EA029705B1 - Центратор для скважинных зондов - Google Patents

Центратор для скважинных зондов Download PDF

Info

Publication number
EA029705B1
EA029705B1 EA201590904A EA201590904A EA029705B1 EA 029705 B1 EA029705 B1 EA 029705B1 EA 201590904 A EA201590904 A EA 201590904A EA 201590904 A EA201590904 A EA 201590904A EA 029705 B1 EA029705 B1 EA 029705B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
centralizer
downhole
probe
wall
block
Prior art date
Application number
EA201590904A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201590904A1 (ru
Inventor
Аарон В. Логан
Джастин С. Логан
Патрик Р. Деркач
Original Assignee
Эволюшн Инжиниринг Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эволюшн Инжиниринг Инк. filed Critical Эволюшн Инжиниринг Инк.
Publication of EA201590904A1 publication Critical patent/EA201590904A1/ru
Publication of EA029705B1 publication Critical patent/EA029705B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017Protecting measuring instruments
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1078Stabilisers or centralisers for casing, tubing or drill pipes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/16Drill collars
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/01Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for anchoring the tools or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/02Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for locking the tools or the like in landing nipples or in recesses between adjacent sections of tubing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/107Locating fluid leaks, intrusions or movements using acoustic means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/003Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings with electrically conducting or insulating means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
    • E21B47/135Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency using light waves, e.g. infrared or ultraviolet waves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Блок для применения в подземном бурении содержит скважинный зонд, поддерживаемый центратором. Центратор содержит трубчатый элемент, который проходит вокруг скважинного зонда. Стенка центратора снабжена канавками для обеспечения точек внутреннего контакта, которые поддерживают скважинный зонд, и точек внешнего контакта, которые упираются в стенку ствола секции бурильной колонны. Скважинный зонд может быть поддержан, по существу, по всей его длине.

Description

Изобретение относится к подземному бурению, более конкретно к системам для поддержки скважинной электроники. Варианты осуществления относятся к буровым скважинам для извлечения углеводородов.
Предпосылки изобретения
Извлечение углеводородов из подземных областей основано на процессе бурения стволов скважин.
Стволы скважины создают с помощью расположенного на поверхности бурового оборудования, которое приводит в действие бурильную колонну, которая в конечном итоге проходит от поверхностного оборудования в породу или интересующую подземную область. Бурильная колонна может проходить на тысячи футов или метров под поверхностью. Нижний конец бурильной колонны содержит буровое долото для бурения (или удлинения) ствола скважины. Буровую жидкость, обычно в форме бурового раствора, обычно закачивают через бурильную колонну. Буровая жидкость охлаждает и смазывает буровое долото, а также выносит выбуренную породу обратно на поверхность. Буровая жидкость также может быть использована, чтобы помогать контролировать забойное давление для сдерживания наплыва углеводородов из породы в ствол скважины и потенциального выброса из скважины на поверхность.
Забойный блок (ВНА) - это название, данное оборудованию на нижнем конце бурильной колонны. В дополнение к буровому долоту ВНА может содержать такие элементы, как устройство для управления направлением бурения (например, управляемый забойный гидравлический двигатель или роторная управляемая система); датчики для измерения свойств окружающих геологических пород (например, датчики для применения при каротаже); датчики для измерения забойных условий по мере выполнения бурения; одна или несколько систем для телеметрии данных на поверхность; стабилизаторы; утяжеленные бурильные трубы; пульсаторы и т.п. ВНА обычно продвигают в ствол скважины колонной из металлической трубы (буровой трубой).
Современные бурильные системы могут содержать любую из широкого ряда электронных систем в ВНА или в других участках скважины. Такая электроника может включать датчики для сбора данных различных видов, управляющие устройства для скважинного оборудования, системы обработки сигналов, системы телеметрии данных и т.п. Вспомогательная и защитная скважинная электроника является важной, поскольку скважинный электронный модуль может подвергаться воздействию высоких давлений (20000 фунтов на квадратный дюйм или выше в некоторых случаях), наряду с сильными толчками и вибрациями.
Имеются ссылки, которые описывают различные центраторы, которые могут быть использованы для поддержки скважинного электронного модуля по центру ствола в бурильной колонне. Далее представлен список некоторых таких ссылок: υδ 2007/0235224; υδ 2005/0217898; υδ 6429653; υδ 3323327; И8 4571215; υδ 4684946; υδ 4938299; υδ 5236048; υδ 5247990; υδ 5474132; υδ 5520246; υδ 6429653; υδ 6446736; υδ 6750783; υδ 7151466; υδ 7243028; υδ 2009/0023502; \\'Θ 2006/083764; \\'Θ 2008/116077; \\Ό 2012/045698 и \\Ό 2012/082748.
