Способ и устройство для введения оборудования в трубопровод и перемещения его по трубопроводу
Номер патента: 3317
Опубликовано: 24.04.2003
Авторы: Киммино Стивен Джон, Ден Бур Йоханнис Йосефюс, Бейлевелд Арнауд Фредерик, Шемпф Хаген, Стюарт Джон Форман
Формула / Реферат
1. Способ введения оборудования в трубопровод (2, 50) и перемещения его по трубопроводу (2, 50), включающий
подсоединение с обеспечением возможности последующего отсоединения соответствующей единицы оборудования к челночному транспортному приспособлению (11, 51), которое способно двигаться своим ходом, аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента по участку трубопровода (2, 50),
сообщение движения челночному транспортному приспособлению (11, 51) с тем, чтобы оно перемещалось своим ходом вместе с каждой очередной единицей оборудования, к нему подсоединенной, по трубопроводу (2, 50),
отсоединение каждой очередной единицы оборудования от челночного транспортного приспособления (11, 51) в находящемся внизу скважины соответствующем месте трубопровода (3, 50),
сообщение движения челночному транспортному приспособлению с тем, чтобы оно возвратилось обратно по упомянутому участку трубопровода, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает
введение одной или нескольких единиц оборудования в агрегат (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, расположенный вблизи от доступной точки указанного трубопровода (2, 50), и содержащий карусель (25) для хранения на ней оборудования, пусковой канал (6, 56) и манипулирующий механизм для перемещения одной или нескольких единиц оборудования с карусели для хранения указанного оборудования внутрь пускового канала, который выполнен с обеспечением возможности подсоединения его к трубопроводу, по меньшей мере, через одно пропускное устройство (12, 28) с установлением при этом гидравлической связи между этим каналом и трубопроводом,
сообщение движения манипулирующему механизму с тем, чтобы он ввел одну или несколько единиц оборудования в пусковой канал,
подсоединение единиц(ы) указанного оборудования к челночному транспортному приспособлению (11, 51), находящемуся в пусковом канале (6, 56), и
сообщение движения челночному транспортному приспособлению (11, 51) с тем, чтобы оно перемещалось своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента как по пусковому каналу (6, 56), так и по трубопроводу (2, 50).
2. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что узел (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, оборудован карусельным агрегатом для хранения в нем оборудования, в котором может осуществляться хранение одной или нескольких единиц оборудования таким образом, чтобы при повороте карусельного агрегата в соответствующее положение одна из единиц хранящегося там оборудования могла быть введена в пусковой канал (6, 56) при помощи манипулирующего механизма, а затем подсоединена к челночному транспортному приспособлению (11, 51).
3. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) выполнено с возможностью перемещения единиц(ы) оборудования к находящейся внизу скважины базе (60), которая оборудована каруселью для хранения множества единиц оборудования.
4. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) оборудовано, по меньшей мере, одним колесом (17, 52) с питающимся от аккумуляторной батареи (21) электродвигателем, который приводит во вращение, по меньшей мере, одно колесо (17, 52) в таком направлении относительно корпуса челночного транспортного приспособления (11, 51), в котором колесо перекатывается по внутренней стенке трубопровода (2, 50), а также тем, что челночное транспортное приспособление движется своим ходом в продольном направлении по трубопроводу (2, 50) и имеет выполненный с обеспечением возможности расширения пакер (24, 54), который расширяется в трубопроводе (2, 25), когда возникает надобность в возврате челночного транспортного приспособления (11, 51) обратно к пусковому каналу (6, 56), в результате чего челночное транспортное приспособление и пакер (24, 54) образуют уплотнение внутри трубопровода (2, 50), по которому перемещаются соответствующие текучие среды, благодаря чему сообщается движение челночному транспортному приспособлению, и оно перемещается вместе с потоком текучих сред вверх к пусковому каналу (6, 56).
5. Устройство для введения оборудования в трубопровод (2, 50) и перемещения его по трубопроводу (2, 50), содержащее челночное транспортное приспособление (11, 51), которое способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента по участку трубопровода (2, 50) и которое оборудовано соединителем (14), к которому могут быть подсоединены с обеспечением возможности последующего своего отсоединения одна или несколько соответствующих единиц оборудования, отличающееся тем, что дополнительно содержит агрегат для выполнения различных манипуляций с оборудованием, который находится вблизи от доступной точки в трубопроводе (2, 50) и который содержит магазинную стойку для хранения оборудования, пусковой канал (6, 56), который выполнен с обеспечением возможности подсоединения его к трубопроводу (2, 50), по меньшей мере, через одно пропускное устройство (12, 28) с установлением при этом гидравлической связи между этим каналом и трубопроводом, и манипулирующий механизм для перемещения одной или нескольких единиц оборудования от магазинной стойки внутрь пускового канала (6, 56); а также тем, что челночное транспортное приспособление (11, 5) способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента как по пусковому каналу (6, 56), так и по трубопроводу (2, 50).
