RU2243377C1

RU2243377C1 - Method and device for controlling face parameters in screening highly conductive beds

Info

Publication number: RU2243377C1
Application number: RU2003118545/03A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Григашкин (RU); Г.А. Григашкин; В.В. Кульчицкий (RU); В.В. Кульчицкий
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты"
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: method includes measuring face parameters by face telemetric system and transfer thereof to antenna connected to ground processing equipment. For realization of method telemetric system is used having well device with measuring primary converters, transmitter, power source, electric separator performing functions of dipole, formed as result of electric separation of drilling column. Antenna is mounted below screening bed with high conductivity in additional well filed with drill mud. Additional well may include a casing pipe.

EFFECT: higher reliability.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для измерения забойных параметров в процессе бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин в экранирующих пластах с высокой проводимостью, например, в соляных пластах.The invention relates to field geophysics and is intended for measuring downhole parameters during the drilling of directional and horizontal wells in shielded formations with high conductivity, for example, in salt formations.

Известна забойная телеметрическая система по патенту РФ №2161701, МПК 7 Е 21 В 47/00. Эта система содержит электрический разделитель, немагнитную вставку, глубинный блок с датчиками зенитного угла и азимута и источник питания, а также наземный приемный комплекс. Система использует для передачи информации с забоя на поверхность электромагнитный канал связи.Known downhole telemetry system according to the patent of the Russian Federation No. 2161701, IPC 7 E 21 V 47/00. This system contains an electric separator, a non-magnetic insert, a deep block with zenith angle and azimuth sensors and a power source, as well as a ground-based receiving complex. The system uses an electromagnetic communication channel to transmit information from the bottom to the surface.

Недостаток - невозможность использования системы для передачи сигнала через экранирующие пласты с высокой проводимостью.The disadvantage is the inability to use the system to transmit a signal through high conductivity shielding layers.

Известна забойная телеметрическая система, содержащая скважинный модуль с измерительными первичными преобразователями, передатчик, электрический разделитель (А. с. СССР №235661, А., Е 21 В 47/16, от 16.06.69 г.).Known downhole telemetry system containing a borehole module with measuring primary transducers, a transmitter, an electrical splitter (A. s. USSR No. 235661, A., E 21 V 47/16, dated 16.06.69).

Недостаток этого устройства заключается в том, что электрический разделитель находится в нижней части бурильной колонны, в связи с чем не обеспечивается преемлемый уровень сигнала при проведении работ в глубоких и сверхглубоких скважинах.The disadvantage of this device is that the electric splitter is located in the lower part of the drill string, and therefore an acceptable signal level is not provided when working in deep and superdeep wells.

Этот недостаток частично устранен в изобретении по патенту РФ №2140539, МПК 6 Е 21 В 47/00, 1999.This disadvantage is partially eliminated in the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2140539, IPC 6 E 21 In 47/00, 1999.

Забойная телеметрическая система по патенту РФ №2140539 состоит из скважинного модуля с измерительным и первичным преобразователем, передатчика с электрическим диполем, установленным в верхней части колонны бурильных труб и проводного канала связи, соединяющего передатчик со скважинным модулем.The downhole telemetry system according to RF patent No. 2140539 consists of a borehole module with a measuring and primary transducer, a transmitter with an electric dipole installed in the upper part of the drill pipe string and a wire communication channel connecting the transmitter to the borehole module.

Недостаток этой схемы - ее неработоспособность при бурении в разрезах, содержащих соляные пласты, если электрический диполь установлен ниже соляного пласта и ослабление сигнала в кондукторе, установленном в устье скважины.The disadvantage of this scheme is its inoperability when drilling in sections containing salt formations if an electric dipole is installed below the salt formation and signal attenuation in the conductor installed at the wellhead.