В документе υδ 5520246, выданном 28 мая 1996 г., описано устройство для защиты контрольноизмерительного оборудования, расположенного в бурильной колонне. Устройство содержит несколько эластомерных прокладок, разнесенных относительно продольной оси и выступающих в направлениях, проходящих радиально к оси. Прокладки закреплены крепежными элементами.
В документе υδ 2005/0217898, опубликованном 6 октября 2005 г., описана утяжеленная бурильная труба для гашения забойной вибрации в области размещения инструмента бурильной колонны. Бурильная труба имеет полый цилиндрический рукав, имеющий продольную ось и внутреннюю поверхность, обращенную к продольной оси. Множество продолговатых ребер установлены на внутренней поверхности и проходят параллельно продольной оси.
Телеметрическая информация может быть бесценной для эффективных буровых работ. Например, телеметрическая информация может быть использована персоналом буровой установки для принятия решения об управлении и направлении бурового долота с целью оптимизации скорости бурения и траектории на основании множества факторов, включая допустимые границы, места расположения существующих скважин, свойств пород, размера и места расположения углеводородов и т.п. Персонал может совершать умышленные отклонения от запланированного пути при необходимости на основании информации, собранной у скважинных датчиков и переданной на поверхность путем телеметрии во время процесса бурения. Способность получать и передавать надежные данные из участков скважины обеспечивает относительно более экономичное и более эффективное проведение бурильных работ.
Для передачи информации из участка в буровой скважине на поверхность используют различные способы. Они включают передачу информации путем генерирования вибраций в жидкости в буровой
- 1 029705
скважине (например, акустическая телеметрия или гидроимпульсная телеметрия) и передачу информации с помощью электромагнитных сигналов, которые распространяются, по меньшей мере, частично через землю (ЭМ телеметрия). Другие телеметрические системы для передачи данных на поверхность применяют буровую трубу с проводным соединением, оптоволоконный кабель или акустическую телеметрию утяжеленной бурильной трубы.
Обычное устройство для электромагнитной телеметрии использует части бурильной колонны как антенну. Бурильная колонна может быть разделена на две проводящие секции путем включения изолирующей вставки или соединителя (промежуточной прокладки) в бурильной колонне. Промежуточную прокладку, как правило, размещают на верхней части забойного блока, так что металлическая бурильная труба в бурильной колонне над ВНА служит в качестве одного антенного элемента, а металлические секции в ВНА служат в качестве другого антенного элемента. Сигналы электромагнитной телеметрии затем могут быть переданы путем подачи электрических сигналов между двумя антенными элементами. Сигналы обычно содержат сигналы переменного тока очень низкой частоты, поданные таким образом, что обеспечивается кодирование информации для передачи на поверхность. Электромагнитные сигналы могут быть обнаружены на поверхности, например, путем измерения разностей электрических потенциалов между бурильной колонной или металлической обсадной трубой, которая проходит в землю, и одним или несколькими заземляющими стержнями. Недостатком ЭМ телеметрии является то, что генерируемые сигналы существенно слабнут по мере прохождения к поверхности. Кроме того, электроэнергия, доступная для генерирования ЭМ сигналов, может быть обеспечена батареями или другим источником питания, который имеет ограниченную емкость. Следовательно, необходимо предусмотреть систему, в которой ЭМ сигналы генерируются эффективно.
Конструкция промежуточной прокладки является важным фактором системы ЭМ телеметрии. Промежуточная прокладка должна обеспечивать электрическую изоляцию между двумя частями бурильной колонны, а также выдерживать чрезвычайную механическую нагрузку, создаваемую во время бурения, и высокие перепады давления, которые возникают между центром и внешней частью бурильной трубы. Компоненты бурильной колонны обычно изготавливают из высокопрочных гибких металлических сплавов, чтобы выдерживать нагрузку без повреждения. Большинство электроизоляционных материалов, подходящих для электрической изоляции различных частей промежуточной прокладки, являются менее прочными, чем металлы (например, каучук, пластмасса, эпоксидная смола), или достаточно ломкими (керамические материалы). Это делает сложным проектирование промежуточной прокладки, которая как приспособлена для обеспечения эффективной передачи сигналов ЭМ телеметрии, так и обладает механическими свойствами, требующимися для соединения в бурильной колонне.
Сохраняется потребность в способах поддержки электронных систем в участках скважины так, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, некоторую защиту против механических ударов и вибраций и других условий в скважине.
