RU2739781C1 - Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells - Google Patents
Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739781C1 RU2739781C1 RU2020123880A RU2020123880A RU2739781C1 RU 2739781 C1 RU2739781 C1 RU 2739781C1 RU 2020123880 A RU2020123880 A RU 2020123880A RU 2020123880 A RU2020123880 A RU 2020123880A RU 2739781 C1 RU2739781 C1 RU 2739781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- movement
- unit
- fixation
- electronic unit
- sensors
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/14—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for displacing a cable or a cable-operated tool, e.g. for logging or perforating operations in deviated wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для доставки приборов и оборудования в горизонтальные и сильнонаклонные участки обсаженных и не обсаженных скважин в условиях осложненной геометрии внутреннего сечения и необходимости проведения каротажных работ, требующих обеспечения равномерного, без рывков и остановок движения пассажирских геофизических приборов с помощью рычажного устройства. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to deliver instruments and equipment to horizontal and highly inclined sections of cased and uncased wells in conditions of complicated geometry of the inner section and the need for logging, requiring uniform, without jerks and stops, movement of passenger geophysical instruments using lever device.
Известно рычажное устройство для доставки приборов в горизонтальную скважину (патент РФ № 2175374, МПК Е21В 23/14, публ. 27.10.2001), с помощью которого реализован простейший способ доставки геофизических приборов и оборудования в горизонтальные скважины, содержащее цилиндрический корпус, шарнирно установленные расклинивающие опоры, направляющие штоки и движитель, выполненный в виде четырех втулок, попарно соединенных расклинивающими опорами, причем в каждой паре подвижная втулка имеет ходовую гайку и установлена с возможностью перемещения, а другая втулка неподвижно закреплена на соответствующих направляющих в штоках, установленных в соответствующих корпусах, в каждом из которых установлен электродвигатель с понижающим редуктором, ходовым винтом с шагом, исключающим его самоторможение. При работе предлагаемое устройство соединяют со спускаемым прибором и каротажным кабелем соединяют с наземным пультом с помощью которого управляют работой. Передвижение устройства осуществляют попеременным включением двигателей и сменой направлений их вращения.Known is a lever device for delivering instruments into a horizontal well (RF patent No. 2175374, IPC Е21В 23/14, publ. 27.10.2001), with the help of which the simplest method of delivering geophysical instruments and equipment into horizontal wells is realized, containing a cylindrical body, hingedly installed wedging supports, guide rods and a propeller made in the form of four bushings connected in pairs by riving supports, and in each pair, the movable bushing has a running nut and is installed with the possibility of movement, and the other bushing is fixedly fixed on the corresponding guides in the rods installed in the corresponding housings, in each of which is equipped with an electric motor with a reduction gear, a lead screw with a pitch that excludes its self-braking. During operation, the proposed device is connected to the descent tool and the logging cable is connected to the ground control panel with which the operation is controlled. The movement of the device is carried out by alternately turning on the motors and changing the directions of their rotation.
Недостаток способа передвижения заключается в низкой производительности, так как в процессе движения неизбежны постоянные остановки по завершению циклов движения, повышенная аварийность и низкая надежность вследствие невозможности прогнозирования предстоящих осложнений движению. Невозможность осуществления равномерного движения для проведения каротажных работ.The disadvantage of the method of movement is low productivity, since in the process of movement constant stops are inevitable at the end of the movement cycles, increased accident rate and low reliability due to the impossibility of predicting future traffic complications. The impossibility of realizing a uniform motion for carrying out logging operations.
Известен способ доставки, реализованный с помощью устройства (патент РФ № 27207610, МПК Е21В 23/14, публ. 28.11.2019), состоящего из двух колесных секций с электродвигателями для движения и прижима колес, верхнего и нижнего центраторов, блока электронного со встроенной телеметрической системой связи с наземной каротажной системой, приводящая в движение колеса устройства соответствующими командами, при этом регистрируют показания в блоке электроники датчиков температуры, акселерометров и натяжения кабеля. A known delivery method, implemented using a device (RF patent No. 27207610, IPC E21B 23/14, publ. 11/28/2019), consisting of two wheel sections with electric motors for moving and pressing the wheels, upper and lower centralizers, an electronic unit with built-in telemetry a communication system with a ground-based logging system, which drives the wheels of the device by appropriate commands, while recording the readings in the electronics unit of temperature sensors, accelerometers and cable tension.
