RU2396424C1

RU2396424C1 - Selective well completion device

Info

Publication number: RU2396424C1
Application number: RU2009117753/03A
Authority: RU
Inventors: Мурад Османович Халов (RU); Мурад Османович Халов
Original assignee: Аванян Эдуард Александрович
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-08-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention refers to oil industry and can be used for selective formation isolation in well completion. A selective well completion device comprises at least one adjusting sleeve valve with its body mounted on a pipe, at least one temperature-sensitive element, and a surface control and monitor unit connected with the valve and element through a drive line. The valve is opposite to a producing formation and connected therewith through collars in a well casing. A valve actuator is permanently connected with its sleeve and provided with at least two working parts made of a shape memory alloy, each of which is permanently or intermittently located in a coverage of an electric heating element, and each working part is connected with its one end to a support, and with another - to the sleeve of the sleeve valve; at least one working part of each sleeve valve is mounted above, and another - under the attached sleeve. Additionally, the device can contain a lifting gear and a shuttle whereon at least one heating element and a related thermocouple are provided.

EFFECT: enhanced device.

8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для селективной изоляции пластов при заканчивании нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the field of the oil industry and can be used for selective isolation of formations when completing oil and gas wells.

Известно устройство селективного заканчивания разобщенной, по меньшей мере, одним пакером скважины, содержащее регулирующий золотниковый клапан, снабженный закрепленным в скважине органом регулирования [1]. Исполнительный механизм регулирующего клапана имеет вид периодически погружаемого в скважину гидравлического захватного приспособления, которое соединено колонной насосно-компрессорных труб с расположенным на поверхности земли подъемным устройством и насосом. Для переключения клапана захват спускают в скважину. При помощи насоса повышают давление в колонне насосно-компрессорных труб и гидравлическом приводе захватного приспособления, в результате чего оно стыкуется с золотником органа регулирования. Далее, приводя в действие подъемное устройство, захват с золотником либо поднимают вверх, либо опускают вниз, производя тем самым открытие или закрытие клапана.A device for the selective completion of a disconnected at least one packer of a well, comprising a control spool valve equipped with a regulator fixed in the well [1]. The actuator of the control valve has the form of a hydraulic gripping device periodically immersed in the well, which is connected by a tubing string to a lifting device and a pump located on the ground. To switch the valve, the gripper is lowered into the well. Using a pump, the pressure in the tubing string and the hydraulic drive of the gripping device is increased, as a result of which it joins the spool of the regulator. Further, actuating the lifting device, the grip with the spool is either raised up or lowered down, thereby opening or closing the valve.

Недостаток известного устройства заключается в его ограниченных функциональных возможностях.A disadvantage of the known device is its limited functionality.

Проведение длительных и дорогостоящих операций по монтажу и демонтажу массивной колонны усложняет эксплуатацию известного устройства, переключить которое можно только после прекращения нефте- или газодобычи и извлечения на поверхность скважинного оборудования. Операции захвата и перемещения золотника требуют высокой точности управления громоздкой колонной насосно-компрессорных труб, в результате чего повышена вероятность механического повреждения клапана при его переключении.Conducting lengthy and costly installation and dismantling operations of a massive column complicates the operation of the known device, which can be switched only after the cessation of oil or gas production and extraction to the surface of the downhole equipment. The operations of capturing and moving the spool require high precision control of the bulky tubing string, resulting in an increased likelihood of mechanical damage to the valve when it is switched.

Известно выбранное в качестве прототипа устройство селективного заканчивания скважины интеллектуальной внутрискважинной клапанной системы для управления извлечением флюидов из нескольких разобщенных соответствующими пакерами интервалов скважины [2]. Устройство содержит связанный с наземным блоком управления и контроля регулирующий золотниковый клапан, и орган регулирования, и исполнительный механизм которого закреплены в скважине. Корпус органа регулирования закреплен на трубе, внутренняя поверхность которой сообщается с устьем скважины, а наружная - с перфорированным напротив одного из продуктивных пластов или пропластков и снабженным, по меньшей мере, одним пакером участком обсадной колонны. Исполнительный механизм выполнен гидро- или пневматическим, постоянно соединен с золотником органа регулирования и посредством линии управления через расположенный на поверхности земли блок управления и контроля связан с насосом или компрессором. Устройство содержит связанный с золотником электрический контролирующий датчик, электрический измерительный прибор для считывания его показаний электрический кабель и электрический источник питания. Датчик закреплен в скважине и соединен с измерительным прибором посредством электрического кабеля и указанного блока управления и контроля. Переключение клапана осуществляют по команде с блока регулирования и контроля путем повышения и понижения давления в линии управления и исполнительном механизме. При этом работа клапана контролируется по показаниям электрического измерительного прибора.Known is selected as a prototype device for selective completion of the well of an intelligent downhole valve system for controlling the recovery of fluids from several well intervals separated by appropriate packers [2]. The device comprises a control spool valve connected to a ground control and monitoring unit, and a control body and an actuator of which are fixed in the well. The body of the regulatory body is mounted on a pipe, the inner surface of which communicates with the wellhead, and the outer one, with a perforated section of the casing equipped with at least one packer perforated opposite one of the reservoirs or interlayers. The actuator is hydro- or pneumatic, is constantly connected to the spool of the regulatory body and, through a control line, is connected to a pump or compressor via a control and monitoring unit located on the ground. The device contains an electric control sensor connected to the spool, an electric measuring device for reading its readings, an electric cable and an electric power source. The sensor is fixed in the well and connected to the measuring device via an electric cable and the specified control and monitoring unit. The valve is switched on command from the control and regulation unit by increasing and decreasing the pressure in the control line and the actuator. In this case, the operation of the valve is controlled by the readings of an electric measuring device.

Золотниковый регулирующий клапан предназначен для работы при перепаде давлений на входе и выходе, достигающем сотен атмосфер, чем обусловлены повышенные требования к его прочностным характеристикам и герметичности уплотнений. Развиваемое исполнительным механизмом усилие при неизменном давлении в линии управления зависит от площади поперечного сечения гидро- или пневмоцилиндра. Поэтому приходится использовать дорогостоящий и малонадежный при длительной работе в скважине привод высокого давления, починка которого крайне затруднительна. Замена же привода высокого давления на более надежный исполнительный механизм с гидро- или пневмоцилиндром повышенного диаметра ведет к значительному увеличению его габаритов, а следовательно, к необходимости неоправданно завышать диаметр скважины и применять при ее эксплуатации низкопризводительное скважинное оборудование малого диаметра. Функция датчика ограничена только передачей информации о работе клапана. Между тем он занимает дополнительное место и является дополнительным источником поломок устройства.The spool control valve is designed to operate with a pressure drop at the inlet and outlet reaching hundreds of atmospheres, which necessitates increased requirements for its strength characteristics and tightness of seals. The force developed by the actuator at a constant pressure in the control line depends on the cross-sectional area of the hydraulic or pneumatic cylinder. Therefore, it is necessary to use an expensive and unreliable high-pressure drive, which is extremely difficult to repair, during prolonged operation in the well. Replacing a high-pressure drive with a more reliable actuator with a larger diameter hydraulic or pneumatic cylinder leads to a significant increase in its dimensions, and therefore to the need to unjustifiably oversize the borehole diameter and use low-driving borehole equipment of small diameter during its operation. The function of the sensor is limited only by the transmission of information about the operation of the valve. Meanwhile, it takes up additional space and is an additional source of device breakdowns.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства селективного заканчивания скважины.The aim of the invention is to expand the functionality of the device for selective completion of the well.