Сущность изобретения
Изобретение обладает рядом особенностей. Одна особенность предусматривает центраторы для скважинных зондов, которые могут быть использованы, например, в подземном бурении. Такие центраторы могут иметь признаки или сочетания признаков, как описано в данном документе. Другие особенности изобретения предусматривают скважинные устройство и системы, которые включают центраторы и связанные способы.
Одна иллюстративная особенность изобретения предусматривает центратор, применяемый для подземного бурения. Центратор содержит продолговатый трубчатый элемент, имеющий стенку, образованную для обеспечения поперечного сечения, которое предоставляет первые выпуклые снаружи и вогнутые внутри выступы. Первые выступы предназначены для контакта со стенкой ствола в секции бурильной колонны во множестве точек, разнесенных по окружности стенки ствола. Центратор также содержит множество выступающих внутрь частей. Каждая из множества выступающих внутрь частей расположена между двумя смежными частями из множества первых выступов.
Различные варианты осуществления могут предусматривать различное число первых выступов. Иллюстративные варианты осуществления имеют от 2 до 8 первых выступов. Первые выступы могут проходить вдоль центратора для обеспечения продольных кромок. Кромки могут быть прямыми, но в альтернативном варианте могут быть образованы так, чтобы спирально изгибаться вокруг продольной оси центратора.
В родственном варианте осуществления центратора выступающие внутрь части содержат выступающие внутрь выступы, которые являются выгнутыми внутрь и вогнутыми наружу.
В еще одном родственном варианте осуществления центратора толщина стенки является, по существу, равномерной.
В еще одном родственном варианте осуществления центратора первые выступы расположены под равным углом вокруг продольной центральной линии центратора.
В еще одном варианте осуществления центратора каждый из множества первых выступов имеет радиус кривизны, который меньше, чем радиус наименьшей окружности, охватывающей центратор.
Другая иллюстративная особенность изобретения предусматривает скважинный блок. Блок содер- 2 029705
жит: секцию бурильной колонны, имеющую ствол, проходящий продольно через секцию бурильной колонны, электронный модуль или другой зонд, расположенный в стволе секции, и центратор в стволе. Центратор содержит трубчатый элемент, имеющий стенку, проходящую вокруг электронного модуля. Стенка образована для контакта с внутренней поверхностью ствола и внешней поверхностью электронного модуля. Поперечное сечение стенки следует по пути вокруг электронного модуля, который зигзагообразно проходит вперед и назад между внешней поверхностью электронного модуля и внутренней поверхностью стенки ствола (например, следуя по пути вокруг поперечного сечения, путь имеет внутренние части, которые контактируют с внешней частью электронного модуля, но не контактируют с внутренней частью ствола, которые чередуются с внешними частями, которые контактируют с внутренней поверхностью ствола. Между этими частями имеются части пути, которые проходят через ствол для присоединения внутренних частей и внешних частей пути).
В родственном варианте осуществления скважинного блока стенка разделяет кольцевую область в стволе, окружающую электронный модуль, на множество каналов. Множество каналов находится внутри стенки центратора, и множество каналов находится снаружи стенки центратора.
Другая иллюстративная особенность изобретения предусматривает скважинный блок. Блок содержит секцию бурильной колонны, имеющую ствол, проходящий продольно через секцию бурильной колонны, электронный модуль или другой зонд, расположенный в стволе секции, центратор в кольцевой области ствола, окружающей электронный модуль. Центратор содержит трубчатый элемент, имеющий стенку, предназначенную для образования первого множества каналов внутри стенки и второго множества каналов снаружи стенки.
Другая иллюстративная особенность изобретения предусматривает другой скважинный блок. Блок содержит секцию бурильной колонны, имеющую ствол, проходящий продольно через секцию бурильной колонны, электронный модуль или другой зонд, расположенный в стволе секции, и центратор в стволе. Центратор содержит трубчатый элемент, имеющий стенку, проходящую вокруг электронного модуля по замкнутому пути. Стенка выполнена с образованием множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внутренней поверхностью ствола, и множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внешней поверхностью электронного модуля. Каждая из множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внешней поверхностью электронного модуля, расположена под углом между двумя смежными частями из множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внутренней поверхностью ствола.
Дополнительные особенности изобретения и не имеющие ограничительного характера иллюстративные варианты осуществления представлены на прилагаемых графических материалах и/или описаны в следующем описании.
Краткое описание графических материалов
Прилагаемые графические материалы представляют не имеющие ограничительного характера иллюстративные варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 - схематический вид проведения бурильных работ согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг. 1А - схематический вид проведения бурильных работ согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 - перспективный вид в разрезе скважинного блока, содержащего электронный модуль.