Этот способ не позволяет воспользоваться попеременной работой двух тяговых звеньев, поскольку устройство принципиально отличается по конструкции движителя, и не имеет дискретных шагов перемещения.This method does not allow using the alternating operation of two traction links, since the device is fundamentally different in the design of the mover, and does not have discrete steps of movement.
Ближайшим аналогом заявленному способу является способ доставки приборов в горизонтальную скважину, реализованный с помощью устройства для доставки приборов в горизонтальную скважину (патент РФ № 2515141, МПК Е21В 23/14, публ. 10.05.2014), содержащее не менее двух звеньев, каждое из которых содержит полый цилиндрический корпус, узел его перемещения, снабженный электродвигателем, шариковинтовой парой и тяговым элементом, узел фиксации, снабженный фиксирующими платформами и шарнирными рычагами. Корпуса звеньев связаны с возможностью обеспечения жесткого соединения их между собой в направлении их осевого перемещения и взаимного вращения в двух ортогональных плоскостях и в направлении взаимного скручивания. В полости каждого звена расположен узел перемещения звена и узел фиксации звена, при этом узлы перемещения выполнены в виде расположенных с двух концов звена электродвигателей, выходные валы каждого из которых кинематически связаны с шариковинтовой парой, гайка которой жестко соединена с тяговым элементом, выполненным в виде стержня, другой конец которого жестко соединен с местами крепления шарнирных рычагов узла фиксации.The closest analogue to the claimed method is a method for delivering tools into a horizontal well, implemented using a device for delivering tools into a horizontal well (RF patent No. 2515141, IPC Е21В 23/14, publ. 05/10/2014), containing at least two links, each of which contains a hollow cylindrical body, a unit for moving it, equipped with an electric motor, a ball screw pair and a traction element, a fixation unit equipped with fixing platforms and articulated levers. The housings of the links are connected with the possibility of providing a rigid connection between them in the direction of their axial movement and mutual rotation in two orthogonal planes and in the direction of mutual twisting. In the cavity of each link there is a link movement unit and a link fixation unit, while the movement units are made in the form of electric motors located at both ends of the link, the output shafts of each of which are kinematically connected to a ball screw pair, the nut of which is rigidly connected to a traction element made in the form of a rod , the other end of which is rigidly connected to the attachment points of the hinged levers of the fixation unit.
Устройство доставляют к горизонтальному участку скважины в транспортном положении со сложенными узлами фиксации всех звеньев. Управление устройством осуществляют от наземной аппаратуры через каротажный кабель, соединенный с устройством для обеспечения его доставки к горизонтальному интервалу. В дальнейшем, устройство передвигают, поочередно поджимая и передвигая с помощью электродвигателей узлов фиксации, обеспечивая необходимое тянущее усилие для перемещения пассажирских геофизических приборов и кабеля.The device is delivered to the horizontal section of the well in the transport position with folded fixing units of all links. The device is controlled from ground equipment through a logging cable connected to the device to ensure its delivery to the horizontal interval. Subsequently, the device is moved, alternately pressing and moving the fixation units with the help of electric motors, providing the necessary pulling force to move the passenger geophysical instruments and cable.
Недостатками данного способа являются: невозможность равномерного движения для обеспечения качественного каротажа, повышенные динамические нагрузки на элементы приводов, повышенная аварийность движения в осложненных участках горизонтальных скважин в связи с отсутствием специальных датчиков для прогнозирования ситуаций в процессе движения и в связи с этим, невозможность автоматизации процесса движения. Низкая скорость движения, за счет вынужденных остановок в циклах движения. The disadvantages of this method are: the impossibility of uniform movement to ensure high-quality logging, increased dynamic loads on drive elements, increased traffic accidents in complicated sections of horizontal wells due to the lack of special sensors to predict situations during movement and, in this regard, the impossibility of automating the movement process ... Low speed of movement, due to forced stops in movement cycles.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности устройства, а также в расширении технологических возможностей использования.The problem to be solved by the invention is to increase the reliability, durability and operational safety of the device, as well as to expand the technological possibilities of use.
Технический результат – равномерное безостановочное движение рычажного устройства доставки приборов и оборудования в горизонтальные и сильнонаклонные участки обсаженных и необсаженных скважин с обеспечением безаварийного прохождения скважины и увеличения скорости движения.EFFECT: uniform non-stop movement of a lever device for delivering tools and equipment to horizontal and highly inclined sections of cased and uncased wells, ensuring trouble-free passage of the well and increasing the speed of movement.