Указанная цель достигается тем, что устройство селективного заканчивания скважины содержит снабженный органом регулирования и исполнительным механизмом регулирующий золотниковый клапан, корпус органа регулирования которого установлен на трубе и связан с перфорированным напротив продуктивного пласта или пропластка участком обсадной колонны, исполнительный механизм закреплен в скважине, постоянно соединен с золотником органа регулирования и посредством линии управления связан с расположенным на поверхности земли блоком управления и контроля, а золотник расположен в зоне действия датчика, соединенного соответствующими электрическими кабелями со связанным с электрическим источником питания и с указанным блоком управления и контроля электрическим измерительным прибором. При этом, по меньшей мере, один регулирующий золотниковый клапан, линия управления выполнена электрической в виде соответствующих электрических кабелей и проводов, датчик имеет вид термодатчика, исполнительный механизм каждого золотникового клапана снабжен, по меньшей мере, двумя рабочими элементами из сплава, обладающего эффектом памяти формы, каждый из которых постоянно или периодически расположен в зоне действия электрического нагревательного элемента, причем каждый рабочий элемент одним концом соединен с опорой, а другим - с золотником своего золотникового клапана, по меньшей мере, один из рабочих элементов каждого золотникового клапана установлен над, а другой - под соединенным с ним золотником, каждый рабочий элемент либо в виде электрического нагревательного элемента сопротивления сам связан указанным кабелем через блок управления и контроля с электрическим источником питания, либо постоянно или периодически расположен в зоне действия только одного нагревательного элемента, который независимо связан указанным кабелем через блок управления и контроля с электрическим источником питания. Устройство селективного заканчивания скважины дополнительно содержит, по меньшей мере, два защитных теплоизоляционных трубчатых щита и, по меньшей мере, два кольцевидных эластичных теплоизоляционных уплотнения, каждое из которых концентрично закреплено на одном из щитов, последние концентрично закреплены в скважине и обращены наружной поверхностью к рабочим элеметам, и каждый рабочий элемент соединен с соответствующим золотником посредством механической тяги, установленной с возможностью продольного перемещения в кольцевидном эластичном теплоизоляционном уплотнении одного из щитов. В устройстве, снабженном несколькими регулирующими золотниковыми клапанами, отношение полезного усилия исполнительного механизма к площади поперечного сечения, по меньшей мере, одного из клапанов выше, чем у остальных клапанов. Рабочие элементы одного и того же клапана, расположенные соответственно выше и ниже соединенного с ними золотника, разновелики. Каждый рабочий элемент соединен с опорой и с тягой посредством соответствующих электрических изоляторов, расположен внутри эластичной электроизоляционной оболочки, и в качестве электрических нагревательных элементов сопротивления и термодатчиков с переменным электрическим сопротивлением каждый рабочий элемент связан концами через кабель и блок управления и контроля с одним из каналов многоканального прибора для измерения его электрического сопротивления. Устройство селективного заканчивания скважины содержит два нагревательных элемента, в зоне действия одного из которых установлены те рабочие элементы всех клапанов, что расположены выше соединенных с ними золотников, в зоне действия другого нагревательного элемента расположены остальные рабочие элементы соответствующих клапанов, в зоне действия каждого нагревательного элемента установлен один термодатчик в виде термопары, соединенной через кабель и блок управления и контроля с одним из каналов многоканального потенциометра. Устройство селективного заканчивания скважины дополнительно содержит подъемный механизм и соединенное с ним соответствующим кабелем челночное приспособление, на котором закреплен, по меньшей мере, один нагревательный элемент и связанный с ним термодатчик в виде термопары, защитные щиты снабжены отверстиями, а рабочие элементы соответствующих исполнительных механизмов закреплены в скважине таким образом, что те из них, что расположены над соответствующими золотниками, установлены на одном уровне, остальные же - на другом. Указанное челночное приспособление содержит закрепленную на нижнем конце каротажного кабеля теплоизоляционную трубчатую раму, на которой закреплено грузило и концентрично установлены снаружи два снабженных общим тепломеханическим приводом кольцевидных раздвижных теплоизоляционных центровочных затвора, нагревательный элемент выполнен кольцевидным и концентрично закреплен снаружи рамы между указанными затворами, привод последних содержит расположенный в зоне действия нагревательного элемента рабочий элемент с эффектом памяти формы и пружину.This goal is achieved by the fact that the device for selective completion of the well includes a control valve equipped with a regulator and an actuator, the regulator body of which is mounted on the pipe and connected to the perforated section of the casing, perforated opposite to the reservoir, the actuator is fixed in the well, and is constantly connected to the spool of the regulator and through the control line connected to the control unit located on the surface of the earth I control, and the spool is located in the range of the sensor, connected by appropriate electric cables to the connected electrical power source and to the specified control unit and control electrical measuring device. At the same time, at least one control spool valve, the control line is made electric in the form of corresponding electric cables and wires, the sensor has the form of a temperature sensor, the actuator of each spool valve is equipped with at least two working elements from an alloy having a shape memory effect , each of which is permanently or periodically located in the zone of operation of the electric heating element, with each working element connected to a support at one end and with gold at the other by the nickname of its spool valve, at least one of the working elements of each spool valve is installed above and the other under the spool connected to it, each working element or in the form of an electric resistance heating element is itself connected by the specified cable through the control and monitoring unit to an electric source power supply, either permanently or periodically located in the coverage area of only one heating element, which is independently connected by the specified cable through the control and monitoring unit to an insulating power source. The device for selective completion of the well additionally contains at least two protective heat-insulating tubular shields and at least two annular elastic heat-insulating seals, each of which is concentrically fixed to one of the shields, the latter are concentrically fixed in the well and face the working elements with the outer surface , and each working element is connected to the corresponding spool by means of mechanical traction installed with the possibility of longitudinal movement in a ring-shaped electric thermal insulation seal of one of the shields. In a device equipped with several control spool valves, the ratio of the effective force of the actuator to the cross-sectional area of at least one of the valves is higher than that of the other valves. The working elements of the same valve, located respectively above and below the spool connected to them, are different. Each working element is connected to the support and to the traction by means of corresponding electrical insulators, located inside an elastic insulating sheath, and as electric heating elements of resistance and temperature sensors with variable electrical resistance, each working element is connected by ends through a cable and a control and monitoring unit to one of the channels of multichannel a device for measuring its electrical resistance. The device for selective completion of the well contains two heating elements, in the zone of operation of one of which are installed the working elements of all valves that are located above the spools connected to them, in the zone of operation of the other heating element are the remaining working elements of the corresponding valves, in the zone of operation of each heating element is installed one thermocouple in the form of a thermocouple connected through a cable and a control and monitoring unit to one of the channels of a multi-channel potentiometer. The device for selective completion of the well further comprises a lifting mechanism and a shuttle device connected to it by a corresponding cable, on which at least one heating element and a temperature sensor in the form of a thermocouple are attached, the protective shields are provided with holes, and the working elements of the corresponding actuators are fixed in well in such a way that those located above the corresponding spools are installed on one level, the rest on the other. The said shuttle device comprises a heat-insulating tubular frame fixed to the lower end of the logging cable, on which a sinker is fixed and concentrically mounted outside two ring-shaped sliding heat-insulating centering shutters equipped with a common thermomechanical drive, the heating element is ring-shaped and concentrically fixed outside the frame between these gates, the drive of the latter contains an located in the area of action of the heating element, a working element with a memory effect f forms and spring.