6. Устройство согласно п.5, отличающееся тем, что узел (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, оборудован магазинной стойкой, выполненной в виде карусельного агрегата для хранения в нем оборудования, в котором может осуществляться хранение одной или нескольких единиц оборудования таким образом, чтобы при повороте карусельного агрегата в соответствующее положение одна из единиц хранящегося там оборудования могла быть введена в пусковой канал при помощи манипулирующего механизма, а затем подсоединена к челночному транспортному приспособлению (11, 51).
7. Устройство согласно п.5, отличающееся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) оборудовано, по меньшей мере, одним колесом (17, 52) с питающимся от аккумуляторной батареи (21) электродвигателем, который приводит во вращение указанное, по меньшей мере, одно колесо (17, 52) в таком направлении относительно корпуса челночного транспортного приспособления (11, 51), в котором колесо перекатывается по внутренней стенке трубопровода (11, 51), а также тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) движется своим ходом в продольном направлении по трубопроводу (2, 50).
8. Устройство согласно п.7, отличающееся тем, что трубопровод представляет собой скважину, а доступное местоположение находится на поверхности или вблизи от поверхности земли.
9. Устройство согласно п.8, отличающееся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) оборудовано выполненным с обеспечением возможности его расширения пакером (24, 54), который расширяется в трубопроводе (2, 50), когда предстоит возвратить челночное транспортное приспособление (11, 51) обратно к пусковому каналу (6, 56), расположенному на поверхности или вблизи от поверхности земли, в результате чего пакер (24, 54) образует уплотнение внутри скважины, через которую добываются соответствующие текучие среды, благодаря чему сообщается движение челночному транспортному приспособлению, которое при этом перемещается вместе с потоком вытекающих из скважины текучих сред вверх к поверхности земли.
10. Устройство согласно п.8, отличающееся тем, что скважина (50) оборудована находящейся внизу скважины базой (60), предназначенной для хранения множества модулей оборудования.
11. Устройство согласно п.10, отличающееся тем, что находящаяся внизу скважины база (60) оборудована каруселью, предназначенной для введения модулей оборудования при помощи челночного транспортного приспособления (51).
12. Челночное транспортэюх приспособление (11, 51), предназначенное для использования его с устройством для перемещения оборудования по подземной скважине, причем челночное транспортное приспособление содержит электродвигатель, подключенный к источнику электроэнергии, находящемуся на приспособлении, по меньшей мере, одно колесо или рычаг, которые способны прижиматься к внутренней стенке скважины, и соответственно приводиться во вращение или перемещаться поступательно в осевом направлении при помощи электродвигателя относительно корпуса челночного транспортного приспособления, благодаря чему челночное транспортное приспособление способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента по подземной скважине, отличающееся тем, что оно дополнительно оборудовано способным расширяться пакером (24, 54), который при использовании его расширяется, находясь внизу скважины, когда возникает надобность в перемещении челночного транспортного приспособления (11, 51) по скважине в направлении, соответствующем потоку добываемой в скважине (2, 50) соответствующей текучей среды, благодаря чему обеспечивается, по существу, уплотнение пакера внутри скважины, и текущая по скважине добываемая текучая среда заставляет челночное транспортное приспособление (11, 51) перемещаться по скважине в направлении потока текучей среды.
13. Челночное транспортное приспособление согласно п.12, отличающееся тем, что источник электроэнергии представляет собой воспринимающую повторный заряд аккумуляторную батарею (21).
14. Челночное транспортное приспособление согласно п.13, отличающееся тем, что воспринимающая повторный заряд аккумуляторная батарея (21) представляет собой высокотемпературную керамическую литиевую ионную аккумуляторную батарею.