Фиг. 2А - вид, взятый в сечении по линии 2А-2А, представленной на фиг. 2.
Фиг. 2В - перспективный вид в разрезе скважинного блока, не содержащего электронный модуль.
Фиг. 2С - вид, взятый в сечении по линии 2С-2С, представленной на фиг. 2В.
Фиг. 3 - схематическое представление одного варианта осуществления изобретения, в котором электронный модуль поддерживается между двумя спайдерами.
Фиг. 3А - детальное изображение, представляющее один блок для крепления скважинного зонда в целях предотвращения продольного перемещения.
Фиг. 3В - покомпонентный вид, представляющий один способ крепления центратора в целях предотвращения вращения в стволе бурильной колонны.
Фиг. 4 - перспективный вид центратора согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг. 4А - вид, взятый в сечении по линии 4А-4А, представленной на фиг. 4.
Фиг. 5 - вид в поперечном сечении скважинного блока, содержащего электронный модуль, поддерживаемый центратором.
Фиг. 5А - перспективный вид центратора, представленного на фиг. 5.
Описание изобретения
В ходе последующего описания изложены конкретные подробности для обеспечения более полного понимания специалистам в данной области техники. Однако хорошо известные элементы могут не быть показаны или описаны подробно, чтобы избежать ненужного усложнения описания. Следующее описание примеров технологии не предназначено быть исчерпывающим или ограничивать систему точными формами какого-либо варианта осуществления. Соответственно описание и графические материалы необходимо рассматривать в иллюстративном, а не ограничительном смысле.
- 3 029705
Фиг. 1 схематически представляет пример проведения бурильных работ. Буровая установка 10 приводит в действие бурильную колонну 12, которая содержит секции буровой трубы, которые проходят до бурового долота 14. Представленная буровая установка 10 содержит буровую вышку 10А, пол 10В установки и буровую лебедку 10С для поддержки бурильной колонны. Буровое долото 14 больше в диаметре, чем бурильная колонна над буровым долотом.
Кольцевая область 15, окружающая бурильную колонну, как правило, заполнена буровой жидкостью. Буровую жидкость закачивают насосом 15 А через ствол в бурильной колонне в буровое долото и возвращают на поверхность через кольцевую область 15, переносящую выбуренную породу от бурильных работ. По мере бурения скважины в стволе скважины может быть создана обсадная колонна 16. Противовыбросовый превентор 17 опирается на верхний конец обсадной колонны. Буровая установка, представленная на фиг. 1, является лишь примером. Способы и устройство, описанные в данном документе, не являются особенными для какого-либо конкретного типа буровой установки.
Бурильная колонна 12 содержит скважинный зонд. В данном документе термин "зонд" охватывает любую активную механическую, электронную и/или электромеханическую систему. Зонд может обеспечивать любую из широкого ряда функций, включая без ограничения получение данных, считывание, телеметрию данных, управление скважинным оборудованием, отслеживание состояния скважинного оборудования, сбор данных с помощью датчиков, которые могут содержать один или несколько датчиков вибрации, магнитометров, детекторов ядерных частиц, электромагнитных детекторов, акустических детекторов и других, подачу сигналов, частиц или полей для обнаружения других устройств и т.п. Некоторые скважинные зонды являются крайне специализированными и дорогими. Условия в скважине могут быть тяжелыми. Воздействие этих тяжелых условий, которые могут включать высокие температуры, вибрации, удары и погружение в различные буровые жидкости, может сокращать срок эксплуатации скважинных зондов.
Следующие описание описывает электронный модуль 22, который является одним примером скважинного зонда. Однако зонд не ограничен электронными модулями и в некоторых вариантах осуществления может содержать механические или другие неэлектронные системы. Электронный модуль 22 содержит кожух, вмещающий электрические схемы и компоненты, обеспечивающие требуемые функции.
Электронный модуль 22, как правило, имеет продолговатый цилиндрический корпус. Корпус может, например, содержать металлическую трубку, спроектированную для того, чтобы выдерживать условия в скважине. Корпус может, например, иметь длину в диапазоне от 1 до 20 м.
Скважинный электронный модуль 22 может необязательно содержать телеметрическую систему для передачи информации на поверхность любым подходящим образом. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления телеметрическая система представляет собой электромагнитную (ЭМ) телеметрическую систему, однако вместо нее или в дополнение к ней могут быть предоставлены другие режимы телеметрии.