Указанный технический результат достигается тем, что способ управления движением рычажного устройства доставки приборов и оборудования в горизонтальные и сильнонаклонные участки обсаженных и необсаженных скважин, осуществляемый посредством рычажного устройства доставки, состоящего из электронного блока, а также нижнего и верхнего тяговых звеньев, включающих корпус, узлы фиксации и перемещения, снабженные электродвигателями, обеспечивающими их фиксацию и перемещение корпуса, которые с помощью встроенной телеметрической системы связи с наземной каротажной системой приводят в движение соответствующими командами, поочередно фиксируя узлы тяговых звеньев и передвигая корпус узлами перемещения, осуществляют шаговое движение, при этом в электронном блоке регистрируют показания датчиков температуры, акселерометров и натяжения кабеля, согласно изобретению, для обеспечения плавного безостановочного движения устройства доставки узлы фиксации и перемещения тяговых звеньев оснащают исполнительными электронными узлами, а привода с электродвигателями, обеспечивающими прижим и движение, оснащают датчиками положения ротора электродвигателей, датчиками усилия прижатия или тока питания электродвигателей, с помощью которых обеспечивают контроль за интервалами передвижения узлов перемещения и узлов фиксации звеньев, а также возникающими усилиями при их перемещении, по крайней мере, двумя центраторами, при этом нижний центратор оснащают датчиками: контроля перемещения, диаметра раскрытия и исполнительным электронным узлом, с помощью которых анализируют предстоящие осложнения движению, выявляют и исключают случаи проскальзывания узлов фиксации при недостаточном их поджатии к стенке скважины, при этом контроль движения осуществляют с помощью контроллера, установленного в электронный блок через высокоскоростную телеметрию, связывающую контроллер с исполнительными электронными узлами фиксации и перемещения тяговых звеньев, обеспечивающую управление в реальном времени и с помощью специальной программы, установленной в контроллере электронного блока, по команде с бортовой ЭВМ наземного регистрирующего комплекса, обеспечивают движение устройства следующим образом: сначала запускают тестовый режим, при котором измеряют параметры движения каждого узла, при этом совершают один цикл движения, на основе этих измерений, формируют контрольные интервалы начала и конца движения, которые должны составлять несколько процентов от диапазонов перемещений узлов, измеряемых в количестве оборотов двигателей, а начало и конец движения определяют по увеличению тока потребления двигателей, затем элементы тяговых звеньев устанавливают в исходные для движения положения, узлы фиксации при этом, в зависимости от осложняющих ситуаций, полностью складывают или открывают на допустимую программой величину внутреннего диаметра скважины, в тяговых звеньях устанавливают узлы фиксации в крайнее нижнее положение по оси устройства, далее по команде из контроллера электронного блока в исполнительный электронный узел узла фиксации, узел фиксации нижнего тягового звена поджимают к стенке скважины и его узлом перемещения в это время начинают перемещать корпус, при этом двигают устройство вперед, верхнее тяговое звено в это время находится в режиме ожидания, до тех пор, пока в нижнем звене узел фиксации не дойдет до конечного контрольного интервала и при вхождении узла фиксации нижнего звена в контрольный интервал, по сигналу из контроллера электронного блока поджимают узел фиксации верхнего звена и одновременно с прижимом, двигают вперед верхнее звено, после контроля усилия прижатия узла фиксации верхнего звена, командой из контроллера электронного блока разрешают отжим и движение на возврат узла фиксации нижнего звена, который во время движения узла фиксации верхнего звена возвращают в исходное положение, этот цикл повторяют до конца намеченного интервала движения, при этом, в случае необходимости реверсивное движение осуществляют в обратном порядке.The specified technical result is achieved by the fact that a method for controlling the movement of a lever delivery device for tools and equipment in horizontal and highly inclined sections of cased and uncased wells, carried out by means of a lever delivery device consisting of an electronic unit, as well as lower and upper traction links, including a housing, fixation units and movements, equipped with electric motors, ensuring their fixation and movement of the body, which, using the built-in telemetric communication system with the ground-based logging system, are set in motion by the appropriate commands, alternately fixing the nodes of the traction links and moving the body with the movement nodes, carry out a step motion, while in the electronic unit readings of temperature sensors, accelerometers and cable tension are recorded, according to the invention, to ensure smooth non-stop movement of the delivery device, the fixation and movement nodes of the traction links are equipped with actuating electronic units, and drives with electric motors providing clamping and movement are equipped with sensors for the position of the rotor of electric motors, sensors for pressing force or power supply of electric motors, with the help of which they control the intervals of movement of the movement units and fixing units of the links, as well as the forces that arise during their movement, with at least two centralizers, while the lower centralizer is equipped with sensors: control of movement, opening diameter and an executive electronic unit, with the help of which impending complications to movement are analyzed, cases of slippage of fixation units are detected and eliminated when they are insufficiently pressed against the borehole wall, while monitoring the movements are carried out