RU2131026C1

RU2131026C1 - Device for investigation of horizontal blowout wells

Info

Publication number: RU2131026C1
Application number: RU97110381A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чесноков; И.В. Чеснокова
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: operation of oil and gas wells. SUBSTANCE: device is provided with hooking mechanism of geophysical device which allows its free passage down through valve located in tubing and closing of valve with device moving upward. Hooking mechanism is released due to increased force of cable tensioning. EFFECT: provision of investigation of blowout horizontal wells without their shutoff or suppressing with fluid column. 1 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин. The invention relates to the operation of oil and gas wells.

Известна технология исследования действующих горизонтальных скважин с применением гибких труб (Clavir C. The Challenge of Logging Horizontal Wells, The Log Analist March - April, 1991, p. 67 - 68), которая реализуется с помощью устройства, представляющего собой барабан лебедки большого диаметра, на которой намотаны гибкие металлические трубы. Внутри труб пропущен каротажный кабель. Гибкие трубы с закрепленным на конце геофизическим прибором проталкивают в горизонтальный ствол скважины. Благодаря своей упругости они достигают забоя скважины. На устье трубы уплотняют с помощью специального сальника-лубрикатора, обеспечивающего проведение исследований в скважине под давлением. Недостатком данного устройства является высокая стоимость, обусловленная сложностью технологических операций и наличием специального оборудования. Known technology for the study of existing horizontal wells using flexible pipes (Clavir C. The Challenge of Logging Horizontal Wells, The Log Analist March - April, 1991, p. 67 - 68), which is implemented using a device that is a large diameter winch drum, on which flexible metal pipes are wound. The logging cable is missing inside the pipes. Flexible pipes with a geophysical instrument fixed at the end are pushed into the horizontal wellbore. Due to their elasticity, they reach the bottom of the well. At the mouth of the pipe, they are sealed using a special oil seal-lubricator, which provides research in the well under pressure. The disadvantage of this device is its high cost, due to the complexity of technological operations and the availability of special equipment.

Известно устройство для исследования горизонтальных скважин (Чесноков В. А. и др. "Способ доставки геофизических приборов на забой горизонтальной скважины", патент РФ N 2054519). Устройство содержит геофизический прибор, толкатель и груз-движитель, которые в сборе на каротажном кабеле спускают на забой горизонтальной скважины. Толкатель выполнен в виде колонны труб, по длине соответствующей длине горизонтальной и искривленной части скважины, с токопроводом внутри, обеспечивающим соединение геофизического прибора с каротажным кабелем. Трубы толкателя герметичны и заполнены только воздухом при атмосферном давлении. Благодаря этому свойству их средняя плотность достаточно низкая и близка к плотности жидкости, заполняющей скважину, что позволяет малым усилием проталкивать геофизический прибор по горизонтальному стволу к забою скважины и исследовать скважины с большой протяженностью горизонтального ствола. Устройство позволяет исследовать и фонтанирующие скважины. При этом спуск геофизического инструмента (геофизический прибор, толкатель и груз в сборе) в скважину осуществляют через насосно-компрессорные трубы (НКТ). Каротажный кабель на устье уплотняют с помощью сальника лубрикатора. Недостатком устройства является необходимость остановки скважины на время спуско-подъема геофизического инструмента. При этом скважину задавливают столбом жидкости, что приводит к значительным потерям добычи углеводородного сырья, снижает достоверность результатов геофизических исследований и требует значительных трудозатрат. A device for researching horizontal wells is known (Chesnokov V.A. et al. "Method for the delivery of geophysical instruments to the bottom of a horizontal well", RF patent N 2054519). The device contains a geophysical instrument, a pusher and a mover load, which are assembled on a wireline down to the bottom of a horizontal well. The pusher is made in the form of a pipe string, the length corresponding to the length of the horizontal and curved part of the well, with a conductive wire inside, providing a connection of the geophysical instrument with the logging cable. Pusher tubes are airtight and filled only with air at atmospheric pressure. Due to this property, their average density is quite low and close to the density of the fluid filling the well, which allows a small effort to push the geophysical instrument along the horizontal wellbore to the bottom of the well and to explore wells with a long horizontal wellbore. The device allows you to explore and gushing wells. In this case, the descent of the geophysical instrument (geophysical instrument, pusher and assembled load) into the well is carried out through tubing (tubing). The logging cable at the mouth is sealed with a lubricator gland. The disadvantage of this device is the need to stop the well during the launching of the geophysical instrument. At the same time, the well is crushed with a liquid column, which leads to significant losses in hydrocarbon production, reduces the reliability of the results of geophysical studies and requires significant labor costs.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности проведения исследований фонтанирующих горизонтальных скважин без их остановки и задавливания столбом жидкости. The objective of the present invention is to provide the possibility of conducting research of flowing horizontal wells without stopping and crushing a column of liquid.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для исследования горизонтальных фонтанирующих скважин, содержащем лубрикатор с сальником, насосно-компрессорные трубы и спускаемый на кабеле геофизический прибор с толкателем и грузом, НКТ снабжены клапаном, а геофизический прибор снабжен цепляющим механизмом, который позволяет геофизическому прибору свободно проходить через клапан при движении вниз и закрывает клапан при движении геофизического прибора вверх, причем отключение цепляющего механизма производится путем усиления натяжения кабеля. The problem is solved in that in a device for the study of horizontal gushing wells containing a lubricator with an oil seal, tubing and a geophysical device with a pusher and a load run on a cable, the tubing is equipped with a valve, and the geophysical device is equipped with a catching mechanism that allows the geophysical device to freely pass through the valve when moving down and closes the valve when the geophysical instrument moves up, and the clutch mechanism is disconnected by strengthening the tension zheniya cable.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что НКТ снабжены клапаном, а геофизический прибор снабжен цепляющим механизмом, который позволяет геофизическому прибору свободно проходить через клапан при движении вниз и закрывает клапан при движении геофизического прибора вверх, причем отключение цепляющего механизма производится путем увеличения усилия натяжения кабеля. The proposed device differs from the known one in that the tubing is equipped with a valve, and the geophysical instrument is equipped with a catching mechanism, which allows the geophysical instrument to freely pass through the valve when moving downward and closes the valve when the geophysical instrument is moving upward, and the clutch mechanism is disconnected by increasing the cable tension force.