Фиг. 1А представляет иллюстративную ЭМ телеметрическую систему, в которой электронный модуль 22 содержит генератор 18 ЭМ телеметрических сигналов, который электрически соединен параллельно электроизоляционному зазору промежуточной прокладки 20. Сигналы от генератора ЭМ сигналов приводят к созданию электрических токов 19А и электрических полей 19В, которые можно обнаружить на поверхности. В представленном варианте осуществления приемник 13 сигналов соединяется посредством сигнальных кабелей 13А для измерения разностей потенциалов между стержнями 13В заземления и верхним концом бурильной колонны 12. Дисплей 11 может быть подключен для отображения данных, принятых приемником 13 сигналов.
Фиг. 2 и 2А представляют собой изображения скважинного блока 25, содержащего электронный модуль 22, поддерживаемый в стволе 27 в секции 26 бурильной колонны. Секция 26 может, например, содержать утяжеленную бурильную трубу, промежуточную прокладку или подобные элементы. Электронный модуль 22 в диаметре меньше, чем ствол 27. Электронный модуль расположен по центру ствола 27 при помощи трубчатого центратора 28.
Фиг. 2В и 2С представляют собой изображения скважинного блока 25 без электронного модуля 22.
Центратор 28 содержит трубчатый корпус 29, имеющий ствол 30 для вмещения электронного модуля 22 и образованный для обеспечения проходящих в осевом направлении внутренних опорных поверхностей 32, предназначенных для поддержки электронного модуля 22, и внешних опорных поверхностей 33, предназначенных для упора в стенку ствола 27 секции 26. Как представлено на фиг. 2А, центратор 28 разделяет кольцевое пространство, окружающее электронный модуль 22, на ряд осевых каналов. Осевые каналы содержат внутренние каналы 34, образованные между центратором 28 и электронным модулем 22, и внешние каналы 36, образованные между центратором 28 и стенкой секции 26.
Центратор 28 может быть предусмотрен в одной или нескольких секциях и может проходить, по существу, непрерывно на любую необходимую длину вдоль электронного модуля 22. В некоторых вариантах осуществления центратор 28 проходит, по существу, на всю длину электронного модуля 22. В некоторых вариантах осуществления центратор 28 проходит для поддержки электронного модуля 22, по существу, непрерывно по меньшей мере по 60, или 70, или 80% неподдерживаемой части электронного модуля 22 (например, части электронного модуля 22, проходящей от точки, в которой электронный мо- 4 029705
дуль 22 соединен с секцией 26, до конца электронного модуля 22). В некоторых вариантах осуществления центратор 28 находится в зацеплении, по существу, со всей неподдерживаемой частью электронного модуля 22. Здесь "по существу" означает по меньшей мере 95%.
В представленном варианте осуществления внутренние опорные поверхности 32 предоставлены концами направленных внутрь продольно проходящих выступов 37, а внешние опорные поверхности 33 предоставлены концами направленных наружу продольно проходящих выступов 38. Количество выступов может быть разным. Представленный вариант осуществления имеет четыре выступа 37 и четыре выступа 38. Однако другие варианты осуществления могут иметь больше или меньше выступов. Например, некоторые альтернативные варианты осуществления имеют от 3 до 8 выступов 38.
Удобно, но не обязательно, если выступы центратора 28 симметричны друг другу. Также удобно, но не обязательно, если поперечное сечение центратора 28 зеркально-симметрично относительно оси, проходящей через один из выступов. Удобно, но не обязательно, если выступы 37 и 38 проходят параллельно продольной оси центратора 28. В другом случае центратор 28 может быть выполнен так, что выступы 37 и 38 имеют спиральную форму.
Центратор 28 может быть изготовлен из ряда материалов от металлов до пластмасс, применимых в условиях в скважине. Некоторые не имеющие ограничивающего характера примеры представляют собой подходящие термопласты, эластомерные полимеры, каучук, медь или медный сплав, легированную сталь и алюминий. Например, центратор 28 может быть изготовлен из подходящего сорта РЕЕК (полиэфирэфиркетонной) или РЕТ (полиэтилентерефталатной) пластмассы. Когда центратор 28 изготавливают из пластмассы, пластмасса может быть наполнена волокнами (например, стекловолокнами) для более высокой стойкости к эрозии, структурной стабильности и прочности.
Материал центратора 28 должен быть способен выдерживать условия в скважине без ухудшения свойств. Идеальный материал может выдерживать температуру до по меньшей мере 150°С (предпочтительно 175°С, или 200°С, или более), является химически устойчивым или инертным к любой буровой жидкости, воздействию которой его будут подвергать, не поглощает жидкость до какой-либо существенной степени и устойчив к эрозии от бурильной жидкости. В случаях, когда центратор 28 контактирует с металлом электронного модуля 22 и/или ствола 27 (например, когда один или оба из электронного модуля 22 и ствола 27 не имеют покрытия), материал центратора 28 предпочтительно не тверже, чем металл электронного модуля 22 и/или секции 26, с которой он контактирует. Центратор 28 должен быть жестким к деформациям, так что электронный модуль 22 концентрически удерживается в стволе 27. Свойства материала центратора 28 могут быть однородными.