using a controller installed in the electronic unit through high-speed telemetry, which connects the controller with the executive electronic units for fixing and moving the traction links, providing real-time control and using a special of the program installed in the controller of the electronic unit, on command from the on-board computer of the ground recording complex, provide the movement of the device as follows: first, a test mode is started, in which the parameters of the movement of each node are measured, and one cycle of movement is performed, based on these measurements, control the intervals of the beginning and end of the movement, which should be several percent of the ranges of displacements of the nodes, measured in the number of revolutions of the engines, and the beginning and end of the movement are determined by the increase in the current consumption of the engines, then the elements of the traction links are set to the initial positions for the movement, the fixation nodes are, depending on the complicating situations, they completely fold or open to the value of the internal diameter of the well admissible by the program, fixing nodes are installed in the traction links in the extreme lower position along the axis of the device, then on command from the controller of the electronic unit to the executive electric This node of the fixation unit, the fixation unit of the lower traction link is pressed against the borehole wall and at this time, the body begins to move with the movement unit, while the device is moved forward, the upper traction link at this time is in standby mode, until the lower link the fixing unit will not reach the final control interval and when the fixing unit of the lower link enters the control interval, upon a signal from the controller of the electronic unit, the fixing unit of the upper link is pressed and, simultaneously with the clamp, the upper link is moved forward, after controlling the pressing force of the fixing unit of the upper link, by the command from the controller of the electronic unit, spinning and movement to return the fixing unit of the lower link is allowed, which, during the movement of the fixing unit of the upper link, is returned to its original position, this cycle is repeated until the end of the intended interval of movement, while, if necessary, the reverse movement is carried out in reverse order.
При этом согласно изобретению, для улучшения качества равномерного движения устройства, контроллеры приводных двигателей оснащают программой авторегулирования, которая обеспечит устройство возможностью плавного движения на заданной скорости.Moreover, according to the invention, in order to improve the quality of the uniform movement of the device, the controllers of the drive motors are equipped with an automatic control program, which will provide the device with the possibility of smooth movement at a given speed.
Настоящим изобретением реализуется безостановочное движение рычажного устройства в обсаженных и не обсаженных скважинах при максимально приближенной к равномерной скорости, что снижает динамические нагрузки на силовые элементы устройства и уменьшает аварийность, повышает качество каротажа. В устройстве применены датчики и электронные узлы для обеспечения контроля состояний и оперативного реагирования устройства на изменения мешающих движению факторов. The present invention implements the non-stop movement of the lever device in cased and uncased wells at the closest to a uniform speed, which reduces the dynamic loads on the power elements of the device and reduces the accident rate, improves the quality of logging. The device uses sensors and electronic assemblies to ensure monitoring of conditions and prompt response of the device to changes in factors interfering with movement.
Для реализации заявленного способа рычажное устройство оснащают датчиками положения ротора электродвигателей, датчиками измерения усилия прижатия или тока питания электродвигателей для обеспечения контроля состояний и прогнозирования реакции устройства на изменения мешающих движению факторов. При этом тяговые звенья оснащают электронными узлами с контроллерами для управления электродвигателями, обработки показаний датчиков и высокоскоростной телеметрией для связи с контроллером электронного блока. Также с целью обеспечения возможности оперативного реагирования (для выявления случаев проскальзывания узлов фиксации в случае недостаточного их поджатия при расклинивании) и автоматизации процесса перемещения на переднем центраторе установлены датчики измерения диаметра скважины и колесный датчик контроля перемещения устройства. Упомянутые датчики выполнены с возможностью передачи сигнала на электронный блок.To implement the claimed method, the lever device is equipped with sensors for the position of the rotor of electric motors, sensors for measuring the pressing force or supply current of the electric motors in order to monitor the conditions and predict the response of the device to changes in the factors interfering with the movement. At the same time, the traction links are equipped with electronic units with controllers for controlling electric motors, processing sensor readings and high-speed telemetry for communication with the controller of the electronic unit. Also, in order to ensure the possibility of a prompt response (to detect cases of slippage of the fixing units in case of insufficient compression during wedging) and to automate the movement process, sensors for measuring the diameter of the well and a wheel sensor for monitoring the movement of the device are installed on the front centralizer. The mentioned sensors are made with the possibility of transmitting a signal to the electronic unit.