На фиг.1 схематично показано устройство селективного заканчивания скважины с двумя регулирующими клапанами и рабочими элементами, нагреваемыми путем прямого пропускания через них электрического тока. На фиг.2 схематично показано устройство селективного заканчивания скважины с двумя регулирующими золотниковыми клапанами и рабочими элементами, нагреваемыми путем косвенного электрического нагрева, стационарно установленными электрическими нагревательными элементами. На фиг.3 схематично представлено устройство селективного заканчивания скважины с двумя регулирующими золотниковыми клапанами и рабочими элементами, нагреваемыми путем косвенного электрического нагрева одним передвижным электрическим нагревательным элементом. На фиг.4 схаматично показан пример исполнения устройства с одним регулирующим клапаном и двумя рабочими элементами, нагреваемыми одним передвижным электрическим нагревательным элементом.Figure 1 schematically shows a device for selective completion of the well with two control valves and working elements, heated by direct transmission of electric current through them. Figure 2 schematically shows a device for selective completion of the well with two control spool valves and working elements heated by indirect electric heating, stationary installed electric heating elements. Figure 3 schematically shows a device for selective completion of a well with two control spool valves and operating elements heated by indirect electrical heating with one mobile electric heating element. Figure 4 schematically shows an example of a device with one control valve and two operating elements heated by one mobile electric heating element.

В предлагаемом описании: 1 - обсадная колонна; 2 - колонна напорно-компрессорных труб; 3 - продуктивный пласт (пропласток); 4 - труба; 5 -отверстие; 6 - пакер; 7 - регулирующий золотниковый клапан; 8 - корпус клапана 7; 9 - золотник клапана 7; 10 - исполнительный механизм клапана 7; 11 - тепломеханический рабочий элемент с эффектом памяти формы; 12 - механическая тяга; 13 - защитный электротеплоизоляционный трубчатый щит; 14 - эластичное кольцевидное теплоизоляционное уплотнение; 15 - электрический изолятор; 16 - эластичная электроизоляционная оболочка; 17 - одножильный электрический провод; 18 - электрический кабель; 19 - блок управления и контроля; 20 - электрический источник питания; 21 - электрический измерительный прибор; 22 - электрический нагревательный элемент; 23 - термодатчик; 24 - подъемный механизм; 25 - челночное приспособление; 26 - электрический кольцевидный нагревательный элемент; 27 - трубчатый регулирующий золотниковый клапан; 28 - трубчатый корпус клапана 27; 29 - трубчатый золотник клапана 27; 30 - электрическая лебедка; 31 - электрический самостопорящийся червячный мотор-редуктор лебедки 30; 32 - барабан лебедки 30; 33 - электрический скользящий контактный распределитель лебедки 30; 34 - консоль; 35 - шкив; 36 - теплоизоляционная трубчатая рама; 37 - грузило; 38 - кольцевидный раздвижной теплоизоляционный центровочный затвор; 39 - тепломеханический привод затворов 38; 40 - продольный паз; 41 - кольцевидная эластичная теплоизоляционная манжета; 42 - кольцевидный вальцовочный зажим; 43 - пружина; 44 - теплоизоляционный кожух; 45 - направляющая втулка.In the proposed description: 1 - casing string; 2 - a column of pressure pipes; 3 - productive layer (interlayers); 4 - pipe; 5-hole; 6 - packer; 7 - control spool valve; 8 - valve body 7; 9 - valve spool 7; 10 - actuator valve 7; 11 - thermomechanical working element with the effect of shape memory; 12 - mechanical traction; 13 - protective electrothermal insulation tubular shield; 14 - elastic annular heat-insulating seal; 15 - electrical insulator; 16 - elastic insulating sheath; 17 - single-core electric wire; 18 - electric cable; 19 - control and monitoring unit; 20 - electric power source; 21 is an electrical measuring device; 22 - electric heating element; 23 - temperature sensor; 24 - lifting mechanism; 25 - shuttle device; 26 - electric ring-shaped heating element; 27 - tubular control spool valve; 28 - a tubular valve body 27; 29 - tubular valve spool 27; 30 - electric winch; 31 - electric self-locking worm gear motor winch 30; 32 - winch drum 30; 33 - electric sliding contact distributor of the winch 30; 34 - console; 35 - a pulley; 36 - heat-insulating tubular frame; 37 - sinker; 38 - ring-shaped sliding heat-insulating centering lock; 39 - thermomechanical valve drive 38; 40 - longitudinal groove; 41 - ring-shaped elastic heat-insulating cuff; 42 - ring-shaped rolling clamp; 43 - spring; 44 - thermal insulation casing; 45 - guide sleeve.

Устройство селективного заканчивания скважины содержит закрепленную в обсадной колонне 1 колонну 2 напорно-компрессорных труб с установленной напротив продуктивного пласта (пропластка) 3 трубой 4 (фиг.1-3). Расположенный в пласте (пропластке) 3 участок колонны 1 снабжен отверстиями 5. Кольцевидная полость между колонной 1 и трубой 4 разобщена с остальными внутренними полостями колонны 1, например, двумя пакерами 6. Посредством золотниковых регулирующих клапанов 7 внутренняя и внешняя полости трубы 4 периодически соединены между собой. Каждый клапан 7 содержит корпус 8, установленный в нем с возможностью продольного перемещения золотник 9 и исполнительный механизм 10 в виде двух периодически нагреваемых тепломеханических рабочих элементов 11, изготовленных из сплава, обладающего эффектом памяти формы, например, из никелида титана. Память элемента 11 выражается в самопроизвольном укорачивании при нагреве и принудительном удлинении при охлаждении. При этом один из рабочих элементов 11 каждого золотникового клапана 7 расположен над, а другой под его золотником 9 и каждый элемент 11 одним концом закреплен на опоре, а другим соединен со своим золотником 9 посредством соответствующей механической тяги 12, например, троса. Между трубой 4 и внутренней полостью скважины установлены соединенные встык с колонной 2 защитные электротеплоизоляционные, например, пластмассовые, щиты 13, каждый из которых снабжен соответствующим эластичным, например, резиновым теплоизоляционным уплотнением 14. Элементы 11 расположены в кольцевидных зазорах между щитами 13 и трубой 4, и каждая из тяг 12 установлена с возможностью скольжения в соответствующем уплотнении 14.The device for selective completion of the well contains fixed in the casing 1 column 2 of pressure-compressor pipes with a pipe 4 installed opposite the reservoir (interlayer) 3 (Fig.1-3). The section of the column 1 located in the formation (interlayer) 3 is provided with holes 5. The annular cavity between the column 1 and the pipe 4 is disconnected from the remaining internal cavities of the column 1, for example, two packers 6. By means of slide valves 7, the inner and outer cavities of the pipe 4 are periodically connected between by myself. Each valve 7 contains a housing 8, mounted therein with the possibility of longitudinal movement of the spool 9 and the actuator 10 in the form of two periodically heated thermomechanical working elements 11, made of an alloy having a shape memory effect, for example, titanium nickelide. The memory element 11 is expressed in spontaneous shortening during heating and forced elongation during cooling. In this case, one of the working elements 11 of each spool valve 7 is located above and the other under its spool 9 and each element 11 is fixed at one end by a support and connected to its spool 9 by the corresponding mechanical rod 12, for example, a cable. Between the pipe 4 and the internal cavity of the well, there are installed electrically heat-insulating protective joints, for example, plastic, shields 13, each of which is equipped with a corresponding elastic, for example, rubber heat-insulating seal 14. Elements 11 are located in the annular gaps between the shields 13 and the pipe 4, and each of the rods 12 is slidably mounted in a corresponding seal 14.