Материал центратора 28 также может быть выбран для совместимости с датчиками, связанными с электронным модулем 22. Например, когда электронный модуль 22 содержит магнитометр, необходимо, чтобы центратор 28 был изготовлен из немагнитного материала, такого как медь, бериллиево-медный сплав или подходящий термопласт.
В случаях, когда центратор 28 изготовлен из относительно недеформируемого материала, слой материала для гашения вибраций, такой как каучук, эластомер, термопласт или подобный материал, может быть предусмотрен между электронным модулем 22 и центратором 28 и/или между центратором 28 и стволом 27. Материал для гашения вибраций может способствовать предотвращению "гудения" (высокочастотных вибраций электронного модуля 22, происходящих от ударов).
Центратор 28 может быть сформирован экструзией, инжекционным формованием, литьем, механической обработкой на станке или любым другим подходящим способом. Преимущественно толщина стенки центратора 28 может быть, по существу, постоянной. Это облегчает изготовление экструзией. В представленном варианте осуществления отсутствие острых углов сокращает вероятность растрескивания от напряжений, особенно когда центратор 28 имеет постоянную или лишь немного изменяющуюся толщину стенки. В иллюстративном варианте осуществления стенка центратора 28 имеет толщину в диапазоне от 0,1 до 0,3 дюйма (от 21 /2 до 11/2 мм). В более конкретном иллюстративном варианте осуществления стенка центратора 28 изготовлена из термопластичного материала (например, РЕТ или РЕЕК) и имеет толщину приблизительно 0,2 дюйма (приблизительно 5 мм).
Поскольку центратор 28 может взаимодействовать с бурильной жидкостью в стволе 27 для гашения нежелательных движений пакета 22 электроники, центратор 28 может быть спроектирован с учетом типа жидкости, которая будет использована в бурении. Для бурения с продувкой воздухом центратор 28 может быть изготовлен с более толстыми стенками и/или изготовлен из более жесткого материала, так что он может удерживать электронный модуль 22 с целью предотвращения движений в отсутствие несжимающейся бурильной жидкости. Напротив, наличие бурильной жидкости в каналах 34 и 36 приводит к гашению высокочастотных вибраций и ослаблению поперечных движений электронного модуля 22. Следовательно, центратор 28 для применения с бурильными жидкостями может иметь более тонкие стенки, чем центратор 28, спроектированный для применения при бурении с продувкой воздухом.
Центратор 28 предпочтительно имеет такой размер, чтобы плотно охватывать электронный модуль 22. Предпочтительно вставка электронного модуля 22 в центратор 28 упруго деформирует материал центратора 28, так что центратор 28 прочно охватывает внешнюю часть электронного модуля 22. Электронный модуль 22 может быть несколько больше в диаметре, чем пространство между самыми внутренними
- 5 029705
частями центратора 28 для обеспечения посадки с натягом между электронным модулем и центратором 28. Размер посадки с натягом является проектным параметром, но может составлять 1/2 мм или около того (несколько сотых дюйма).
В некоторых применениях является преимуществом, чтобы материал центратора 28 был электроизоляционным. Например, когда электронный модуль 22 содержит систему ЭМ телеметрии, предоставление электроизоляционного центратора 28 может предотвратить возможность коротких замыканий между секцией 26 и внешней частью электронного модуля 22, а также увеличивать импеданс путей тока через бурильную жидкость между электронным модулем 22 и секцией 26.
Электронный модуль 22 может быть заблокирован с целью предотвращения осевых движений в стволе 27 любым подходящим способом, например с помощью штырей, болтов, зажимов или других подходящих крепежных элементов. В варианте осуществления, представленном на фиг. 2, к электронному модулю 22 прикреплен спайдер 40, имеющий обод 40А, поддерживаемый плечами 40В. Обод 40А находится в зацеплении с краем 41, образованным на конце расточенного отверстия в стволе 27. Обод 40А крепко прижат к краю 41 гайкой 44 (см. фиг. 3 и 3А), которая находится в зацеплении с внутренней резьбой на поверхности 42.
В некоторых вариантах осуществления центратор 28 проходит от спайдера 40 или другой продольной опорной системы для электронного модуля 22 непрерывно к противоположному концу электронного модуля 22. В других вариантах осуществления одна или несколько секций центратора 28 проходят для захвата электронного модуля 22 по меньшей мере по 70%, или по меньшей мере по 80%, или по меньшей мере по 90%, или по меньшей мере по 95% расстояния от продольной опоры до противоположного конца электронного модуля 22.