Контролер электронного блока содержит программы, основанные на алгоритмах управления движением электродвигателей тяговых звеньев, на основе, полученных с помощью высокоскоростной телеметрической системы, данных, а также обменом информации с помощью низкоскоростной телеметрической системы связи через геофизический кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системой. Для контроля нагрузки на рычажное устройство оно оснащено датчиком натяжения кабеля.The controller of the electronic unit contains programs based on algorithms for controlling the movement of electric motors of traction links, based on data obtained using a high-speed telemetry system, as well as information exchange using a low-speed telemetric communication system via a geophysical cable with an on-board computer with a ground logging system. To monitor the load on the lever device, it is equipped with a cable tension sensor.
Таким образом обеспечивается безостановочное движение устройства, уменьшается аварийность. Равномерное безостановочное движение устройства с пассажирским каротажным прибором обеспечивает качественный материал каротажа. Кроме того, исключение остановок в циклах движения позволяет увеличить скорость движения устройства.Thus, non-stop movement of the device is ensured, and accidents are reduced. The smooth, non-stop movement of the passenger logging tool ensures quality logging material. In addition, the elimination of stops in motion cycles allows the device to move faster.
Изобретение поясняется описанием конкретного примера выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:The invention is illustrated by the description of a specific example of implementation and the accompanying graphic materials, where:
фиг. 1 схематично представлено рычажное устройство, при управлении движением которого внутри скважины реализован предлагаемый способ;fig. 1 schematically shows a lever device, when controlling the movement of which inside the well, the proposed method is implemented;
фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм управления движения рычажного устройства внутри скважины. fig. 2 is a block diagram illustrating the control algorithm for the movement of the lever device inside the well.
Для реализации заявленного способа рычажное устройство оснащают, по крайней мере, двумя жестко соединенными тяговыми звеньями 1, каждое из которых содержит цилиндрический корпус 2, узел перемещения 3.1 (для верхнего звена), 3.2 (для нижнего звена) и узел фиксации 4.1 (для верхнего звена), 4.2 (для нижнего звена) с рычажной системой 5, содержащей подвижные рычаги, а также электронный блок 6 управления, с помощью которого регистрируют показания датчиков температуры, акселерометров и натяжения кабеля (фиг. 1).To implement the claimed method, the lever device is equipped with at least two rigidly connected
Каждый узел перемещения 3.1, 3.2 содержит электропривод, включающий силовой электродвигатель 7, на валу которого размещен с датчик положения (энкодер) 8 узла фиксации 4.1, 4.2, редуктор и винтовая пара 9, которые связаны с рычажной системой 5 каждого фиксирующего узла 4.1, 4.2, с обеспечением возможности его перемещения. Кроме того, каждый узел перемещения 3.1, 3.2 содержит электронный узел, включающий контроллер с модемом высокоскоростной телеметрии для приема команд от электронного блока 6 и обработки данных датчика положения 8 ротора электродвигателя 7 для их последующей передачи на электронный блок 6, датчика температуры для контроля перегрева электродвигателя, датчика тока потребления электродвигателя для исключения аварийного режима, а также силовой драйвер для управления режимами работы электродвигателя. Each displacement unit 3.1, 3.2 contains an electric drive, including a
Каждый узел фиксации 4.1, 4.2 содержит электропривод, включающий силовой электродвигатель 10 с датчиком положения (энкодером) 11 ротора электродвигателя 10 и датчиком измерения усилия прижатия или тока питания 12 электродвигателя 10, редуктор, телескопическое соединение 13, выполненное с возможностью обеспечения свободы перемещения каждого узла фиксации 4.1, 4.2 относительно корпуса 2 тягового звена 1 при вращении винтовой пары 14 электродвигателем 10. Свободное перемещение каждого узла фиксации 4.1, 4.2 относительно корпуса 2 обеспечивает поджатие и складывание рычажной системы 5. Дополнительно узел фиксации 4.1, 4.2 содержит электронный узел, включающий контроллер с модемом высокоскоростной телеметрии для приема, обработки данных датчиков 11 и 12 и последующей передачи контроллеру электронного блока 6, силовой драйвер для управления режимами работы электродвигателя. Each fixing unit 4.1, 4.2 contains an electric drive, including a
Электронный блок 6 включает в себя контроллер и телеметрические модемы системы связи низкоскоростной 21кБод для связи через кабель с бортовой ЭВМ наземной каротажной системы и высокоскоростной 1,2МБод для управления в реальном времени двигателями тяговых звеньев 1 и считываний в реальном времени показаний датчиков 8, 11, 12.