Заявителю не известны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". The applicant is not aware of technical solutions containing similar features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Наличие у предложенного устройства указанных выше отличительных признаков позволяет перекрывать сечение НКТ с помощью клапана. При этом клапан может быть спущен на НКТ на любую заданную глубину, что обеспечивает спуск в скважину геофизического инструмента (геофизический прибор, толкатель, груз) любой длины и проведение геофизических исследований без остановки и задавливания скважины столбом жидкости. The presence of the above distinctive features of the proposed device allows you to overlap the tubing section with the valve. In this case, the valve can be lowered to the tubing at any given depth, which ensures the descent into the well of a geophysical instrument (geophysical instrument, pusher, load) of any length and the conduct of geophysical surveys without stopping and crushing the well with a liquid column.

Предложенное устройство для исследования горизонтальных фонтанирующих скважин (см. чертеж) содержит лубрикатор с сальником, НКТ и спускаемый на кабеле геофизический прибор с толкателем и грузом. При этом НКТ снабжены клапаном, а геофизический прибор снабжен цепляющим механизмом. Корпус клапана 1 содержит верхний патрубок 2 и нижний патрубок 3, которые закреплены в корпусе 1 соосно между собой и имеют на концах резьбы для присоединения к НКТ. Внутри корпуса 1 между патрубками 2 и 3 с помощью шарнира 4 закреплена крышка 5, подпружиненная растягивающейся пружиной 6. Крышка 5 имеет уплотнение 7, с помощью которого обеспечивается герметичное закрытие патрубка 2. Крышка 5 с помощью шарнира 8 соединена с тягой 9, которая другим концом соединена с опорной втулкой 10. Опорная втулка 10 размещена в верхнем патрубке 2 и может перемещаться вдоль оси патрубка 2 вместе с тягой 9. При открытии крышки 5 втулка 10 вместе с тягой 9 перемещается вниз, а при закрытии - вверх. Приведение в действие крышки 5 осуществляется с помощью цепляющего механизма, которым снабжен геофизический прибор 11, спускаемый в скважину на кабеле 12. Основным элементом механизма являются шарнирные подпружиненные лепестки 13, которые закреплены на неподвижных осях 14. Лепестки 13 подпружинены пружиной 15, которая, толкая их вверх, прижимает к торцевой поверхности плунжера 16. Верхняя часть плунжера 16 входит в цилиндрическую втулку 17, неподвижно закрепленную на корпусе прибора, и может совершать в ней возвратно-поступательное движение. При этом движение плунжера 16 вниз ограничено лепестками 13, а движение вверх ограничено срезаемым штифтом 18. При разрушении штифта 18 плунжер 16 перемещается вверх, давая возможность сложиться лепесткам 13. Для разрушения штифта 18 достаточно дополнительного усилия натяжения кабеля 12 в пределах 200 - 250 кг. The proposed device for the study of horizontal gushing wells (see drawing) contains a lubricator with an oil seal, tubing and a geophysical instrument lowered on a cable with a pusher and a load. In this case, the tubing is equipped with a valve, and the geophysical instrument is equipped with a catching mechanism. The valve body 1 comprises an upper pipe 2 and a lower pipe 3, which are fixed in the housing 1 coaxially with each other and have thread ends for connection to the tubing. Inside the housing 1, between the nozzles 2 and 3, a hinge 4 is fixed to a cover 5, spring-loaded with a tensile spring 6. The cover 5 has a seal 7, which ensures tight closure of the nozzle 2. The cover 5 is connected via a hinge 8 to the rod 9, which is connected to the other end connected to the support sleeve 10. The support sleeve 10 is located in the upper pipe 2 and can move along the axis of the pipe 2 together with the rod 9. When you open the cover 5, the sleeve 10 together with the rod 9 moves down, and when closed - up. The actuation of the cover 5 is carried out using the catching mechanism, which is equipped with a geophysical instrument 11, lowered into the well on the cable 12. The main element of the mechanism is the articulated spring-loaded petals 13, which are mounted on the fixed axes 14. The petals 13 are spring-loaded 15, which, pushing them upward, presses against the end surface of the plunger 16. The upper part of the plunger 16 is included in the cylindrical sleeve 17, fixedly mounted on the device body, and can make a reciprocating movement in it. In this case, the movement of the plunger 16 down is limited by the petals 13, and the upward movement is limited by the shear pin 18. When the pin 18 is destroyed, the plunger 16 moves upward, allowing the petals to fold 13. For the destruction of the pin 18, an additional cable tension 12 within 200 - 250 kg is sufficient.