматически стыкуется и прочно и плотно замыкается с фланцем обвязки устья скважины. Второй конец кабель-троса 1 пропущен через две пары направляющих его роликов 7 и 8, с направляющими ручьями особой конструкции.The upper end of the multicore cable cable 1, containing conductors related to the control of the logging winch, is “power”, and the conductors related to the power supply circuit of the logging tool are “instrument”, mounted on the core of the drum 2 of the logging winch 3 with the eye 4, the hinge 5 planted on the harness mouth 6 of the well and can rotate on its horizontal axis 5 counterclockwise through an angle α1 ^{90 °} to an angle α1 + 2α = = ¹⁸⁰ When actuated winch operating position (forklift, seizure on the eye 4) of its flange automatically fits together and firmly and tightly locked to the wellhead strapping flange. The second end of the cable 1 is passed through two pairs of guiding rollers 7 and 8, with guiding streams of a special design.

Верхняя пара роликов 7 скользяще посажена на шлицевые оси 9, параллельные оси барабана 2. Вторая пара роликов 8 посажена на оси 10, расположенные перпендикулярно к оси барабана. Проход кабель-троса через две пары роликов обеспечивает ему соосность со скважиной 11 только на ее устье. По мере углубления в скважину и отклонения ее оси от вертикали, соосность кабель-троса со скважиной утрачивается. The upper pair of rollers 7 is slidably mounted on spline axes 9 parallel to the axis of the drum 2. The second pair of rollers 8 is mounted on an axis 10 located perpendicular to the axis of the drum. The passage of the cable through two pairs of rollers ensures alignment with the well 11 only at its mouth. As you deepen into the well and deviate its axis from the vertical, the alignment of the cable with the well is lost.

Ко второму концу кабель-троса 1 подвешен переходник 12 переменного диаметра с диаметрами ⌀ 1 и ⌀ 2, уступ между которыми предназначен для опоры переходника на трубные плашки 13 превентора, при подготовке к пуску каротажного инструмента 14 и всей гирлянды в скважину. Кроме этого, и главным образом для образования концентрического кольцевого зазора 15 между стенками 11 скважины и корпусом каротажного инструмента 14. Разница диаметров ⌀ 1- ⌀ 2 может колебаться, например, от 10 до 20 мм. В полость переходника 12 встроен конечный выключатель "силовой цепи", электрически замкнутый с кабель-тросом 1, проводниками, относящимися к управлению лебедкой. "Приборные" проводники замкнуты на каротажный инструмент 14, состыкованный с нижним ⌀ 2 концом переходника 12. Наружный диаметр ⌀ 3 каротажного инструмента 14 принимается равным ⌀ 2 переходника 12, чем обеспечивается концентрический кольцевой зазор 15 между стенками скважины и корпуса каротажного инструмента = (⌀ 1- ⌀ 3): 2, достаточный для предохранения его корпуса и фотооптики от истирания о стенки скважины. An adapter 12 of variable diameter with diameters ⌀ 1 and ⌀ 2 is suspended to the second end of the cable cable 1, the step between which is used to support the adapter on the tube dies 13 of the preventer, in preparation for the launch of the logging tool 14 and the entire string into the well. In addition, and mainly for the formation of a concentric annular gap 15 between the walls 11 of the well and the body of the logging tool 14. The difference in diameters ⌀ 1- ⌀ 2 can vary, for example, from 10 to 20 mm. In the cavity of the adapter 12, a limit switch of the "power circuit" is installed, electrically closed with a cable cable 1, conductors related to winch control. The “instrument” conductors are closed to the logging tool 14, docked with the lower ⌀ 2 end of the adapter 12. The outer diameter ⌀ 3 of the logging tool 14 is taken to be ⌀ 2 of the adapter 12, which ensures a concentric annular gap 15 between the walls of the well and the body of the logging tool = (⌀ 1 - ⌀ 3): 2, sufficient to protect its body and photo optics from abrasion against the walls of the well.

К нижнему концу каротажного инструмента 14 пристыкован второй - нижний переходник 16, с конечным выключателем, к которому подвешен т. н. "штерт" в виде цепи 17 с контрфорсами, марками на них, отмечающими длину отдельных участков, и грузом 18, представляющим собой цилиндрическую болванку ⌀ 6 с плоскими торцами. Кольцевые зазоры: 19, 20 и 21 соответственно между переходниками 12, 16 и грузом 18 и стенками 11 скважины должны быть минимальными, но обеспечивающими свободный проход и вращение переходников и груза в скважине. To the lower end of the logging tool 14 is docked a second - lower adapter 16, with a limit switch, to which the so-called "pter" in the form of a chain 17 with buttresses, marks on them, marking the length of individual sections, and a load 18, which is a cylindrical blank ⌀ 6 with flat ends. Ring gaps: 19, 20 and 21, respectively, between the adapters 12, 16 and the load 18 and the walls 11 of the well should be minimal, but providing free passage and rotation of the adapters and the load in the well.

Груз 18 в подвешенном к переходнику 16 состоянии замыкает реле конечного выключателя силовой цепи двигателя каротажной лебедки. При замкнутых реле, содержащихся в переходниках 12 и 16, пуск и остановка лебедки возможны только через реле, находящемся на пульте управления на дневной поверхности. The load 18 in a state suspended from the adapter 16 closes the relay of the end switch of the power circuit of the logging winch engine. With closed relays contained in adapters 12 and 16, winch start and stop are possible only through a relay located on the control panel on the day surface.

Под грузом 18 в обвязке устья включена задвижка или превентор с "глухими" плашками 22. Under the load 18 in the harness of the mouth included valve or preventer with "deaf" dies 22.

Симметрично шарниру 5, несущему каротажную лебедку 3, расположен аналогичный шарнир 23, несущий и обеспечивающий вращение около его горизонтальной оси, на угол α3 - на 90^о, или на угол α3 + α 4 - на 180^о, например автоматического или неавтоматического, вращающегося превентора 24 (через рым 25 подъемником), предназначенного для проворачивания каротажного инструмента, спускаемого на колонне труб, при наличии давления выше атмосферного на устье. Прочная стыковка и герметизация объекта 24 с устьевой обвязкой осуществляются аналогично лебедке 3. (56) Авторское свидетельство СССР N 894181, кл. E 21 В 47/00, 1978. Symmetrically to the hinge 5, carrying the logging winch 3, there is a similar hinge 23, which supports and provides rotation around its horizontal axis, by an angle α3 - by 90 ^° , or by an angle α3 + α 4 - by 180 ^° , for example, an automatic or non-automatic, rotating preventer 24 (through the eye 25 by the hoist), designed to rotate the logging tool, lowered on the pipe string, in the presence of pressure above atmospheric at the mouth. Strong docking and sealing of facility 24 with wellhead piping is carried out similarly to winch 3. (56) USSR Copyright Certificate N 894181, cl. E 21 B 47/00, 1978.

Claims

DEVICE FOR LAUNCHING AND LIFTING INSTRUMENTS FROM VERTICAL AND TILTED WELLS, comprising a logging winch with a cable on which a string of downhole tools is suspended, characterized in that, in order to increase the reliability and efficiency of work, as well as to increase the durability of the operation of downhole tools, it is equipped with rigidly fixed at the ends of each downhole tool, safety adapters suspended from the lower adapter of the lower downhole tool with a chain with buttresses of a given length, fixed to the bottom em chain end load and the two electrical signaling elements, one of which is fixed to the upper ferrule adapter upper downhole tool and the other on the lower end of the load, wherein the fuse adapters diameter greater than the diameter of downhole tools and smaller well diameters.