Известны способ и устройство для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью по пат. РФ №2193655. Устройство содержит антенну, подключенную кабелем к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания и электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны. Кроме того, система содержит дополнительный электрический разделитель, выполненный выше соляного пласта и кабель, соединяющий передатчик с этим электрическим разделителем для обеспечения работоспособности системы, когда передатчик находится ниже соляного пласта. Недостатки системы в том, что в колонне бурильных труб необходимо установить кабель и постоянно его наращивать во время бурения, а дополнительный электрический разделитель постоянно переустанавливать в колонне бурильных труб, это усложняет эксплуатацию и может привести к сбою в передаче сигнала из-за того, что кабель выполнен составным и содержит много мест контакта.A known method and device for monitoring downhole parameters in shielding formations with high conductivity according to US Pat. RF №2193655. The device comprises an antenna connected by a cable to the ground receiving and processing equipment, a downhole tool with measuring primary transducers, a transmitter, a power source, and an electric splitter that acts as a dipole formed as a result of the electrical separation of the drill string. In addition, the system contains an additional electrical separator, made above the salt reservoir and a cable connecting the transmitter to this electric separator to ensure the system is operational when the transmitter is below the salt formation. The disadvantages of the system are that it is necessary to install the cable in the drill pipe string and constantly expand it during drilling, and the additional electric separator to constantly reinstall in the drill pipe string, this complicates the operation and may lead to a failure in signal transmission due to the cable made integral and contains many contact points.

Известны способ и устройство по пат. США №61777882, В1, кл. G 01 V 3/00, опубл. 23.01.2001 г (прототип). Способ включает измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой, в котором антенну устанавливают ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью. Устройство-прототип содержит антенну, подключенную к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, источник питания и электрический разделитель, выполняющий функции диполя в результате электрического разделения бурильной колонны, в котором антенна установлена ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью.The known method and device according to US Pat. US No. 61777882, B1, cl. G 01 V 3/00, publ. 01/23/2001 g (prototype). The method includes measuring downhole parameters using a downhole telemetry system and transmitting them to an antenna connected to ground receiving and processing equipment, in which the antenna is installed below the high conductivity shielding layer. The prototype device comprises an antenna connected to ground receiving and processing equipment, a downhole tool with measuring primary transducers, a power source and an electric splitter that acts as a dipole as a result of electrical separation of the drill string, in which the antenna is installed below the high conductivity shielding formation.

Задачи создания изобретения: повышение надежности передачи сигнала при бурении в экранирующих пластах с повышенной проводимостью за счет значительного увеличения эффективной поверхности антенны.Objectives of the invention: improving the reliability of signal transmission during drilling in shielding formations with high conductivity due to a significant increase in the effective surface of the antenna.

Решение указанных задач в способе решено в способе контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, включающий измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой, за счет того, что указанную антенну устанавливают в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором.The solution of these problems in the method is solved in a method for controlling downhole parameters in high conductivity shielding formations, including measuring downhole parameters using a downhole telemetry system and transmitting them to an antenna installed below the high conductivity shielding stratum and connected to ground receiving and processing equipment, for due to the fact that the specified antenna is installed in an additional well filled with drilling fluid.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащее скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны и антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и подключенную к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, отличающееся тем, что указанная антенна установлена в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором. Дополнительная скважина выполнена с обсадной трубой.The solution of these problems was achieved in a device for controlling downhole parameters in high conductivity shielding formations, containing a downhole tool with measuring primary transducers, a transmitter, a power source, an electric splitter that acts as a dipole formed as a result of electric separation of the drill string and an antenna mounted below the shielding formation with high conductivity and connected to ground receiving and processing equipment, characterized in that the specified ant to set additional borehole filled with drilling fluid. An additional well is made with a casing.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...3, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 3, where:

На фиг.1 приведена схема устройства с использованием рельефа местности,Figure 1 shows a diagram of a device using the terrain,

на фиг.2 приведена схема устройства без обсадной трубы в дополнительной скважине,figure 2 shows a diagram of a device without a casing in an additional well,

на фиг.3 - схема устройства с обсадной трубой в дополнительной скважине.figure 3 is a diagram of a device with a casing in an additional well.

