Устройство для спуска и подъема каротажного кабеля

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 12,12.77 (21) 2554343/22-03с присоединением заявки Рй(51) М. Кл. Е 21 В 47/00 Государстеенный комитет до делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения И, Т, Твркин Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследованийгеологоразведочных скважин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА И ПОДЪЕМА КАРОТАЖНОГО КАБЕЛЯ 1Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано при спуоко-подъемных операциях, выполняемых в сверхглубоких скважинах аппаратурой на бронированном квротажном кабеле.Известно оборудование для спуска и подъема каротажного кабеля, содержащее лебедку с кабелем, имеющим ступенчатую броню 1 1.Недостатком известного устройства яв-О ляется нарушение целости изоляции токоведущих жил кабеля из-за наличия деформации брони в нижних слоях кабеля, намотанного на барабан лебедки.15Известно устройство для спуска и подьема каротажного кабеля, содержащее подвесную систему устьевых блоков, лебедку кабестанной системы 21. При использовании этого устройства натяжение намотки кабеля поддерживается на постоянном уров не.Данное изобретение является наиболее близким по технической сущности и досги 2гаемому результату к предлагаемому изобретению,Недостатком его является то, что максимальная строительная длина кЖелякоторая может быть использована, не пре вышает 11000 м, С целью увеличенияглубины исследуемых скважин необходимоиспольэовать кабели со ступенчатой броней. Однако при атом снижается надежностьработы квк самого оборудования, так и каротажного кабеля иэ-за неплотной укладки кабеля на барабане, ттриводяшей к увеличению изноов брони, снижению разрывной прочности каб" ля,Белью изобретения является повышениенадежности приспуске приборов нв кабелеразного диаметра,Для етого усьройство имеет дополнительные лебедки кабествнной системы длякаждого диаметра кателя и лебедку сгрузовым тросом с подвеской на конце,причем квротажные лебедки кебестаннойсистемы снабжены вспомогательными ба3 7425рабанами с отрезками кабеля-троса сзахватами на свободных концах,На фиг. 1 изображено оборудованиескважины и спуско-подъемного оборудования; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1;5на фиг. 3 - комплекс оборудования дляспуска и подъема сверхдлинного кабеляс муфтовыми соединениями; на фиг, 4 =устройство захвата, позволяющего пропустить под нагрузкой соединительную подумуфту через колеса кабестана и устьевых роликов; на фиг, 5 - показана последовательность выполнения операций приспуске и подъеме кабеля; на фиг. 6 - показана подвеска дополнительной лебедки.Устррйство состоит иэ подвесногоблока 1, который содержит на общей оси2 несколько отдельных роликов 3, накопительного барабана 4, через щеку которого пропущен кабельный наконечник 5,вспомогательного барабана 6 с отрезкомтроса 7 двойного кабестана 8, через который пропущен рабочий кабель 9, оттяжного блока 1 О, буровой, лебедки 11 дополнительной лебедки 12 с тросом 13;каротажной лебедки 14, каротажной лебедки 15 с тросом 7 и зажимом 16, укладчика кабеля 17, входящих в состав лебедки 18 с вспомогательной лебедкой (барабаном) 6.зоНа стойке 19 укреплен двойной кабестан 8. Специальный захват 20 укрепленна концах троса 7, подвеска (эахват) 21закреплена на тросе 13 лебедки 12; герметизатизированная муфта 22 состоит изполумуфт 23 с проточками 24, ветви 25троса 13 крепятся к ушкам 26, которымиснабжена вилка 27,Порядок использования устройства заключается в следующем, На устье скважи Оны на талевой системе бурового станкаустановлен подвесной блок 1, а к основанию буровой прикреплен оттяжкой блок 1 О,Подвесной и оттяжкой блоки состоят иэнескольких отдельных роликов 3, насаженных на общую ось 2. На некотором удалении от устья скважины расположена лебедка, состоящая из двойного кабестана 8,накопительного барабана 4 и вспомогательного барабана 6, на котором намотан от.