На фиг.1 каждый рабочий элемент снабжен на концах соответствующими электрическими изоляторами 15, например, из стеклотекстолита и установлен внутри эластичной электроизоляционной, например, силиконовой оболочки 16. В качестве электрического нагревательного элемента сопротивления каждый рабочий элемент 11 через соответствующие электрические линии управления в виде одножильных проводов 17 и многожильных кабелей 18 и блок 19 управления и контроля соединен с электрическим источником 20 питания. В качестве термоэлектрического датчика электрического сопротивления каждый элемент 11 через соответствующие провода 17 и кабели 18 соединен с источником 20 питания и электрическим измерительным прибором 21, который выполнен, например, в виде многоканального прибора измерения электрического сопротивления каждого из рабочих элементов 11.In Fig. 1, each working element is provided at the ends with corresponding electrical insulators 15, for example of fiberglass, and is installed inside an elastic electrical insulating, for example, silicone sheath 16. As an electric heating element of resistance, each working element 11 through the corresponding electric control lines in the form of single-core wires 17 and multicore cables 18 and the control and monitoring unit 19 is connected to an electric power source 20. As a thermoelectric sensor of electrical resistance, each element 11 is connected through a corresponding wire 17 and cables 18 to a power source 20 and an electric measuring device 21, which is made, for example, in the form of a multi-channel device for measuring the electrical resistance of each of the working elements 11.

На фиг.2 исполнительный механизм каждого клапана 7 содержит два электрических нагревательных элемента 22, каждый из которых выполнен, например, в виде электрического нагревательного элемента сопротивления или индукционным. Внутри кольцевидных зазоров между трубой 4 и щитами 13 в зоне действия каждого нагревательного элемента 22 установлен, по меньшей мере, один термоэлектрический датчик, например, в виде термопары 23. Каждый элемент 22 через соответствующие кабели 18 и блок 19 связан с источником 20 питания. Каждая термопара 23 соответствующими кабелями 18 соединена через блок 19 с источником 20 питания и электрическим измерительным прибором 21, например, с одним из каналов многоканального потенциометра для измерения электрического сопротивления термопар 23.In figure 2, the actuator of each valve 7 contains two electric heating elements 22, each of which is made, for example, in the form of an electric resistance heating element or induction. At least one thermoelectric sensor, for example, in the form of a thermocouple 23, is installed inside the annular gaps between the pipe 4 and the shields 13 in the area of action of each heating element 22. Each element 22 is connected to the power supply 20 through corresponding cables 18 and 19. Each thermocouple 23 with corresponding cables 18 is connected through a block 19 to a power source 20 and an electric measuring device 21, for example, to one of the channels of a multi-channel potentiometer for measuring the electrical resistance of thermocouples 23.

На фиг.3, 4 устройство дополнительно содержит подъемный механизм 24 и соединенное с ним кабелем 18 челночное приспособление 25. На последнем закреплен, по меньшей мере, один нагревательный элемент 22, связанный соответствующими кабелями через блок 19 с источником 20 питания. В зоне действия элемента 22 расположена термопара 23, которая закреплена на челночном приспособлении 25 и соответствующими кабелями 18 через блок 19 соединена с источником 20 питания и прибором 21. Щиты 13 снабжены отверстиями 5. Рабочие элементы 11 соответствующих исполнительных механизмов 10 закреплены в скважине таким образом, что те из них, что расположены над соответствующими золотниками 9, установлены на одном уровне, остальные же - на другом.In Figs. 3 and 4, the device further comprises a lifting mechanism 24 and a shuttle device 25 connected to it by a cable 18. At least one heating element 22 is fixed to the latter, connected by corresponding cables through the block 19 to the power supply 20. In the range of element 22 is a thermocouple 23, which is mounted on a shuttle device 25 and corresponding cables 18 are connected through a block 19 to a power source 20 and a device 21. The shields 13 are provided with holes 5. The working elements 11 of the respective actuators 10 are fixed in the well in such a way that those of them located above the corresponding spools 9 are installed on one level, the rest on the other.