Таким образом контроллер электронного блока 6 содержит программы, основанные на алгоритмах управления в реальном времени двигателями тяговых звеньев 1 и рычажных систем 5, на основе полученных от датчиков 8, 11, 12 сигналов и регистрации показаний всех имеющихся датчиков.Thus, the controller of the
Кроме того, устройство оснащено датчиком натяжения кабеля 15 для контроля нагрузки на устройство. Датчик натяжения кабеля 15 представляет собой устройство с упругим элементом, снабженным датчиком Холла или тензометрическим датчиком, который служит для измерения величины его деформации пропорциональной силе натяжения кабеля. При этом кабельная головка 16 устройства оснащена легкоплавким фиксатором 17, который в аварийной ситуации расплавляется при подаче на него, например, тока обратной полярности питающему по одной из жил кабеля из наземного источника, и освобождает кабель от устройства. Освобождение кабеля от устройства позволит без осложнений одеть на устройство воронку ловильной системы. In addition, the device is equipped with a
Для контроля за возникающими в процессе движения усилиями устройство оснащено, по крайней мере, двумя центраторами 18, 19 для уменьшения нагрузки на устройство сил трения при прохождении в скважине. При этом, передний центратор 19 снабжен поворотными датчиками Холла для измерения диаметра 20 скважины 22 и размещенным на одном из колес центратора 19 датчиком контроля перемещения 21, для выявления случаев проскальзывания узлов фиксации 4.1, 4.2 в случае недостаточного их поджатия при расклинивании. При этом колесо переднего центратора 19, на котором размещается датчик контроля перемещения 21, дополнительно подпружинивается, и его поверхность качения выполняется рифленой для лучшего сцепления со стенкой скважины 22.To control the forces arising in the course of movement, the device is equipped with at least two
Способ управления движением рычажного устройства внутри скважины проиллюстрирован представленной блок-схемой (фиг. 2).The method for controlling the movement of the lever device inside the well is illustrated by the presented block diagram (Fig. 2).
На дневной поверхности находится силовой высоковольтный источник питания устройства, наземная регистрирующая система с бортовым компьютером для обеспечения связи и управления устройством и каротажная лебедка с геофизическим кабелем. On the day surface there is a high-voltage power source of the device, a ground-based recording system with an on-board computer for communication and control of the device, and a logging winch with a geophysical cable.
После того как устройство присоединено с пассажирским геофизическим прибором и геофизическим кабелем, запускают тестовый режим, при котором измеряют параметры движения каждого узла, при этом совершается один цикл движения. На основе этих измерений формируются контрольные интервалы начала и конца движения, которые должны составлять около 20 % от диапазонов перемещения узлов. Указанное значение, определенное опытным путем в процессе испытаний, является примером осуществления изобретения и не ограничивает его осуществление. Контрольные интервалы измеряются количеством оборотов электродвигателей 7 и 10. Начало и конец движения определяется по увеличению тока потребления электродвигателей 7 и 10. After the device is connected with a passenger geophysical device and a geophysical cable, a test mode is started, in which the parameters of movement of each node are measured, and one movement cycle is performed. On the basis of these measurements, control intervals of the beginning and end of movement are formed, which should be about 20% of the ranges of movement of the nodes. The specified value, determined empirically during the testing process, is an example of the invention and does not limit its implementation. The control intervals are measured by the number of revolutions of
Затем элементы тяговых звеньев 1 устанавливают в исходные для движения положения через наземную регистрирующую систему. Узлы фиксации 4.1, 4.2 устанавливаются в исходные для движения положения при этом, в зависимости от осложняющих ситуаций, полностью сложены или открыты на допустимую программой величину внутреннего диаметра скважины 22. В тяговых звеньях 1 устанавливают узлы фиксации 4.1 и 4.2 в крайнее нижнее положение по оси устройства (фиг. 1, 2).Then the elements of the
С помощью каротажной лебедки, производится опускание устройства в скважину. Как правило, до осложнений движению, обычно - до вхождения в горизонтальный или сильнонаклонный участок скважины, который начинается с переходом на эксплуатационную колонну другого диаметра.Using a logging winch, the device is lowered into the well. As a rule, before complications to the movement, usually - before entering the horizontal or highly deviated section of the well, which begins with the transition to a production string of a different diameter.