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. В скважину предварительно на НКТ спускают клапан (см. чертеж) в сборе. Глубина спуска клапана должна превышать суммарную длину геофизического инструмента (геофизический прибор, толкатель, груз) на 20 - 30 м. После спуска клапана скважину запускают в работу. При этом крышка 5 открыта, т.к. удерживается в таком состоянии пружиной 6. Проведение исследований начинается с того, что в скважину через лубрикатор спускают геофизический прибор с цепляющим механизмом. При движении геофизического прибора 11 вниз по НКТ лепестки 13 открыты, т.к. удерживаются в этом положении пружиной 15. В тот момент, когда геофизический прибор 11 входит в опорную втулку 10, лепестки 13, упираясь в края втулки 10, поворачиваются на осях 14 и, сжимая пружину 15, складываются, обеспечивая беспрепятственное прохождение геофизического прибора 11 сквозь опорную втулку 10. После прохождения лепестков 13 через втулку 10 геофизический прибор 11 останавливают и начинают медленно поднимать. При этом выступающие концы лепестков 13 упираются в нижний край опорной втулки 10. В результате втулка 10 начинает двигаться вверх вместе с геофизическим прибором 11. Втулка 10 посредством тяги 9 увлекает за собой крышку 5 и она, преодолевая усилие пружины, закрывает верхний патрубок 2. Далее натяжение кабеля возрастает и при превышении его на 200 - 250 кг происходит срезание штифта 18. При этом плунжер 16 перемещается вверх во втулке 17 и освобождает внутренние концы лепестков 13, давая им возможность сложиться. В момент складывания лепестков 13 геофизический прибор 11 выходит из опорной втулки 10. Крышка 5 остается закрытой, т. к. удерживается в этом положении давлением откачиваемого из скважины флюида. Далее стравливают давление из НКТ. Геофизический прибор 11 поднимают на поверхность. Приводят лепестки 13 в нормальное положение (см. чертеж), заменяют срезанный штифт 18 и спускают прибор 11 в скважину, монтируя сверху на кабеле толкатель и груз. Уплотняют кабель с помощью сальника лубрикатора. Выравнивают давление в трубах и в межтрубном пространстве с помощью фонтанной арматуры. В момент выравнивания давления в НКТ и эксплуатационной колонне крышка 5 под действием пружины 6 открывается. Далее геофизический инструмент спускают в горизонтальный ствол. При достижении искривленной части скважины геофизический прибор соскальзывает по нижней стенке скважины, как по наклонной плоскости, и под воздействием усилия, развиваемого грузом и передаваемого посредством толкателя на корпус прибора перемещается в горизонтальном стволе, достигая забоя скважины. В процессе перемещения геофизического прибора ведется регистрация каротажных диаграмм. По окончании исследований перекрывают рабочую линию, останавливая поток флюида через НКТ. Поднимают геофизический инструмент в НКТ. При прохождении цепляющего механизма сквозь опорную втулку 10 лепестки 13 выступающими краями упираются в нижний край опорной втулки 10, которая начинает двигаться вверх вместе с геофизическим прибором 11, увлекая за собой посредством тяги 9 крышку 5, которая при этом закрывается. После закрытия крышки 5 открывают рабочую линию, стравливая давление из верхней части НКТ. При этом крышка 5 удерживается в закрытом состоянии давлением откачиваемого из скважины флюида. Далее дают натяжение кабелю на 200 - 250 кг превышающее вес геофизического инструмента. Под воздействием этого усилия лепестки 13 давят на плунжер 16. В результате срезается штифт 18, плунжер 16 перемещается вверх во втулке 17 и освобождает лепестки 13, давая возможность им сложиться. После прохождения цепляющего механизма геофизического прибора 11 сквозь опорную втулку 10 геофизический инструмент поднимают на поверхность. Закрывают буферную задвижку фонтанной арматуры, выравнивают давление в НКТ и затрубном пространстве. При этом крышка 5 открывается и удерживается в процессе работы скважины в открытом состоянии с помощью пружины 6. The proposed device operates as follows. Previously, a valve (see drawing) is lowered into the well on the tubing assembly. The depth of descent of the valve should exceed the total length of the geophysical instrument (geophysical instrument, pusher, load) by 20-30 m. After the descent of the valve, the well is put into operation. In this case, the cover 5 is open, because held in this state by a spring 6. Research begins with the fact that a geophysical instrument with a catching mechanism is lowered into the well through a lubricator. When the geophysical instrument 11 moves down the tubing, the petals 13 are open, because