резок троса (кабель-каната) 7. Каротажный (рабочий) кабель 9 намотан на барабан 4. Кабельный наконечник 5 в корневой части кабеля пропущен через щеку барабана, накреплен с наружной стороны щеки, и токоведущие жилы подключены к коллектору (не показано), свободный же конецкабеля 9 пропущен через двойной кабестан 82 ф8, ролики оттяжного блока 10, подвесногоблока 1 и опущен в скважину. Буровой лебедкой 11 имеется воэможность по меренадобности поднимать или опускать подвесной блок 1,Если предположить, что для скважиныглубиной 15 км каротажный кабель будет,составлен из трех отдельных отрезковалиной по 5-6 км, то соответственно набуровой должны быть установлены три каротажные лебедки,На фиг. 3 лебедка 18 предназначенадля нижнего отрезка кабеля, лебедка 15 ддя среднего отрезка и лебедка 14 - длякорневого. Кроме того, на буровой установлена еще одна вспомогательная (дополнительная) лебедка 12 с тросом (кабель-канатом) 13,Каротажные лебедки 18, 15 и 14 поконструктивному исполнению почти одинаковы. Отличается только лебедка 14, укоторой нет второго барабана. Лебедки кабестанной системы включают в себя двойной кабестан 8, колеса которого посажены консольно на стойке 1 9, накопительныйбарабан 4 с укладчиком кабеля 17, вспсьмогатедьный барабан 6 с тросом 7. Приводится во вращение вспомогательный барабан либо от привода кабестана, либо отсамостоятельного источника механическойэнергии, Основной барабан 4 кинематически связан с колесами кабестана 8. Настойке 19 кабестана имеется зажим 16,при помощи которого можно закреплятьнеподвижно каротажный кабель 9,Вспомогательная (дополнительная) лебедка 1 2 состоит также из двойного кабестана, но в принципе она может бытьвыполнена и в варианте с тянущим барабаном. На конце троса 7 укреплен специальный захват 20, в котором выполнено гнездо ддя посадки кабельной полумуфты. Чтобы не повредить заделку брони в кабельной попумуфте, захват выполнен по радиусу, который должен быть согласован с допуо тимым радиусом изгиба кабеля.На конце троса 13 укреплен захват 21 в форме вилки, Герметизированная муфта, соединяющая отрезки бронированного кабеля, состоит из подумуфт 23. На концах полумуфт выполнены кольцевые проточки 24, в которые входит вилка захва та 21, Захват состоит из вилки 27, снабженный ушками 26, в которых крепятся ветви 25 троса 13 вспомогательной лебедки 12.ООсуществляют спуск первой секции каротажного кабеля при помощи лебедки 18.Спускают кабель до тех пор пока на барабане 4 останется лишь несколько витков,Затормаживают кабестан и закрепляют в 15ветвь кабеля в зажиме 16. Отсоединяюткабельный наконечник от шеки барабана,скатывают оставшиеся витки с барабанаи оставляют кабельный наконечник в захвате 20, закрепленном на тросе 7. Затем включают вспомогательный барабан 6,создают натяжение тросом 7, освобождают кабель от зажима 16 и спускают первую секцию кабеля теперь уже на тросе 7.Захват 20 минует колеса двойного кабеотана, ролики блоков подвесной системы,и останавливается над ротором буровогостанка (см. фиг, 5, положение 1), Заправляется конец второй секции кабеля в кабестан и ролики блоков подвесной системы присоединяют полумуфты 23 (см.фиг.5,положение В ).Таким образом, вторая секция кабеляэлектрически уже подключена к первойсекции, но механической нагрузки оно еще 35не испытывает, Затем вводится вилка захвата 21 в одну из проточек 24 соединительной муфты и при помощи вспомогательной лебедки 12 первая секция поднимаетсянастолько, что удается снять захват 20 4 Ос кабеля (см. фиг. 5, положение). Однако вторая секция каротажного кабелявсе еще не испытывает нагрузки, так какпервая секция висит в скважине на тросе13 вспомогательной лебедки 12. 45Теперь включают в работу каротажнуюлебедку 15, поднимают немного первуюсекцию кабеля и высвобождают захват 21вспомогательной лебедки 12.Вторая секция каротажного кабеля 5 цк спуску готова (см, фиг. 5, положение Ч ).Производится спуск кабеля, в скважину подобно тому, как это было сделано с первой секцией, и присоединяют третью секцию, Для каротажной лебедки 14 вспомо 55гательный барабан не требуется.Подъем составного каротажного кабеляосуществляется следующим образом,5 742Поскольку в спуске и подъеме кабеля участвуют три каротажных лебедки 18, 15 и 14, и вспомогательная лебедка 12, то блоки подвесной системы содержат 4 ролика, ручьи- в которых профилированы в соответствии с диаметром кабеля.Производят спуск трехсекционного кабеля при помощи предлагаемой системы следующим образом. 582 6Все три секции кабеля находятся вскважине, Поднимают первую соединительную муфту в верхнем стыке отрезков надневную поверхность (см, фиг. 5, положение ф). Надевают захват 20 лебедки 15на полумуфту второй секции кабеля, приподнимают весь кабель на столько, чтобыотсоединить полумуфты верхней секциикабеля (см. фиг. 5, положение 1 ). Поднимают кабель до тех пор, пока захват 20не подойдет вплотную к вспомогательномубарабану лебедки 15. Закрепляют кабельзажимом 16 на стойке заторможенного кабестана, освобохцюют кабельную полумуфту от захвата, закрепляют ее на щеке барабана и навивают конец кабеля на барабане каротажной лебедки 15 (см. фиг. 3),создают натяжку кабеля в промежутке между барабаном и заторможенным кабестаном.