При вхождении в сильнонаклонной или горизонтальной части скважины по команде с бортовой ЭВМ наземного регистрирующего комплекса, движение устройства обеспечивается следующим образом: When entering a highly inclined or horizontal part of the well on command from the on-board computer of the ground-based recording complex, the movement of the device is provided as follows:
по команде из контроллера электронного блока 6, фиксирующий узел 4.2 нижнего тягового звена 1 поджимают к стенке скважины 22 и его узлом перемещения 3.2 начинают перемещать корпус 2, при этом устройство двигают вперед. Электродвигатели 7 и 10 верхнего тягового звена 3.1 в это время пребывают в режиме ожидания, до тех пор, пока в нижнем звене 1 узел фиксации 4.2 не дойдет до конечного контрольного интервала; on command from the controller of the
при вхождении узла фиксации 4.2 в контрольный интервал, с помощью контроллера электронного блока 6 подают одновременно сигнал на прижим и перемещение вперед верхнего узла фиксации 4.1; when the fixation unit 4.2 enters the control interval, with the help of the controller of the
после контроля усилия прижатия узла фиксации 4.1 верхнего звена 1 с помощью датчика тока питания 12 двигателя 10, командой из контроллера электронного блока 6 разрешают отжим и движение на возврат узла фиксации 4.2 нижнего звена 1, который во время движения узла 4.1 верхнего звена 1 возвращают в исходное положение. after controlling the pressing force of the fixation unit 4.1 of the
С целью обеспечения равномерного движения устройства, контроллеры приводимых электродвигателей 7 и 10 каждого звена 1 оснащены программой авторегулирования, которая обеспечивает плавное равномерное движение на заданной скорости. In order to ensure the uniform movement of the device, the controllers of the driven
Контроллер электронного блока 6 обеспечивает цикличность до конца интервала движения. В процессе движения анализируются показания датчиков 8, 11, 12, датчиков 20, 21 переднего центратора 19, датчика натяжения кабеля 15 и автоматически подбираются оптимальные параметры движения и прижатия. В случае необходимости реверсивное движение устройства осуществляют путем повторения цикла в обратном порядке. При этом контроль движения осуществляется с помощью исполнительных электронных узлов фиксации и перемещения тяговых звеньев 1, а также с помощью датчиков ускорения (акселерометров), локатора муфт, а также датчика натяжения 15 кабеля и глубиномера на каротажной лебедке в электронном блоке 6, датчика контроля перемещения 21 и датчика измерения диаметра 20 скважины 22 на переднем центраторе 19.The controller of the
Режим безостановочного равномерного движения необходим для обеспечения качественного каротажа, например, термометрии, которая проводится обязательно при движении по горизонтальному участку вперед, с помощью устройства доставки, пока скважинная жидкость еще не перемешана прохождением аппаратуры. The mode of non-stop uniform movement is necessary to ensure high-quality logging, for example, thermometry, which is required when moving along a horizontal section forward, using a delivery device, while the well fluid is not yet mixed by the passage of the equipment.
В настоящее время завершена разработка рычажного устройства для доставки приборов и оборудования в горизонтальные скважины, диаметром Ø54 мм, длиной около 9 метров, оснащенного всеми описанными узлами и датчиками. Проведены стендовые испытания, где подтверждены все заложенные характеристики, тяговое усилие до 400 кг, скорость движения до 400 метров в час. Планируются скважинные испытания на одном из месторождений.Currently, the development of a lever device for the delivery of instruments and equipment to horizontal wells, Ø54 mm in diameter, about 9 meters long, equipped with all the described assemblies and sensors, has been completed. Bench tests were carried out, where all the inherent characteristics were confirmed, traction force up to 400 kg, movement speed up to 400 meters per hour. Well tests are planned at one of the fields.