Система содержит антенну 1, установленную внутри дополнительной скважины и соединенную кабелем 2, имеющим изоляцию 3 с приемным устройством 4. Приемное устройство 4 соединено с компьютером 5. Обычно применяют персональный компьютер типа “Пентиум”. Операционные системы Windows-95, -98, - ХР, передача сигнала по протоколу RS-232. К компьютеру 5 подсоединены монитор 6 и принтер 7. В колонне бурильных труб 8 установлен источник питания 9 и скважинный прибор 10, содержащий в свою очередь измерительные первичные преобразователи 11 и передатчик 12. Скважинный прибор 10 установлен против электрического разделителя 13. Ниже него установлены отклоняющая компоновка 14, забойный двигатель 15 и долото 16. Антенна 1. установлена ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью (соляного пласта) 17. Дополнительная скважина 18 пробурена рядом и заполнена буровым раствором 19 (фиг.1 и 2). В ней может быть установлена обсадная колонна 20 фиг.3.The system includes an antenna 1 mounted inside an additional well and connected by a cable 2 having insulation 3 with a receiving device 4. The receiving device 4 is connected to a computer 5. Typically, a Pentium personal computer is used. Operating systems Windows-95, -98, - XP, signal transmission via RS-232 protocol. A monitor 6 and a printer 7 are connected to the computer 5. A power supply 9 and a downhole tool 10 are installed in the drill pipe string 8, which in turn includes measuring primary transducers 11 and a transmitter 12. The downhole tool 10 is installed against the electrical splitter 13. A deflecting arrangement is installed below it 14, the downhole motor 15 and the chisel 16. The antenna 1. is installed below the high conductivity shielding formation (salt formation) 17. An additional well 18 is drilled nearby and is filled with drilling mud 19 (FIGS. 1 and 2). Casing 20 of FIG. 3 may be installed therein.

При работе собирают забойную телеметрическую систему в компоновке согласно фиг.1 или 2. Дополнительную скважину заполняют буровым раствором. Возможен вариант с применением обсадной трубы 19. До того, как турбобур пройдет экранирующий пласт с высокой проводимостью 17 контроль телеметрических параметров либо не ведется, либо осуществляется на антенну, установленную около бурильной колонны и частично углубленную в грунт (на фиг.1 и 2 не показано) или осуществляют прием сигнала на антенну 1. После прохождения экранирующего пласта с высокой проводимостью 17 сигнал со скважинного прибора 10 передается на передатчик 12 и далее через буровой раствор 19 на антенну 1 (фиг.1 и 2). При наличии обсадной колонны 20 сигнал передается через обсадную колонну 20, буровой раствор 19, на антенну 1 и далее по кабелю 2 на приемное устройство 4, компьютер 5 и при необходимости на монитор 6 и принтер 7.During operation, the downhole telemetry system is assembled in the arrangement according to FIGS. 1 or 2. An additional well is filled with drilling fluid. A variant with the use of a casing 19 is possible. Before the turbodrill passes the shielding layer with high conductivity 17, telemetry parameters are either not monitored or carried out on an antenna installed near the drill string and partially deepened into the ground (not shown in Figs. 1 and 2) ) or receive a signal to antenna 1. After passing through the high conductivity shielding layer 17, the signal from the downhole tool 10 is transmitted to the transmitter 12 and then through the drilling fluid 19 to the antenna 1 (Figs. 1 and 2). If there is a casing string 20, the signal is transmitted through the casing string 20, the drilling fluid 19, to the antenna 1 and then through cable 2 to the receiving device 4, computer 5 and, if necessary, to monitor 6 and printer 7.

Применение изобретения позволило: обеспечить бесперебойную передачу забойной информации через экранирующие пласты с высокой проводимостью за счет увеличения эффективной площади поверхности антенны Г до размеров обсадной колонны 19, использовать для установки антенны заброшенные скважины, улучшить эксплуатационные качества системы.The application of the invention allowed: to ensure uninterrupted transmission of downhole information through shielding layers with high conductivity by increasing the effective surface area of the antenna G to the size of the casing string 19, use abandoned wells to install the antenna, and improve the performance of the system.

Claims

1. A method for monitoring downhole parameters in high conductivity shielding formations, including measuring downhole parameters using a downhole telemetry system and transmitting them to an antenna installed below the high conductivity shielding stratum and connected to ground receiving and processing equipment, characterized in that said antenna set in an additional well filled with drilling fluid.

2. Device for monitoring downhole parameters in high conductivity shielding formations, comprising a downhole tool with measuring primary transducers, a transmitter, a power source, an electric splitter that acts as a dipole formed as a result of electrical separation of the drill string, and an antenna mounted below the shielding stratum with high conductivity and connected to ground receiving and processing equipment, characterized in that the antenna is installed in an additional mud filled mud.

3. The device according to claim 2, characterized in that the additional well is made with a casing.