В некоторых вариантах осуществления электронный модуль 22 имеет фиксированную вращательную ориентацию относительно секции 26. Например, в некоторых вариантах осуществления спайдер 40 снабжен шпонками, шлицами, имеет ствол определенной формы, который находится в зацеплении со стержнем определенной формы на электронном модуле 22 или иным способом установлен на электронном модуле 22 без возможности вращения. Спайдер 40 также может быть установлен без возможности вращения в секции 26, например, с помощью шпонки, шлицов, определенной формы грани или края обода 40А, который находится в зацеплении с соответствующей определенной формой в стволе 27 или т.п.
В некоторых вариантах осуществления электронный модуль 22 имеет два или более спайдеров, электродов или других элементов, которые непосредственно находятся в зацеплении с секцией 26. Например, электронный модуль 22 может содержать систему ЭМ телеметрии, которая имеет два разнесенных электрических контакта, которые находятся в зацеплении с секцией 26. В таких вариантах осуществления центратор 28 может проходить на существенную часть (например, по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 65%, или по меньшей мере 75%, или по меньшей мере 80%, или, по существу, по всей длине) электронного модуля 22 между двумя элементами, которые находятся в зацеплении с секцией 26.
В иллюстративном варианте осуществления, представленном на фиг. 3, электронный модуль 22 поддерживается между двумя спайдерами 40 и 43. Каждый спайдер 40 и 43 находится в зацеплении с соответствующим посадочным выступом в стволе 27. Каждый спайдер 40 и 43 может быть соединен без возможности вращения как с электронным модулем 22, так и со стволом 27. Центратор 28 может быть предусмотрен между спайдерами 40 и 43. Необязательно каждый из спайдеров 40 и 43 разнесен в продольном направлении от концов центратора 28 на короткое расстояние (например, приблизительно до 1/2 м (18 дюймов) или около того), чтобы поддерживать ламинарный поток бурильной жидкости, проходящей мимо электронного модуля 22.
На фиг. 2А можно видеть, что в поперечном сечении стенка 29 центратора 28 проходит вокруг электронного модуля 22. Стенке 29 придают определенную форму для обеспечения выступающих наружу выступов 38, которые выгнуты наружу и вогнуты внутрь, а также выступающих внутрь выступов 37, которые выгнуты внутрь и вогнуты наружу. В представленном варианте осуществления каждый выступающий наружу выступ 38 находится между двумя соседними выступающими внутрь выступами 37, и каждый выступающий внутрь выступ 37 находится между двумя соседними выступающими наружу выступами 38. Стенка центратора 28 является волнистой и может иметь постоянную толщину для образования как выступающих внутрь выступов 37, так и выступающих наружу выступов 38.
В представленном варианте осуществления части стенки 29 центратора 28 упираются во внешнюю часть электронного модуля 22, а другие части стенки 29 центратора 28 упираются во внутреннюю стенку ствола 27 секции 26. При перемещении по окружности центратора 28 центратор 28 поочередно контактирует с электронным модулем 22 на внутренней стороне стенки 29 центратора 28 и с секцией 26 на внешней стороне центратора 28. Стенка 29 центратора 28 зигзагообразно проходит вперед и назад между электронным модулем 22 и стенкой ствола 27 секции 26. В представленном варианте осуществления части стенки 29 центратора 28, которые проходят между областью стенки, которая контактирует с электронным модулем 22, и частью стенки 29, которая контактирует с секцией 26, изогнуты. Эти изогнутые части стенки предварительно нагружены, так что центратор 28 прилагает сжимающее усилие к электронному модулю 22 и удерживает электронный модуль 22 по центру в стволе 27.
Когда секция 26 принимает поперечный удар, центратор 28 смягчает воздействие удара на элек- 6 029705
тронный модуль 22, а также предотвращает перемещение электронного модуля 22 слишком далеко от центра ствола 27. После прохождения удара центратор 28 возвращает электронный модуль 22 обратно в центральное положение в стволе 27. Части стенки 29 центратора 28, которые проходят между областью стенки, которая контактирует с электронным модулем 22, и областью стенки, которая контактирует с секцией 26, могут рассеивать энергию от ударов и вибраций в буровую жидкость, которая окружает их. Кроме того, эти секции стенки предварительно нагружены и прилагают восстанавливающие силы, которые действуют для возвращения электронного модуля 22 в его центрованное положение после его смещения.