Текст
1 Область техники Настоящее изобретение относится к способу и устройству для транспортировки оборудования по трубопроводу, к примеру, по такому,каким является подземная скважина. Предпосылки создания изобретения Транспортировка оборудования в подземных нефте- и/или газодобывающих скважинах в большинстве случаев требует применения сложных систем транспортировки и проведения сложных технологических операций. В число применяющихся в настоящее время систем входят такие, как системы с применением гладких стальных канатов, системы с применением спирально свернутых труб, электроприводные устройства для позиционирования инструмента внизу скважин и системы трубопроводных линий со сквозным потоком /ТЛСП/. В трубопроводных системах со сквозным потоком применяют поршни, которые под воздействием давления перемещаются вверх и вниз по эксплуатационной колонне насосно-компрессорных труб,что требует установки параллельных эксплуатационных колонн насосно-компрессорных труб,которые соединяются между собой в нижней части скважины, благодаря чему может обеспечиваться циркуляция соответствующей текучей среды в противоположных направлениях. Применение параллельных эксплуатационных колонн насосно-компрессорных труб связано со значительными дополнительными затратами и приводит к уменьшению количества нефти и/или газа, которые могут быть добыты через такую скважину. Другие применяющиеся в настоящее время системы требуют наличия сложного оборудования для подсоединения к соответствующим устройствам для развертывания спирально свернутых труб, которое используется для привода кабельных или канатных барабанов, при помощи которых обеспечивается подача насоснокомпрессорных труб, электрических кабелей и/или стальных канатов, длина которых может достигать 10 км, при введении их в устье скважины и при выводе их оттуда во время проведения операций транспортировки оборудования подаваемого вниз скважины и поднимаемого вверх. Пример известного устройства для позиционирования инструмента внизу скважин, которое подсоединяется к расположенному на поверхности энергоснабжающему и управляющему агрегату при помощи длинного гибкого питающего кабельного трубопровода, раскрыто в публикациях WO 93/18277, WO 91/16520, WO 90/02864 и WO 95/21987, а также в описании изобретения к патенту US,А, 5 184 676. В публикации WO 98/12418 раскрыт автономный инструмент для проведения работ внизу скважины, который опускают в скважину при помощи базового агрегата в подвешенном состоянии на длинном гибком питающем кабель 003317 2 ном трубопроводе до тех пор, пока он не достигнет нижней зоны скважины, где указанный инструмент, предназначенный для проведения работ внизу скважины, освобождается от базового агрегата и далее перемещается своим ходом к забою скважины, используя при этом электроэнергию, получаемую им от смонтированной на нем аккумуляторной батареи. Указанный рабочий инструмент может сам снова подсоединиться к своему базовому агрегату для подзарядки от него своей аккумуляторной батарей, либо для того, чтобы вместе с базовым агрегатом быть поднятым обратно на поверхность при помощи гибкого питающего кабельного трубопровода. Способ и устройство в соответствии с ограничительной частью п.1 и 5 формулы изобретения известны из вышеупомянутой публикацииWO 98/12418. В основу настоящего изобретения поставлена задача создать способ и устройство для транспортировки оборудования по трубопроводу, например, по подземной скважине, которые не требовали бы наличия сложного комплекса инфраструктуры и/или применения энергоснабжающих и управляющих кабельных трубопроводов, которые пропускались бы через устье скважины или иное входное пропускное устройство при подаче их с барабана вниз скважины или из скважины на барабан и которые способны были бы обеспечить транспортировку и сборку и/или разборку сложных узлов и агрегатов комплексного оборудования внутри указанного трубопровода, требуя при этом минимальных затрат времени, в течение которого прерывается выполнение там остальных операций. Краткое описание изобретения В соответствии с настоящим изобретением, предлагаются способ и устройство для введения оборудования в трубопровод и перемещения его по трубопроводу (которым предпочтительно является подземная скважина), которые характеризуются отличительными существенными признаками, изложенными в п.1 и 5 формулы изобретения. Предпочтительно, это устройство представляет собой соответствующий агрегат, предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, который оборудован магазинной стойкой, выполненной в виде карусельного агрегата для хранения в нем оборудования, в котором может осуществляться хранение одной или нескольких единиц оборудования таким образом, чтобы при повороте карусельного агрегата в соответствующее положение одна из единиц хранящегося там оборудования могла быть введена в пусковой канал при помощи манипулятора, а затем подсоединена к челночному транспортному приспособлению. Кроме того, предпочтительно, чтобы челночное транспортное приспособление оснащено 3 было, по меньшей мере, одним колесом с приводным электродвигателем, питающимся от аккумуляторной батареи, который вращал бы указанное, по меньшей мере, одно (колесо в таком