На фиг.4 устройство содержит кольцевидный, например, нихромовый электрический нагревательный элемент 26 сопротивления, трубчатый регулирующий золотниковый клапан 27 и четыре рабочих элемента 11. Клапан 27 снабжен трубчатым корпусом 28 и трубчатым золотником 29. Два элемента расположены над, а другие два под соединенными с ними соответствующими тягами 12 золотниками 29. Подъемный механизм 24 имеет вид электрической лебедки 30, снабженной мотор-редуктором 31, барабаном 32 и закрепленным на последнем электрическим скользящим контактным распределителем 33. Мотор-редуктор 31 выполнен самостопорящимся, например, червячным. Кабель 18 намотан на барабан 32 и связан с блоком 19 посредством скользящего контактного распределителя 33. Кабель 18 через установленный на консоли 34 шкив 35 спущен в скважину и соединен нижним концом с челночным приспособлением 25 и закрепленным на нем кольцевидным нагревательным элементом 26. Челночное приспособление 25 содержит теплоизоляционную трубчатую раму 36, грузило 37 и два кольцевидных раздвижных теплоизоляционных центровочных затвора 38, снабженных общим тепломеханическим приводом 39. Рама 36 снабжена двумя продольными пазами 40 и двумя расположенными соответственно наверху и внизу рамы 36 консолями 34, посредством нижней из которых рама 36 соединена с расположенным ниже грузилом 37, а верхней - с нижним концом кабеля 18. Каждый затвор 38 имеет вид кольцевидной эластичной теплоизоляционной манжеты 41, на каждом из торцов которой концентрично закреплено по одному кольцевидному вальцовочному зажиму 42. Манжета 41 имеет, например, вид патрубка из эластичного теплоизоляционного материала, например, из пористой резины. Привод 39 содержит рабочий элемент 11, пружину 43 его реверса, электротеплоизоляционный кожух 44, термопару 23, две тяги 12, два их уплотнения 14, два шкива 35 и две направляющие втулки 45 с закрепленной на каждой консолью 34. Кожух 44 соединен с возможностью теплообмена с элементом 26, а остальные его части выполнены теплоизолированными. Элемент 11 привода 39 и термопара 23 расположены внутри кожуха 44. Элемент 11 привода 39 соединен противоположными концами с концами соответствующих тяг 12, которые установлены с возможностью перемещения внутри соответствующих уплотнений 14, огибают закрепленные на консолях 34 рамы 32 соответствующие шкивы 35 и соединены между собой пружиной 43. Каждый затвор 38 концентрично закреплен одним из своих зажимов 42 на одном из концов рамы 36, а другим зажимом 42 на одной из втулок 45.In Fig. 4, the device comprises a ring-shaped, for example, nichrome electric resistance heating element 26, a tubular control spool valve 27 and four working elements 11. The valve 27 is provided with a tubular body 28 and a tubular spool 29. Two elements are located above and the other two under connected to them with corresponding rods 12 with spools 29. The lifting mechanism 24 has the form of an electric winch 30 equipped with a geared motor 31, a drum 32 and fixed to the last electric sliding contact distributor I have 33. The gear motor 31 is made self-locking, for example, worm. The cable 18 is wound on the drum 32 and connected to the block 19 by means of a sliding contact distributor 33. The cable 18 through the pulley 35 mounted on the console 34 is lowered into the well and connected with the lower end to the shuttle device 25 and the annular heating element 26 fixed thereon. The shuttle device 25 contains heat-insulating tubular frame 36, sinker 37 and two annular sliding heat-insulating alignment locks 38, equipped with a common thermomechanical actuator 39. Frame 36 is equipped with two longitudinal grooves 40 and two the consoles 34 located respectively at the top and bottom of the frame 36, by means of the lower of which the frame 36 is connected to the sinker 37 located below, and the upper to the lower end of the cable 18. Each shutter 38 has the form of an annular elastic heat-insulating sleeve 41, on each of which ends it is concentrically fixed one ring-shaped rolling clamp 42. The cuff 41 has, for example, the form of a nozzle made of elastic heat-insulating material, for example, of porous rubber. The drive 39 contains a working element 11, a spring 43 of its reverse, an electrothermal insulation casing 44, a thermocouple 23, two rods 12, two of their seals 14, two pulleys 35 and two guide bushings 45 mounted on each console 34. The casing 44 is connected with the possibility of heat exchange with element 26, and the rest of its parts are thermally insulated. The element 11 of the actuator 39 and the thermocouple 23 are located inside the casing 44. The element 11 of the actuator 39 is connected by opposite ends to the ends of the respective rods 12, which are mounted for movement inside the respective seals 14, envelope the corresponding pulleys 35 fixed on the consoles 34 of the frame and are interconnected by a spring 43. Each shutter 38 is concentrically fixed with one of its clamps 42 at one end of the frame 36, and with another clamp 42 at one of the bushings 45.

Устройство селективного заканчивания скважины работает следующим образом (фиг.1-3). В исходном положении клапаны 7 открыты и через них пласты (пропластки) 3 сообщаются с внутренними полостями трубы 4 и колонны 2. При этом все рабочие элементы 11 устройства имеют температуру, приближенную к температуре окружающих их скважинных флюидов, и верхние рабочие элементы 11 каждого исполнительного механизма 10 короче нижних. Для закрытия клапанов 7 необходимо нагреть более длинные - нижние из рабочих элементов 11 соответствующих механизмов 10. На фиг.1 для нагрева более длинных - нижних из элементов 11 по команде с блока 19 пропускают через них ток, тем самым производя их прямой электрический нагрев. На фиг.2, 3 для нагрева более длинных - нижних из элементов 11 по команде с блока 19 включают нагревательные элементы 22, в зоне действия которых они расположены, осуществляя этим их косвенный электрический нагрев. В определенный момент (фиг.1-3) из-за нагрева вследствие реализации эффекта памяти формы данные нижние рабочие элементы 11 самопроизвольно укорачиваются, совершая рабочий ход. В результате соединенные с ними золотники 9 перемещаются вниз, а расположенные с противоположной от тех же золотников 9 стороны, охлаждаемые скважинными флюидами, и благодаря этому более пластичные рабочие элементы 11 удлиняются, совершая холостой ход. При закрытых клапанах 7 отсутствует сообщение между продуктивным пластом (пропластком) 3, внутренними полостями трубы 4 и колонны 2. При этом все рабочие элементы 11 устройства постепенно охлаждаются до температуры, приближенной к температуре окружающих их скважинных флюидов. Для повторного открытия клапанов 7 необходимо нагреть более длинные - верхние из рабочих элементов 11 соответствующих механизмов 10. На фиг.1 для нагрева более длинных - верхних из элементов 11 по команде с блока 19 пропускают через них ток, тем самым производя их прямой электрический нагрев. На фиг.2, 3 для нагрева более длинных - верхних из элементов 11 по команде с блока 19 включают нагревательные элементы 22, в зоне действия которых они расположены, осуществляя этим их косвенный электрический нагрев. В определенный момент (фиг.1-3) из-за нагрева вследствие реализации эффекта памяти формы данные верхние рабочие элементы 11 самопроизвольно укорачиваются, совершая рабочий ход. В результате соединенные с ними золотники 9 перемещаются вверх, а расположенные с противоположной от тех же золотников 9 стороны, охлаждаемые скважинными флюидами, и благодаря этому более пластичные рабочие элементы 11 удлиняются, совершая холостой ход. Дальнейшее переключение клапанов 7 осуществляется аналогичным образом.A device for selective completion of the well works as follows (Fig.1-3). In the initial position, the valves 7 are open and through them the layers (interlayers) 3 communicate with the internal cavities of the pipe 4 and column 2. Moreover, all the working elements 11 of the device have a temperature close to the temperature of the surrounding well fluids, and the upper working elements 11 of each actuator 10 shorter than the bottom. To close the valves 7, it is necessary to heat the longer - lower of the working elements 11 of the corresponding mechanisms 10. In Fig. 1, for heating the longer - lower of the elements 11, a current is passed through them upon command from block 19, thereby producing direct electric heating. In figure 2, 3 for heating the longer - lower of the elements 11, on command from block 19, include heating elements 22, in the area of which they are located, thereby indirectly heating them. At a certain point (Figs. 1-3), due to the heating due to the implementation of the shape memory effect, these lower working elements 11 spontaneously shorten, making a working stroke. As a result, the spools 9 connected to them move downward, and the sides located on the opposite side from the same spools 9 are cooled by well fluids, and due to this, more plastic working elements 11 are lengthened, making an idle run. When the valves 7 are closed, there is no communication between the reservoir (interlayer) 3, the internal cavities of the pipe 4 and the column 2. Moreover, all the working elements 11 of the device are gradually cooled to a temperature close to the temperature of the surrounding well fluids. To re-open the valves 7, it is necessary to heat the longer - upper of the working elements 11 of the corresponding mechanisms 10. In Fig. 1, for heating the longer - upper of the elements 11, a current is passed through them upon command from block 19, thereby producing direct electric heating. In figure 2, 3 for heating the longer - upper of the elements 11, on command from the block 19, include heating elements 22, in the zone of action of which they are located, thereby indirectly heating them. At a certain point (Figs. 1-3), due to the heating due to the implementation of the shape memory effect, these upper working elements 11 spontaneously shorten, making a working stroke. As a result, the spools 9 connected to them move upward, and the sides located on the opposite side from the same spools 9 are cooled by well fluids, and due to this, more plastic working elements 11 are lengthened, making an idle run. Further switching of the valves 7 is carried out in a similar manner.