Затем снимают с кабеля зажим 16 и таким образом вторая секция готова к подъему. Подняв на дневную поверхность соединительную муфту между нижней и среднейсекциями кабеля способом, аналогичнымописанному, подготавливают к подъему первую секцию кабеля,Если при подъеме захватом 20 окажется, что на соединительной муфте возникают опасные изгибающие нагрузки, то следует воспользоваться вначале захватом 21и вспомогательной лебедкой 12 и приподнять кабель настолько, чтобы отсоединитьполумуфту верхней секции и только лишьзатем ввести в работу захват 20 и поднимать весь кабель,Исходя из описанной последовательностиработ, выполняемых при спуске и подъемесоставного кабеля, следует определить некоторые особые требования к устройствукаротажных лебедок, входящих в комплектспуско-подъемного оборудования.Барабаны каротажных лебедок 18 и 15должны отключаться от кинематическихцепей двойного кабестана для сметки и намотки конца кабеля и должны содержатьнезависимый от кабестана привод для создания натяжки на кабеле между кабестаноми накопительным барабаном. Рабочие тормоза каротажных лебедок должны бытьна кабестанах, при этом должны быть предусмотрены эффективньсе меры по гашениюсип инерции вращающихся масс накопительных барабанов с кабелем при спуске. Расстояние между кабестаном и вспомогательным барабаном каротажных лебедок 18 и 15должно быть таким, чтобы при снятых с барабана страховых витках кабельная полумуфта не доходила до укладчика кабеля7425вспомогательного барабана и была обеспечена возможность подтягивать кабель припомощи захватов,Кабестаны и блоки подвесной системыдолжны иметь направляющие, которые обеспечивали бы требуемое положение захватаотносительно ручьев. При каротаже глубин,когда соединительные муфты окажутся взоне между устьем скважины и кабестаном, необходимо пользоваться лебедкой бу 1 Орувого станка для опускания или поднятия верхнего блока подвесной системы. Расстояние от кабестанов до устья скважиныдолжно бьггь таким, чтобы длина спрямленного кабеля от ротора бурового станка докабельнрго наконечника (в момент, когдана барабане остановлено 2-3 витка) примерно в два раза превышала высоту подъемаверхнего блока подвесной системы над рсь.тором, При гаком условии, при каротаже щна максимальную глубину для данной секцииверхний блок подвесной системы следуЬтопускать. Прежде чем начать выводить кабельный наконечник к ротору, следует поднять верхний блок подвесной системы на 2 змаксимальную высоту,Предложенное устройство имеет следующие преимущества: из отдельных отрезковможно составить кабель любой длины, обеспечивая при этом требуемую прочность и Зонадежность; лебедки не вызывают затруднений в производстве, поскольку по габаритам они мало чем отличаются от суще сгвующих; обеспечивается брльшая мобильность и экономичность в выполнении скважинных работ, так как при отказах в каксЮ-либо секции кабеля достаточно заме 82 8нить неисправную секцию, а не выбрасывать сразу все 15 км кабеля; в стыках секций кабеля можно создать надежную электрогидроизоляцию токоведущих жил, поскольку в муфтах не будет габаритных ограничений.форм ула изобретения1, Устройство для спуска и подъема каротажного кабеля при геофизических исследованиях сверхглубоких скважин, содержащее подвеснуюсистему устьевых блоков, лебедку кабестанной системы, о тличающееся тем,что, сцелью повышения надежности при спуске приборов на кабеле разного диаметра. оно име ет дополнительные лебедки кабестанной системы для каждого диаметра кабеля и лебедку с грузовым тросом с подвеской на конце, причем каротажные лебедки кабестанной системы снабжены вспомогательными барабанами с отрезками кабеля-троса с захватами на свободных концах,2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что профили отдельных роликов подвесной системы выполнены в соответствии с диаметрами отрезкой кабеля и грузового троса.Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ио 367043, кл. Е 21 В 47/00, 1970,2, Патент СНА Мо 4003435,кл, 74-230.17.С, 1975 (прототип).. Поднонова Техред О, Андрейко Корректор едактор Подписи Тираж 26омитет илиал ППП Патент, г. Ужгород. ул. Прое 401 4/58ЦНИИПИ Государстпо дедам нзобр13035, Москва, Жнного еннй Ра уш а СССРытийаб., д.