Таким образом, по сравнению с известными аналогами, конструкция устройства обладает возможностью безостановочного передвижения в осложненных участках скважины, не обсаженных скважинах, что снижает динамические нагрузки на элементы устройства и аварийность, увеличивает скорость, а возможность равномерного, без рывков движения обеспечивает качественный каротаж.Thus, in comparison with the known analogs, the design of the device has the ability to move non-stop in difficult sections of the well, not cased wells, which reduces the dynamic loads on the elements of the device and the accident rate, increases the speed, and the possibility of uniform, jerk-free movement ensures high-quality logging.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123880A RU2739781C1 (en) | 2020-07-19 | 2020-07-19 | Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells |
PCT/RU2021/050205 WO2022015206A1 (en) | 2020-07-13 | 2021-07-06 | Device and method for conveying tools into horizontal wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123880A RU2739781C1 (en) | 2020-07-19 | 2020-07-19 | Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739781C1 true RU2739781C1 (en) | 2020-12-28 |
Family
ID=74106573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020123880A RU2739781C1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-19 | Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739781C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204621U1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-06-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью Инженерный Центр "Пфз" | DEVICE FOR FIXING THE ENCODER TO THE MEASURING ROLLER PERFORMING THE OPERATIONS OF MEASUREMENT OF LONG-SIZED BODIES |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5947213A (en) * | 1996-12-02 | 1999-09-07 | Intelligent Inspection Corporation | Downhole tools using artificial intelligence based control |
RU2460881C2 (en) * | 2009-12-16 | 2012-09-10 | Дженерал Электрик Компани | Logging device designed for well logging (versions) |
RU2487238C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Down-hole testing and measuring complex and method for its installation in horizontal well |
RU2515141C1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-05-10 | Михаил Львович Трубников | Device for transporting tools to horizontal well |
WO2014188203A1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-11-27 | Well-Centric Oilfield Services Ltd | Apparatus and method for controlling the position of a tool within a passage |
-
2020
- 2020-07-19 RU RU2020123880A patent/RU2739781C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5947213A (en) * | 1996-12-02 | 1999-09-07 | Intelligent Inspection Corporation | Downhole tools using artificial intelligence based control |
RU2460881C2 (en) * | 2009-12-16 | 2012-09-10 | Дженерал Электрик Компани | Logging device designed for well logging (versions) |
RU2487238C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Down-hole testing and measuring complex and method for its installation in horizontal well |
RU2515141C1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-05-10 | Михаил Львович Трубников | Device for transporting tools to horizontal well |
WO2014188203A1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-11-27 | Well-Centric Oilfield Services Ltd | Apparatus and method for controlling the position of a tool within a passage |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204621U1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-06-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью Инженерный Центр "Пфз" | DEVICE FOR FIXING THE ENCODER TO THE MEASURING ROLLER PERFORMING THE OPERATIONS OF MEASUREMENT OF LONG-SIZED BODIES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60006040T2 (en) | Dünungskompensationsvorrichtung | |
RU2742922C1 (en) | Lever device for delivery of instruments and equipment to horizontal wells and its fixation unit | |
CN101216397B (en) | Elevator steel wire rope bending fatigue state test bench | |
EP2172593B1 (en) | Method and apparatus for inspecting cables | |
RU2739781C1 (en) | Method of controlling movement of lever device for delivering instruments and equipment to horizontal and penchant sections of cased and uncased wells | |
CN102788568A (en) | Height measuring system for oil rig rotary hook as well as calibrating and measuring method | |
CN105374260B (en) | Horizontal directional drill drilling rod vibrates force analysis synthesis experiment method and experimental provision | |
US10422213B2 (en) | Measurement method and system | |
DE60103457T2 (en) | Device and method for measuring downhole | |
CA2622717A1 (en) | Method and apparatus for communicating signals to an instrument in a wellbore | |
US5844132A (en) | Method and system for real-time estimation of at least one parameter linked with the behavior of a downhole tool | |
KR101826343B1 (en) | method for maintenance and measurement for behavior using multicomponent Sensor | |
WO2022093078A1 (en) | Device for delivering equipment to horizontal portions of cased boreholes | |
CN106978804A (en) | High pulling torque stake machine | |
WO2022015206A1 (en) | Device and method for conveying tools into horizontal wells | |
RU2745495C1 (en) | Device for delivering instruments and equipment to cased wells | |
RU2745496C1 (en) | Method for controlling the motion of the wheeled device for delivery of instruments and equipment to horizontal areas of cased wells | |
CN206887943U (en) | High pulling torque stake machine | |
CN116220664B (en) | Optical fiber type temperature measurement system for oil and gas well and implementation method thereof | |
CN212743980U (en) | Azimuth gamma testing device | |
CN202090863U (en) | Belt brake automatic drill feeder | |
CN111855050A (en) | Automatic measuring system for cabin door unfolding moment | |
CN222812567U (en) | Digital display testing device for spring jar | |
CN207131381U (en) | Self-balancing intelligent oil pumping machine | |
CN222010189U (en) | Middle and large field deep drilling sliding micrometer data reliability guarantee device |