Связанный с соответствующим прибором 21 каждый элемент 11 как термодатчик (фиг.1) обеспечивает прямое наблюдение за своей температурой, а соединенная с соответствующим прибором 21 каждая термопара 23 (фиг.2, 3) обеспечивает косвенное наблюдение за температурой связанного с ней элемента 11. Что в обоих случаях однозначно наблюдению за степенью деформации контролируемых элементов 11 с целью своевременного предупреждения их порчи в результате перегрева. После поступления от прибора 21 на блок 19 информации о завершении в соответствующих элементах 11 аустенитного превращения блок 19 самопроизвольно прекращает их прямой (фиг.1) или косвенный (фиг.2, 3) электрический нагрев.Associated with the corresponding device 21, each element 11 as a temperature sensor (Fig. 1) provides direct monitoring of its temperature, and connected to the corresponding device 21, each thermocouple 23 (Figs. 2, 3) provides indirect monitoring of the temperature of the associated element 11. What in both cases, it is unambiguous to observe the degree of deformation of the controlled elements 11 in order to timely prevent their damage as a result of overheating. After receipt of information from the device 21 on the block 19 information about the completion in the corresponding elements 11 of the austenitic transformation, the block 19 spontaneously stops their direct (figure 1) or indirect (figure 2, 3) electric heating.

Операции закрытия и открытия трубчатого регулирующего золотникового клапана 27 (фиг.4) при использовании одного кольцевидного нагревательного элемента 26 производятся после установки челночного приспособления 25 непосредственно над колонной 2. Нагревательный элемент 26 транспортируют к месту его работы в отключенном состоянии путем включения через блок 19 мотор-редуктора 31 лебедки 30. При этом под действием пружины, находящийся в охлажденном пластичном состоянии элемент 11 привода 39 до предела растянут пружиной 43. Расстояние между верхней и нижней втулками 45 минимально, затворы 38 имеют максимальную длину и минимальный наружный диаметр, и поэтому их манжеты 41 не препятствуют спуску элемента 26 в скважину. Для закрытия клапана 27 данный спуск продолжают вплоть до момента, когда элемент 26 окажется расположенным напротив закрепленных в скважине рабочих элементов 11 клапана 27, установленных ниже соединенных с ними соответствующих золотников 29. Подав команду на блок 19, мотор-редуктор 31 лебедки 30 отключают, а закрепленный на кабеле 18 элемент 26 включают. В результате нагревательный элемент 26 начинает нагревать рабочий элемент 11 привода 39, и тот, «вспоминая» предварительно заданную форму, укорачивается и, действуя через соответствующие тяги 12, начинает растягивать пружину 43 и передвигать втулки 45 врозь одна от другой. При этом манжеты 41 соединенных с ними затворов 38 деформируются, и их наружный диаметр увеличивается. При минимальной длине элемента 11 привода 39 манжеты 41 прижимаются к соответствующим щитам 13 и, начиная препятствовать массопереносу скважинных флюидов к стационарно закрепленным в скважине рабочим элементам 11 механизма 10, обеспечивают приемлемые условия для нагрева этих элементов 11 нагревателем 26. При нагреве в определенный момент рабочие элементы 11 механизма 10 вследствие реализации эффекта памяти формы самопроизвольно укорачиваются, совершая рабочий ход. В результате соединенный с ними золотник 29 перемещается вниз и клапан 27 запирается, а расположенные с противоположной от золотника 29 стороны, охлаждаемые скважинными флюидами, и благодаря этому более пластичные рабочие элементы 11 удлиняются, совершая холостой ход. Тепловые потери при этом снижены как за счет увеличения наружного диаметра манжет 41 соответствующих затворов 38, так и в результате покрытия стенок полостей, в которых расположены рабочие элементы 11 теплоизоляционными материалами, например, фторопластом (не показаны). Перед последующей транспортировкой, подав соответствующую команду на блок 19, элемент 26 отключают. Постепенно охлаждаясь скважинными флюидами, рабочий элемент 11 привода 39 становится пластичным и растягивается под действием пружины 43. Расстояние между верхней и нижней втулками 45 до предела уменьшается, затворы 38 приобретают максимальную длину, наружный диаметр их манжет 41 уменьшается, и они перестают препятствовать дальнейшей транспортировке элемента 26 в скважине.The closing and opening operations of the tubular control spool valve 27 (Fig. 4) when using one ring-shaped heating element 26 are carried out after installing the shuttle device 25 directly above the column 2. The heating element 26 is transported to its place of work in the off state by turning on the motor gearbox 31 of the winch 30. In this case, under the action of the spring, the element 11 of the actuator 39 in a cooled plastic state is stretched to the limit by the spring 43. The distance between the upper and the lower bushings 45 are minimal, the shutters 38 have a maximum length and a minimum outer diameter, and therefore their cuffs 41 do not prevent the element 26 from being lowered into the well. To close the valve 27, this descent is continued until the element 26 is located opposite the working elements 11 of the valve 27 fixed in the borehole mounted below the corresponding spools 29 connected to them. By giving a command to block 19, the gear motor 31 of the winch 30 is turned off, and The element 26 mounted on the cable 18 includes. As a result, the heating element 26 begins to heat the working element 11 of the actuator 39, and he, “remembering” the predetermined shape, is shortened and, acting through the appropriate rods 12, begins to stretch the spring 43 and move the sleeve 45 apart from one another. In this case, the cuffs 41 of the bolts 38 connected to them are deformed, and their outer diameter increases. With a minimum length of the drive element 11 of the actuator 39, the cuffs 41 are pressed against the respective shields 13 and, starting to prevent the mass transfer of well fluids to the working elements 11 of the mechanism 10 fixed in the well, provide acceptable conditions for heating these elements 11 with a heater 26. When heated at a certain moment, the working elements 11 of the mechanism 10 due to the implementation of the memory effect, the forms spontaneously shorten, making a working stroke. As a result, the spool 29 connected to them moves down and the valve 27 closes, and the sides located on the opposite side from the spool 29 are cooled by well fluids, and due to this, the more plastic working elements 11 are lengthened, making an idle stroke. In this case, heat losses are reduced due to both an increase in the outer diameter of the cuffs 41 of the respective closures 38 and as a result of covering the walls of the cavities in which the working elements 11 are located with heat-insulating materials, for example, fluoroplastic (not shown). Before subsequent transportation, by submitting the appropriate command to block 19, element 26 is turned off. Gradually cooling downhole fluids, the working element 11 of the actuator 39 becomes plastic and stretches under the action of the spring 43. The distance between the upper and lower bushings 45 to the limit decreases, the closures 38 acquire a maximum length, the outer diameter of their cuffs 41 decreases, and they no longer interfere with further transportation of the element 26 in the well.

Повторное открытие клапана 27 осуществляется аналогичным образом, с той лишь разницей, что движение нагревательного элемента 26 в скважине прекращают и его включают после того, как в зоне действия элемента 26 окажутся те из элементов 11 механизма 10, что расположены выше связанного с ними золотника 29.The re-opening of the valve 27 is carried out in a similar manner, with the only difference that the movement of the heating element 26 in the well is stopped and it is turned on after those of the elements 11 of the mechanism 10 that are located above the spool 29 connected with them are in the zone of action of the element 26.