направлении относительно корпуса челночного транспортного приспособления, в котором колесо катилось бы по внутреннем стенке скважины, а само челночное транспортное приспособление двигалось бы своим ходом по скважине в продольном направлении. Для того, чтобы обеспечить возврат челночного транспортного приспособления на поверхность земли с минимальным потреблением электроэнергии, это приспособление может быть оборудовано повторно устанавливаемым или многократно используемым трубным пакером, благодаря расширению которого, осуществляемому внизу скважины, когда возникает надобность в возврате челночного транспортного приспособления на поверхность земли, обеспечивается уплотнение пакера вместе с челночным транспортным приспособлением внутри обсадных труб скважины, по которым проходит текучая среда, к примеру, нефть и/или газ, в процессе их добычи, в результате чего челночное транспортное устройство вынуждено перемещаться вместе с потоком добываемой текучей среды к поверхности земли. Кроме того, настоящее изобретение относится также и к челночному транспортному приспособлению, предназначенному для применения в составе предложенного устройства для перемещения оборудования. Челночное транспортное приспособление в соответствии с настоящим изобретением содержит: электродвигатель, который питается от источника электроэнергии, находящегося на указанном приспособлении; по меньшей мере, одно колесо или рычаг,которые выполнены с возможностью прижима к внутренней стенке скважины, и соответственно приведения во вращение или поступательного перемещения в осевом направлении при помощи электродвигателя относительно корпуса челночного транспортного приспособления,благодаря чему это челночное транспортное приспособление способно перемещаться своим ходом, аналогично беспроволочному устройству для позиционирования инструмента, по подземной скважине; а также способный расширяться пакер, который при использовании его расширяется, находясь внизу скважины, когда возникает потребность в перемещении челночного транспортного приспособления по скважине в направлении, соответствующем потоку добываемой в ней текучей среды, благодаря чему обеспечивается, по существу, уплотнение пакера внутри скважины, и текущая по скважине добываемая текучая среда заставляет челночное транспортное приспособление перемещаться по скважине в направлении потока текучей среды. 4 Предпочтительно, чтобы источником электроэнергии, находящимся на челночном транспортном приспособлении, являлась воспринимающая повторный заряд высокотемпературная керамическая литиевая ионная аккумуляторная батарея, которая могла бы заряжаться и/или подзаряжаться от индуктивного электрического зарядного устройства, расположенного в пусковой трубе на поверхности земли, и от одного или нескольких расположенных внизу скважины индуктивных электрических зарядных устройств, которые располагаются вблизи от узла покера на нижнем конце эксплуатационной колонны насосно-компрессорных труб и/или вблизи от базы, находящейся внизу скважины. Краткое описание чертежей Фиг. 1 изображает в перспективе вид устья скважины, которое оснащено агрегатом для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций и имеет пусковой канал для челночного транспортного приспособления; фиг. 2 - продольный разрез пускового стола, изображенного на фиг. 1; фиг. 3 - в перспективе с частичным разрезом, в увеличенном масштабе, челночное транспортное приспособление, показанное на фиг. 2; фиг. 4 - в перспективе с частичным разрезом, в увеличенном масштабе вид устья скважины, пускового канала и манипулятора для оборудования, показанного на фиг. 1; фиг. 5 - схематически агрегат, показанный на фиг. 1 и 4, установленный в скважине, находящейся на морском дне, оборудованной направляющей воронкой и гибким трубопроводом для опускания соответствующего оборудования в агрегат для хранения его и выполнения с ним различных манипуляций; фиг. 6 - пластмассовую сетчатую направляющую воронку, расположенную на верху гибкого трубопровода, изображенного на фиг. 5; фиг. 7 - в перспективе с частичным вырезом агрегат, показанный на фиг. 1, 4 и 5, где к секции корпуса карусельного агрегата, предназначенной для перемещения оборудования, подсоединен автоматизированный или телеуправляемый подводный аппарат (АПА); фиг. 8 - альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения применительно к скважине, в которой перемещение модулей оборудования между карусельным агрегатом на устье скважины и базой, находящейся внизу скважины, осуществляется челночным транспортным приспособлением. Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения Рассмотрим теперь фиг. 1, на которой показано устье 1 нефтяной и/или газовой скважины 2, проникающей в соответствующий пласт подземной формации 3. На устье 1 скважины смонтирован агрегат 4 для хранения оборудования и выполнения с 5 ним различных манипуляций, который содержит корпус 5 карусельного агрегата, на котором в свою очередь смонтированы пусковой канал 6 челночного транспортного приспособления,гибкий трубопровод 8 для опускания соответствующего оборудования, лебедка 9 к гибкому трубопроводу 8 и узел 10 для стыковки с подводным аппаратом (АПА) и перемещения оборудования. На фиг. 2 показан пусковой канал 6 челночного транспортного приспособления, в котором и находится это челночное транспортное приспособление 11. Челночное транспортное приспособление 11 опирается на пропускное устройство 12, которое смонтировано на верху корпуса 5 карусельного агрегата, а подвод электрической энергии к аккумуляторным батареям челночного транспортного приспособления 11 осуществляется через пару индуктивных соединителей 13. На фиг. 3 показано более подробно и в увеличенном масштабе челночное транспортное приспособление 11, которое видно на фиг. 2. В передней части челночного транспортного приспособления 11 имеется модульный соединитель 14 для оборудования, комплект из трех шарнирно установленных распорных ножек 15 (на чертеже показаны только две из них),выдвижной колесный модульный блок 16, содержащий три колеса 17 (на чертеже показаны только два из них), которые смонтированы на рычагах 18, выполненных с обеспечением возможности их выдвигаться наружу и убираться внутрь при помощи расположенного по центру шпиндельного механизма 19, который приводится в действие электрическим или иным двигателем 20. Электродвигатель 20 вместе с шпиндельным механизмом 19 обеспечивает как выдвижение и складывание рычагов 18, так и привод колес 17 во вращательное движение. Электродвигатель 20 и прочее электрооборудование челночного транспортного приспособления 11 питается от литиевых ионных керамических или иных аккумуляторных батарей 21, которые смонтированы в центральной части челночного транспортного приспособления 11. Задняя часть челночного транспортного приспособления 11 оснащена выдвижным модульным колесным блоком 22, который аналогичен колесному модульному блоку 16, и который показан в своем сложенном положении, а также ряд надувных уплотнений 23 и два шарнирно установленных зонтичных конуса 24 трубопроводной линии со сквозным потоком(ТЛСП). В ходе эксплуатации челночного транспортного приспособления 11 оно способно спускаться вниз по скважине под действием силы тяжести. Для и регулирования скорости его движения при спуске могут быть выдвинуты колеса 17 и прижаты к стенке колонны обсадных труб скважины, при этом они работают на 6 привод электродвигателя, который в этом случае действует как генератор, подающий электрический ток в аккумуляторные батареи 21. На горизонтальных или направленных наклонно вверх участках скважины аккумуляторные батареи 21 будут питать током электродвигатель 20,приводящий при этом колеса блоков 16 и 22 во вращение, а когда челночное транспортное приспособление 11 достигнет нужного положения внизу скважины, где соответствующий модуль оборудования (на чертеже не показан) должен быть освобожден и/или захвачен, приводится в действие модульный соединитель 14, освобождающий при этом указанный модуль оборудования, а если затем должен быть захвачен другой модуль, то челночное транспортное приспособление 11 перемещается в направлении к этому модулю, после чего соединитель 14 опять приводится в действие, но теперь уже таким образом, чтобы подсоединить указанный модуль к челночному транспортному приспособлению 11. Уплотнения 23 и/или зонтичные конусы 24 трубопроводной линии со сквозным потоком (ТЛСП) после того, как это произойдет,раздвигаются, благодаря чему возврат челночного транспортного приспособления обратно в свое исходное положение осуществляется аналогично тому, как и своего рода устройства для трубопроводной линии со сквозным потоком(ТЛСП), т.е. под воздействием потока нефти и/или газа, текущего в обратном направлении к устью 1 скважины. Во время обратного рейса приспособления его колесные блоки 16 и 23 могут быть либо убраны внутрь (сложены), либо выдвинуты наружу с тем, чтобы обеспечивать подачу электрического тока в аккумуляторные батареи и/или получать ток для привода колес блоков 16 и 23 во вращение на тех участках пути, где продвижение челночного транспортного приспособления 11 затруднено. На фиг. 4 показано более подробно, как агрегат 4 для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций и пусковой канал 6 расположены друг относительно друга на устье 1 скважины. Корпус 5 карусельного агрегата содержит, так называемую, карусель 25, в которой осуществляется хранение одного или нескольких модулей 26 оборудования, а также загрузочный механизм 27, при помощи которого осуществляется перемещение модуля 26 оборудования из карусели в пусковой канал 6 в том случае, если в данный момент пусковой канал 6 полураскрыт внутри корпуса 5 карусельного агрегата. После выхода загрузочного механизма 27 оттуда пусковой канал 6 снова закрывается, после чего открывается пропускное устройство 12 и происходит подсоединение челночного транспортного приспособления 11 к данному модулю оборудования внутри пускового канала 6, а затем открывается пропускное устройство 28, расположенное в днище корпуса 7 5 карусельного агрегата, и челночное транспортное приспособление 11 выпускается через устье 1 скважины внутрь скважины 2. На фиг. 5 показано, как может гибкий трубопровод 8 быть протянут по направлению к поверхности воды посредством разматывания каната 30 с барабана при помощи лебедки 9 в том случае, если устье 1 скважины находится на дне 32 водного бассейна 33. Пластмассовая