held in this position by the spring 15. At the moment when the geophysical instrument 11 enters the support sleeve 10, the petals 13, resting on the edges of the sleeve 10, rotate on the axes 14 and, compressing the spring 15, are folded, allowing unhindered passage of the geophysical device 11 through the support the sleeve 10. After the passage of the petals 13 through the sleeve 10, the geophysical instrument 11 is stopped and slowly lifted. In this case, the protruding ends of the petals 13 abut against the lower edge of the support sleeve 10. As a result, the sleeve 10 begins to move upward along with the geophysical instrument 11. The sleeve 10 by means of a rod 9 carries the cover 5 behind it and, overcoming the spring force, closes the upper pipe 2. Next the tension of the cable increases and when it is exceeded by 200 - 250 kg, the pin 18 is cut off. In this case, the plunger 16 moves upward in the sleeve 17 and releases the inner ends of the petals 13, allowing them to fold. At the time of folding the petals 13, the geophysical instrument 11 exits the support sleeve 10. The cover 5 remains closed, because it is held in this position by the pressure of the fluid pumped out of the well. Next, release the pressure from the tubing. Geophysical instrument 11 is raised to the surface. The petals 13 are brought to the normal position (see the drawing), the cut pin 18 is replaced and the device 11 is lowered into the well, mounting the pusher and the load on top of the cable. Seal the cable with a lubricator gland. Equalize the pressure in the pipes and in the annulus using fountain fittings. At the time of pressure equalization in the tubing and production string, the cover 5 opens by the action of the spring 6. Next, the geophysical instrument is lowered into a horizontal trunk. Upon reaching the curved part of the well, the geophysical instrument slides along the bottom wall of the well, as if on an inclined plane, and under the influence of the force developed by the load and transmitted by means of a pusher to the device body moves in a horizontal wellbore, reaching the bottom of the well. In the process of moving the geophysical instrument, logs are recorded. At the end of the study, they shut off the working line, stopping the fluid flow through the tubing. Raise a geophysical instrument in the tubing. When the catching mechanism passes through the support sleeve 10, the petals 13 protruding edges abut against the lower edge of the support sleeve 10, which begins to move up with the geophysical instrument 11, entraining the cover 5 by means of the rod 9, which closes. After closing the cover 5 open the working line, venting pressure from the upper part of the tubing. In this case, the cover 5 is kept closed by the pressure of the fluid pumped out of the well. The cable is then tensioned 200 to 250 kg more than the weight of the geophysical instrument. Under the influence of this force, the petals 13 are pressed against the plunger 16. As a result, the pin 18 is cut off, the plunger 16 moves upward in the sleeve 17 and releases the petals 13, allowing them to fold. After passing the catching mechanism of the geophysical instrument 11 through the support sleeve 10, the geophysical instrument is raised to the surface. Close the buffer valve of the fountain valves, equalize the pressure in the tubing and annulus. When this cover 5 is opened and held during operation of the well in the open state using the spring 6.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет проводить исследования фонтанирующих горизонтальных скважин без их глушения столбом жидкости. В результате исключаются потери в добыче углеводородного сырья, сокращаются затраты на проведение геофизических исследований, повышается достоверность получаемых результатов исследований. Thus, the proposed technical solution allows the study of flowing horizontal wells without killing them with a liquid column. As a result, losses in hydrocarbon production are eliminated, the costs of conducting geophysical surveys are reduced, and the reliability of the obtained research results is increased.

Claims

A device for the study of horizontal gushing wells, containing a lubricator with an oil seal, tubing and a geophysical device with a pusher and a load run on the cable, characterized in that the tubing is equipped with a valve, and the geophysical device is equipped with a catching mechanism that allows the geophysical device to freely pass through the valve when moving down and closes the valve when the geophysical instrument moves up, and the clutch mechanism is disconnected by increasing eniya cable tension force.