После прекращения работ по переключению клапана 27, подав соответствующую команду на блок 19, элемент 26 отключают и после завершения процесса удлинения пружиной 43 охлажденного элемента 11 привода 39, подав другую команду на блок 19, включают мотор-редуктор 31 лебедки 30 и извлекают челночное приспособление 25 из скважины.After the cessation of switching valve 27, by submitting the appropriate command to block 19, the element 26 is turned off and after the spring extension process 43 of the cooled element 11 of the actuator 39 is completed, another command is sent to block 19, the gear motor 31 of the winch 30 is turned on and the shuttle device 25 is removed from the well.

Соединенная с соответствующим прибором 21 термопара 23 (фиг.4) обеспечивает косвенное наблюдение за температурой связанного с ней элемента 11, что однозначно наблюдению за степенью деформации контролируемых элементов 11 механизма 10 и привода 39 с целью своевременного предупреждения их порчи в результате перегрева. После поступления от прибора 21 на блок 19 информации о завершении в соответствующих элементах 11 аустенитного превращения блок 19 самопроизвольно прекращает их косвенный электрический нагрев.Connected to the corresponding device 21, the thermocouple 23 (Fig. 4) provides indirect monitoring of the temperature of the associated element 11, which is unambiguous to monitoring the degree of deformation of the controlled elements 11 of the mechanism 10 and the actuator 39 in order to timely prevent their damage as a result of overheating. After receipt of information from the device 21 to the block 19 about completion of the austenitic transformation in the respective elements 11, the block 19 spontaneously stops their indirect electrical heating.

Происходящее в элементах 11 из никелида титана аустенитное и мартенситное превращение находит яркое отражение в аномальном гистерезисном изменении их электрического сопротивления [3], что позволяет использовать никелидтитановые рабочие элементы 11 в качестве термодатчиков.The austenitic and martensitic transformation occurring in elements 11 of titanium nickelide is clearly reflected in the abnormal hysteresis change in their electrical resistance [3], which makes it possible to use nickel-titanium working elements 11 as temperature sensors.

Как и в прототипе [2], предлагаемое устройство обеспечивает управление потоками скважинных флюидов и технологических жидкостей, направленных от одного из нескольких разобщенных пакерами 6 участков скважины к ее устью. При этом предлагаемое устройство может быть использовано, как в случае, когда разобщение осуществляется только одним пакером, так и при совместном применении нескольких предлагаемых устройств, в процессе разработки одной скважиной нескольких пересекаемых ею продуктивных пластов и пропластков, управление которыми можно осуществлять с единого блока управления и контроля с использованием общих кабелей 18.As in the prototype [2], the proposed device provides control of the flow of wellbore fluids and process fluids directed from one of several packers separated by 6 packers to the wellhead. At the same time, the proposed device can be used both in the case when disconnection is carried out by only one packer, and when several proposed devices are used together, during the development of a single well of several productive layers and layers intersected by it, which can be controlled from a single control unit and control using common cables 18.

Повышению скорости охлаждения элементов 11 отвечает уменьшение габаритов кольцевидных полостей, в которых они расположены. С той же целью могут быть применены электрические нагревательные элементы 22 индукционного действия, посредством которых может быть осуществлен нагрев в первую очередь самих металлических по природе элементов 11.An increase in the cooling rate of the elements 11 corresponds to a decrease in the dimensions of the annular cavities in which they are located. For the same purpose, electric heating elements 22 of induction action can be applied, by means of which, first of all, the metal elements 11 themselves can be heated.

Тепловые потери на фиг.1 снижены за счет покрытия элементов 11 с прямым электрическим нагревом соответствующими оболочками 16, а также путем уменьшения массопереноса флюидов при помощи щитов 13 и уплотнений 14 (фиг.1, 2) или защиты зоны нагрева нагреваемого элемента 11 затворами 33 (фиг.3). Кроме того, для снижения тепловых потерь необходимо покрыть стенки полостей, в которых расположены рабочие элементы 11 теплоизоляционными материалами, например, фторопластом (на фиг.1-3 не показаны).The heat losses in FIG. 1 are reduced by coating the elements 11 with direct electric heating with the corresponding shells 16, as well as by reducing the mass transfer of fluids using shields 13 and seals 14 (FIGS. 1, 2) or protecting the heating zone of the heated element 11 with shutters 33 ( figure 3). In addition, to reduce heat loss, it is necessary to cover the walls of the cavities in which the working elements 11 are located with heat-insulating materials, for example, fluoroplastic (not shown in Figs. 1-3).

В предлагаемом описании (фиг.1, 2) кабель 18 закреплен внутри колонны 2. При этом предполагается использовать закрепленный на стенках скважинных труб плоский бронированный кабель 18. При хорошей теплоизоляции зон нагрева и возможности проведения нагрева элементов 11 в течение несколько минут возможно применение маломощных нагревательных элементов 22, которые связаны с источником 20 соответствующими электрическими кабелями в виде запрессованных в плоскую герметичную металлическую броню и электроизолированных друг от друга плоских лент из нержавеющей стали. При прокладке кабеля 18 или монтаже элементов 22 предполагается использовать малогабаритный робот. Тот же робот будет востребован при ремонте или замене поврежденных кабелей 18 или испорченных стационарных элементов 22.In the proposed description (FIGS. 1, 2), the cable 18 is fixed inside the column 2. At the same time, it is proposed to use a flat armored cable 18 mounted on the walls of the borehole pipes. With good thermal insulation of the heating zones and the possibility of heating elements 11 for several minutes, low-power heating can be used elements 22, which are connected to the source 20 by corresponding electric cables in the form of flat tapes of n pressed into flat sealed metal armor and electrically insulated from each other stainless steel. When laying the cable 18 or mounting the elements 22, it is proposed to use a small-sized robot. The same robot will be in demand when repairing or replacing damaged cables 18 or damaged stationary elements 22.

Предложенный в описании (фиг.4) червячный мотор-редуктор 27 при отключении путем самостопорения обеспечивает надежную фиксацию положения нагревательного элемента 26 на заданной глубине независимо от направления его предшествующего движения. При этом точность наведения элемента 26 на соответствующие элементы 11 механизма 10 в момент его остановки может быть повышена в результате применения лебедки 30 с автоматически задаваемой глубиной стравливания кабеля 18 или доукомплектования челночного приспособления 25 прицельным приспособлением (не показаны). Чтобы предотвратить заклинивание приспособления 25, его концы имеют заостренную форму (не показано).The worm gear motor 27 proposed in the description (FIG. 4), when switched off by self-locking, provides reliable fixation of the position of the heating element 26 at a given depth regardless of the direction of its previous movement. In this case, the accuracy of the guidance of the element 26 to the corresponding elements 11 of the mechanism 10 at the time of its stop can be increased as a result of the use of a winch 30 with an automatically set depth of etching of the cable 18 or understaffing of the shuttle device 25 with an aiming device (not shown). To prevent jamming of the device 25, its ends have a pointed shape (not shown).