сетчатая воронка 34, которая оборудована кольцевым поплавком 35, как показано более подробно на фиг. 6, при отпускании каната с лебедки всплывает, приближаясь к поверхности воды настолько, что можно будет спустить соответствующий модуль оборудования в эту воронку 34 с плавающего судна 36. Спущенный таким образом модуль соскользнет затем по гибкому трубопроводу 8 вниз и попадет внутрь корпуса 5 карусельного агрегата и в карусель 25. На фиг. 7 показано, как происходит подсоединение автоматизированного подводного аппарата (АПА) 40 к секции 41 корпуса 5 карусельного агрегата, предназначенной для перемещения оборудования. В автоматизированном подводном аппарате (АПА) имеется носитель 42 для модулей оборудования, который обеспечивает возможность вставлять различные модули 43 оборудования в секцию 41, предназначенную для перемещения оборудования, и/или извлекать их оттуда. В секции, предназначенной для перемещения оборудования, имеется транспортер 44 для модулей и рычаг 45 для захвата модулей, обеспечивающий перемещение модулей оборудования с транспортера 44 в карусель 28 и оттуда обратно. Следует иметь в виду, что пусковой канал 6 для челночного транспортного приспособления может быть расположен также и под корпусом 5 карусельного агрегата, а также, что скважина может быть оборудована базой, находящейся внизу скважины и предназначенной для содержания там соответствующего оборудования, как показано на фиг. 8. На фиг. 8 показана скважина 50, по которой движется в нижнем направлении челночное транспортное приспособление 51. В этом варианте своего исполнения данное челночное транспортное приспособление 51 оснащено двумя колесами 52, которые перекатываются по внутренней поверхности колонны обсадных труб 53 скважины, а также парой шарнирно установленных зонтичных конусов 54 трубопроводной линии со сквозным потоком (ТЛСП) и несет на себе модуль 55 оборудования. Зонтичный конус трубопроводной линии со сквозным потоком (ТЛСП) предпочтителен для использования его применительно к случаям для больших диаметров, а цилиндрические уплотнения трубопроводной линии со сквозным потоком(ТЛСП) предпочтительны для использования их применительно к случаям с меньшим проход 003317 8 ным сечением труб. Это позволяет использовать один и тот же рабочий инструмент в широком диапазоне практического применения при наличии на нем уплотнений двух разных типов. Предпочтительно также обеспечить альтернативные варианты исполнения уплотнительных устройств, а не ограничиваться каким-либо одним уплотнением, пригодным к использованию в широком диапазоне практического применения. Запуск челночного транспортного приспособления 51 осуществляется из пускового канала 56, который подсоединен к устью 57 скважины и к колонне обсадных труб 53 посредством корпуса 58 карусельного агрегата, внутрь которого могут быть введены соответствующие модули рабочего оборудования через входное пропускное устройство 59. Челночное транспортное приспособление 51 перемещается по направлению к находящейся внизу скважины базе 60,предназначенной для содержания там соответствующего рабочего оборудования и имеющей карусель, в которой могут храниться четыре или более модулей 61 рабочего оборудования. Перемещение модулей оборудования с карусели на челночное транспортное приспособление 51 и оттуда обратно осуществляется либо посредством проворота карусели, либо при помощи роботизированного рычага, который монтируется либо на челночном транспортном приспособлении 51, либо на базе 60. Челночное транспортное приспособление может быть оборудовано, топливным элементом или регулярно подзаряжаемой аккумуляторной батареей (на чертеже не показана), подзарядка которой производится в находящейся внизу базе 60, предназначенной для содержания в ней соответствующего рабочего оборудования, при помощи силовой индукционной катушки (на чертеже не показана), которая расположена внутри этой базы или в непосредственной близости от нее. В качестве регулярно подзаряжаемой аккумуляторной батареи, пригодной для использования с этой целью, можно назвать высокотемпературную керамическую литиевую ионную аккумуляторную батарею, которая раскрыта в публикации WO 97/10620. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения аккумуляторная батарея, установленная в челночном транспортном приспособлении 51, может подзаряжаться при помощи силовой индукционной катушки, которая размещается на пакере, находящемся на нижнем конце эксплуатационной колонны обсадных труб (на чертеже не показан), либо в непосредственной близости от этого пакера. В этом случае силовая индукционная катушка может быть конструктивно объединена с пакером, образуя с ним один общий узел, который может устанавливаться в скважине и извлекаться оттуда вместе с эксплуатационной колонной обсадных труб. Кроме того, силовая индукци 9 онная катушка может также использоваться и для передачи электрических сигналов к челночному транспортному приспособлению, а кроме того, для получения электрических сигналов от челночного транспортного приспособления, что позволяет передавать данные, собранные челночным транспортным приспособлением и хранящиеся в его запоминающем устройстве, на поверхность по силовому и/или сигнальному кабелю, протянутому через кольцевое затрубное пространство, окружающее эксплуатационную колонну обсадных труб. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ введения оборудования в трубопровод (2, 50) и перемещения его по трубопроводу (2, 50), включающий подсоединение с обеспечением возможности последующего отсоединения соответствующей единицы оборудования к челночному транспортному приспособлению (11, 51), которое способно двигаться своим ходом, аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента по участку трубопровода (2, 50),сообщение движения челночному транспортному приспособлению (11, 51) с тем, чтобы оно перемещалось своим ходом вместе с каждой очередной единицей оборудования, к нему подсоединенной, по трубопроводу (2, 50),отсоединение каждой очередной единицы оборудования от челночного транспортного приспособления (11, 51) в находящемся внизу скважины соответствующем месте трубопровода (3, 50),сообщение движения челночному транспортному приспособлению с тем, чтобы оно возвратилось обратно по упомянутому участку трубопровода, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает введение одной или нескольких единиц оборудования в агрегат (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, расположенный вблизи от доступной точки указанного трубопровода(2, 50), и содержащий карусель (25) для хранения на ней оборудования, пусковой канал (6, 56) и манипулирующий механизм для перемещения одной или нескольких единиц оборудования с карусели для хранения указанного оборудования внутрь пускового канала, который выполнен с обеспечением возможности подсоединения его к трубопроводу, по меньшей мере, через одно пропускное устройство (12, 28) с установлением при этом гидравлической связи между этим каналом и трубопроводом,сообщение движения манипулирующему механизму с тем, чтобы он ввел одну или несколько единиц оборудования в пусковой канал,подсоединение единиц(ы) указанного оборудования к челночному транспортному при 003317 10 способлению (11, 51), находящемуся в пусковом канале (6, 56), и сообщение движения челночному транспортному приспособлению (11, 51) с тем, чтобы оно перемещалось своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента как по пусковому каналу (6, 56), так и по трубопроводу (2, 50). 2. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что узел (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, оборудован карусельным агрегатом для хранения в нем оборудования, в котором может осуществляться хранение одной или нескольких единиц оборудования таким образом, чтобы при повороте карусельного агрегата в соответствующее положение, одна из единиц хранящегося там оборудования могла быть введена в пусковой канал (6, 56) при помощи манипулирующего механизма, а затем подсоединена к челночному транспортному приспособлению (11, 51). 3. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) выполнено с возможностью перемещения единиц(ы) оборудования к находящейся внизу скважины базе (60), которая оборудована каруселью для хранения множества единиц оборудования. 4. Способ согласно п.1, отличающийся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) оборудовано, по меньшей мере, одним колесом (17, 52) с питающимся от аккумуляторной батареи (21) электродвигателем, который приводит во вращение, по меньшей мере,одно колесо (17, 52) в таком направлении относительно корпуса челночного транспортного приспособления (11, 51), в котором колесо перекатывается по внутренней стенке трубопровода (2, 50), а также тем, что челночное транспортное приспособление движется своим ходом в продольном направлении по трубопроводу (2,50) и имеет выполненный с обеспечением возможности расширения пакер (24, 54), который расширяется в трубопроводе (2, 25), когда возникает надобность в возврате челночного транспортного приспособления (11, 51) обратно к пусковому каналу (6, 56), в результате чего челночное транспортное приспособление и пакер (24, 54) образуют уплотнение внутри трубопровода (2, 50), по которому перемещаются соответствующие текучие среды, благодаря чему сообщается движение челночному транспортному приспособлению, и оно перемещается вместе с потоком текучих сред вверх к пусковому каналу (6, 56). 5. Устройство для введения оборудования в трубопровод (2, 50) и перемещения его по трубопроводу (2, 50), содержащее челночное транспортное приспособление (11, 51), которое способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позициониро 11 вания рабочего инструмента по участку трубопровода (2, 50) и которое оборудовано соединителем (14), к которому могут быть подсоединены с обеспечением возможности последующего своего отсоединения одна или несколько соответствующих единиц оборудования, отличающееся тем, что дополнительно содержит агрегат для выполнения различных манипуляций с оборудованием, который находится вблизи от доступной точки в трубопроводе (2, 50) и который содержит магазинную стойку для хранения оборудования, пусковой канал (6, 56), который выполнен с обеспечением возможности подсоединения его к трубопроводу (2, 50), по меньшей мере, через одно пропускное устройство (12, 28) с установлением при этом гидравлической связи между этим каналом и трубопроводом, и манипулирующий механизм для перемещения одной или нескольких единиц оборудования от магазинной стойки внутрь пускового канала (6, 56); а также тем, что челночное транспортное приспособление (11, 5) способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента как по пусковому каналу (6, 56), так и по трубопроводу (2, 50). 6. Устройство согласно п.5, отличающееся тем, что узел (4), предназначенный для хранения оборудования и выполнения с ним различных манипуляций, оборудован магазинной стойкой, выполненной в виде карусельного агрегата для хранения в нем оборудования, в котором может осуществляться хранение одной или нескольких единиц оборудования таким образом, чтобы при повороте карусельного агрегата в соответствующее положение одна из единиц хранящегося там оборудования могла быть введена в пусковой канал при помощи манипулирующего механизма, а затем подсоединена к челночному транспортному приспособлению (11, 51). 7. Устройство согласно п.5, отличающееся тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) оборудовано, по меньшей мере, одним колесом (17, 52) с питающимся от аккумуляторной батареи (21) электродвигателем, который приводит во вращение указанное, по меньшей мере, одно колесо (17, 52) в таком направлении относительно корпуса челночного транспортного приспособления (11, 51), в котором колесо перекатывается по внутренней стенке трубопровода (11, 51), а также тем, что челночное транспортное приспособление (11, 51) движется своим ходом в продольном направлении по трубопроводу (2, 50). 8. Устройство согласно п.7, отличающееся тем, что трубопровод представляет собой скважину, а доступное местоположение находится на поверхности или вблизи от поверхности земли. 9. Устройство согласно п.8, отличающееся тем, что челночное транспортное приспособле 003317 12 ние (11, 51) оборудовано выполненным с обеспечением возможности его расширения пакером(2, 50), когда предстоит возвратить челночное транспортное приспособление (11, 51) обратно к пусковому каналу (6, 56), расположенному на поверхности или вблизи от поверхности земли,в результате чего пакер (24, 54) образует уплотнение внутри скважины, через которую добываются соответствующие текучие среды, благодаря чему сообщается движение челночному транспортному приспособлению, которое при этом перемещается вместе с потоком вытекающих из скважины текучих сред вверх к поверхности земли. 10. Устройство согласно п.8, отличающееся тем, что скважина (50) оборудована находящейся внизу скважины базой (60), предназначенной для хранения множества модулей оборудования. 11. Устройство согласно п.10, отличающееся тем, что находящаяся внизу скважины база (60) оборудована каруселью, предназначенной для введения модулей оборудования при помощи челночного транспортного приспособления (51). 12. Челночное транспортное приспособление (11, 51), предназначенное для использования его с устройством для перемещения оборудования по подземной скважине, причем челночное транспортное приспособление содержит электродвигатель, подключенный к источнику электроэнергии, находящемуся на приспособлении, по меньшей мере, одно колесо или рычаг,которые способны прижиматься к внутренней стенке скважины, и соответственно приводиться во вращение или перемещаться поступательно в осевом направлении при помощи электродвигателя относительно корпуса челночного транспортного приспособления, благодаря чему челночное транспортное приспособление способно двигаться своим ходом аналогично беспроволочному устройству для позиционирования рабочего инструмента по подземной скважине,отличающееся тем, что оно дополнительно оборудовано способным расширяться пакером (24,54), который при использовании его расширяется, находясь внизу скважины, когда возникает надобность в перемещении челночного транспортного приспособления (11, 51) по скважине в направлении, соответствующем потоку добываемой в скважине (2, 50) соответствующей текучей среды, благодаря чему обеспечивается, по существу, уплотнение пакера внутри скважины,и текущая по скважине добываемая текучая среда заставляет челночное транспортное приспособление (11, 51) перемещаться по скважине в направлении потока текучей среды. 13. Челночное транспортное приспособление согласно п.12, отличающееся тем, что источник электроэнергии представляет собой вос 13 принимающую повторный заряд аккумуляторную батарею (21). 14. Челночное транспортное приспособление согласно п.13, отличающееся тем, что воспринимающая повторный заряд аккумуляторная батарея (21) представляет собой высокотемпературную керамическую литиевую ионную аккумуляторную батарею. Фиг. 5
МПК / Метки
МПК: E21B 23/00
Метки: способ, оборудования, перемещения, трубопровод, трубопроводу, устройство, введения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-3317-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-vvedeniya-oborudovaniya-v-truboprovod-i-peremeshheniya-ego-po-truboprovodu.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для введения оборудования в трубопровод и перемещения его по трубопроводу</a>
Предыдущий патент: Высвобождение подрезанных сформованных емкостей после формования с нагревом
Случайный патент: Устройство для приготовления формовочной смеси