Рабочие элементы 11 изготовлены из работающих на растяжение-сжатие прямолинейных никелидтитановых проволок (не показаны). Для увеличения рабочего усилия элемента 11 несколько таких проволок объединяют в мышцевидные пакеты (не показаны). При необходимости увеличения рабочего хода такую проволоку несколько раз огибают относительно закрепленных на опорах шкивов или дополнительно снабжают двуплечим рычагом, подвижным блоком и.т.п.(не показаны).The working elements 11 are made of working in tension-compression of straight nickel-titanium wires (not shown). To increase the working force of the element 11, several such wires are combined into muscle-shaped packages (not shown). If it is necessary to increase the working stroke, such a wire is bent several times relative to the pulleys fixed on the supports or additionally equipped with a two-arm lever, a movable block, etc. (not shown).

Удешевлению, повышению надежности и упрощению снабженного несколькими регулирующими клапанами устройства способствует то, что на работу в нем при максимальном перепаде давлений на входе и выходе может быть рассчитан, по крайней мере, только один клапан 7, который, являясь подрывным, обеспечивает своим открытием снижение предъявляемых к остальным клапанам 7 аналогичных требований. Важным преимуществом предлагаемых регулирующих клапанов 7, 27 является также простота соизмерения усилий, запрашиваемых для обеспечения их открытия и закрытия с соответствующими усилиями их исполнительных механизмов 10. Для обеспечения расхода исполнительным механизмом 10 ровно такого количества энергии, которое необходимо как для открытия, так и для закрытия соответствующего клапана 7, 27, варьируют количеством никелидтитановых проволок в соответствующих элементах 11. В результате более рационально используется сплав с эффектом памяти формы и смягчаются требования к прочностным характеристикам силовых элементов конструкции.Cheaper, increased reliability and simplification of the device equipped with several control valves contributes to the fact that at least one valve 7 can be designed to work in it with a maximum pressure drop at the inlet and outlet, which, being subversive, ensures by its opening a reduction in other valves have 7 similar requirements. An important advantage of the proposed control valves 7, 27 is also the simplicity of measuring the forces required to ensure that they open and close with the corresponding efforts of their actuators 10. To ensure that the actuator 10 consumes exactly the amount of energy that is necessary both for opening and closing the corresponding valve 7, 27, vary by the number of nickel-titanium wires in the corresponding elements 11. As a result, an alloy with a memory effect f forms and soften requirements for the strength characteristics of power structural elements.

Основным условием сохранения работоспособности элементов 11 является предохранение их от перегрева, которому при использовании промышленных никелидтитановых сплавов соответствует превышение 250°С [3]. Для защиты элементов 11 от разрушения вследствие короткого замыкания (фиг.1) особое внимание следует уделить их электроизоляции.The main condition for maintaining the health of the elements 11 is to protect them from overheating, which when using industrial nickel-titanium alloys corresponds to an excess of 250 ° C [3]. To protect the elements 11 from destruction due to a short circuit (figure 1), special attention should be paid to their electrical insulation.

Список использованной литературыList of references

1. Патент РФ №2244801, МКИ 7 Е21В 23/04, опубликован в 2005 г.1. RF patent №2244801, MKI 7 ЕВВ 23/04, published in 2005

2. Патент РФ №2320850, Е21В 34/06, Е21В 43/14. (43) Дата публикации заявки: 2005.09.20, (45) Опубликовано: 2008.03.27.2. RF patent No. 2320850, ЕВВ 34/06, ЕВВ 43/14. (43) Date of publication of the application: 2005.09.20, (45) Published: 2008.03.27.

3. Оцука К., Симидзу К., Судзуки Ю. и др. Сплавы с эффектом памяти формы. Перевод с японского под редакцией А.М.Глезера, Москва, «Металлургия», 1990 г., стр.76, 165.3. Otsuka K., Shimizu K., Suzuki Yu. Et al. Alloys with shape memory effect. Translation from Japanese, edited by A.M. Glaser, Moscow, Metallurgy, 1990, pp. 76, 165.

Claims

1. A device for selective completion of the well, comprising a control spool valve, the body of which is mounted on the pipe, a sensor and a ground control and monitoring unit connected to the valve and the sensor through a control line, the valve being located opposite the reservoir and communicating with the latter through openings in the casing the wellbore, and the actuator of the valve is constantly connected to its spool, characterized in that it contains at least one control spool valve and a sensor, wherein If there are several valves, they are all located in parallel opposite one productive formation or layer, additionally contains electric heating elements, each sensor is made in the form of a thermal sensor, the control line consists of electric cables and wires, the sensor and control and monitoring unit are made electric and connected to an electric source power supply, the actuator of each spool valve is mounted on the specified pipe and is made of at least two working elements from an alloy having a shape memory effect, each of which is permanently or periodically located in the zone of operation of the electric heating element, with each working element connected at one end to a support and at the other end to a spool of its spool valve, at least one of the working elements of each spool the valve is installed above and another under the spool connected to it, each working element either in the form of an electric resistance heating element is itself connected by the specified cable through the control unit control and monitoring with an electric power source, either permanently or periodically located in the area of operation of only one heating element, which is independently connected by a specified cable through the control and monitoring unit to an electric power source.

2. The device for selective completion of a well according to claim 1, characterized in that it further comprises at least two protective heat-insulating tubular shields and at least two annular elastic heat-insulating seals, each of which is concentrically mounted on one of the shields, the latter concentrically fixed in the borehole and facing the outer surface to the working elements, and each working element is connected to the corresponding spool by means of a mechanical rod mounted with the possibility of longitudinal rearrangements within the annular heat-insulating elastic seal of one of the panels.

3. The device for selective completion of a well according to claim 1, characterized in that in a device equipped with several control spool valves, the ratio of the effective force of the actuator to the cross-sectional area of at least one of the valves is higher than that of the other valves.

4. The device for selective completion of a well according to claim 1, characterized in that the working elements of the same valve, located respectively above and below the spool connected to them, are different.

5. The device for selective completion of a well according to claim 1, characterized in that each working element is connected to a support and to a thrust by means of corresponding electrical insulators, located inside an elastic insulating sheath and each working element as electrical resistance heating elements and temperature sensors with variable electrical resistance connected by ends through a cable and a control and monitoring unit to one of the channels of a multichannel device for measuring its electrical resistance .

6. The device for selective completion of a well according to claim 1, characterized in that it contains two heating elements, in the zone of operation of one of which are installed the working elements of all valves that are located above the spools connected to them, the remaining workers are located in the zone of action of the other heating element elements of the corresponding valves, in the area of each heating element there is one thermocouple in the form of a thermocouple connected through a cable and a control and monitoring unit to one of the multi-channel potentiometer.

7. The device for selective completion of wells according to claim 1, characterized in that it further comprises a lifting mechanism and a shuttle device connected to it by a corresponding cable, on which at least one heating element and a temperature sensor connected in the form of a thermocouple are attached, protective shields equipped with holes, and the working elements of the respective actuators are fixed in the well so that those located above the corresponding spools are installed at the same level, the rest e same - on the other.

8. The device for selective completion of a well according to claim 7, characterized in that said shuttle device comprises a heat-insulating tubular frame fixed to the lower end of the logging cable, on which a sinker is mounted and concentrically mounted outside two ring-shaped sliding heat-insulating centering shutters equipped with a common thermomechanical drive, a heating the element is ring-shaped and concentrically fixed on the outside of the frame between these gates, the drive of the latter contains located in the area of action of the heating element, a working element with a shape memory effect and a spring.