Как представлено на фиг. 2А, центратор 28 делит кольцевое пространство в стволе 27, окружающее электронный модуль 22, на первое множество внутренних каналов 34 внутри стенки 29 центратора и второе множество внешних каналов 36 за стенкой 29 центратора 28. Каждый из внутренних каналов 34 проходит между двумя внешними каналами 36 и отделен от внешних каналов 36 частью стенки центратора 28. Одно преимущество этой конфигурации заключается в том, что изогнутые предварительно нагруженные части стенки стремятся прикладывать восстанавливающую силу, которая возвращает электронный модуль 22 обратно в его (центрованное) положение равновесия, если по какой-либо причине электронный модуль 22 выведен из его положения равновесия. Наличие бурильной жидкости в каналах 34 и 36 приводит к ослаблению движения электронного модуля 22, поскольку поперечное движение электронного модуля 22 приводит к движениям частей стенки центратора 28, и эти движения передают энергию жидкости в каналах 34 и 36. Кроме того, динамика потока жидкости через каналы 34 и 36 может способствовать стабилизации центратора 28 путем уноса энергии, рассеиваемой в жидкость центратором
28.
Предварительно нагруженные части стенки 29 обеспечивают хорошее механическое соединение электронного модуля 22 с секцией 26 бурильной колонны, в которой поддерживается электронный модуль 22. Центратор 28 может обеспечивать такое соединение по длине электронного модуля 22. Это хорошее соединение с секцией 26 бурильной колонны, которое, как правило, является очень жестким, может увеличивать резонансные частоты электронного модуля 22, тем самым делая электронный модуль 22 более устойчивым к повреждениям низкочастотными вибрациями высокой амплитуды, которые обычно сопровождают бурильные работы.
Фиг. 4 и 4А представляют собой изображение примера центратора 60, выполненного со стенкой 62, предназначенной для предоставления продольных кромок 64, которые изогнуты вокруг продольной центральной линии центратора 60 с образованием спиралей. В представленном варианте осуществления центратор 60 имеет форму поперечного сечения, в которой стенка 62 образует два выступающих наружу выступа 66, каждый из которых выгнут наружу и вогнут внутрь, и два выступающих внутрь выступа 68. Центраторы, приспособленные иметь другое число выступов, также могут быть изготовлены так, чтобы иметь спиральный изгиб, например центраторы, которые в поперечном сечении предоставляют от 3 до 8 выступов, могут быть созданы так, что выступы проходят по спиральным путям.
Выступающие внутрь выступы 68 предназначены для захвата электронного модуля путем движения по спирали вокруг внешней поверхности электронного модуля. Трубчатый корпус центратора 28 подвергается изгибанию, так что выступы смещаются путем поворота или изменения угла по мере продвижения по длине центратора 28. В каждой точке вдоль электронного модуля 22 электронный модуль 22 удерживается между двумя противоположными выступами 68. Ориентация выступов 68 отличается для различных положений вдоль электронного модуля, так что электронный модуль удерживается с целью предотвращения кругового перемещения в стволе центратора 60. Каждый выступ 64 делает, по меньшей мере, полповорота по длине центратора 60. В некоторых вариантах осуществления каждый выступ 64 делает по меньшей мере один полный поворот вокруг продольной оси центратора 60 по длине центратора 60.
Центратор, описанный в данном документе, может быть при необходимости закреплен с целью предотвращения продольного движения и/или вращательного движения в стволе 27. Например, центратор может быть закреплен шпонкой на посадочном заплечике в стволе 27 и удерживаться на месте в осевом направлении резьбовым элементом, который блокирует его. Например, центратор может быть захвачен между концом одной утяжеленной бурильной трубой и посадочным заплечиком. Фиг. 3В представляет иллюстративный вариант осуществления, в котором центратор 28 находится в зацеплении с элементами кольца 50, которое удерживается на посадочном месте 41 в стволе 27 секции 26. В представленном варианте осуществления выемки 54 на конце центратора 28 находятся в зацеплении с соответствующими зубцами на кольце 50. Кольцо 50 может удерживаться на месте на посадочном месте 41 с помощью подходящей гайки, конца прилегающей секции бурильной колонны, спайдера или другой части зонда или подобного элемента. В некоторых вариантах осуществления кольцо 50 прикреплено к или является частью спайдера, который поддерживает скважинный зонд в стволе 27.
Центратор, описанный в данном документе, может необязательно стыковаться с электронным модулем 22 без возможности вращения (например, электронный модуль 22 может иметь элементы, которые выступают для вхождения в зацепление между выступающими внутрь выступами центратора), так что центратор обеспечивает улучшенное гашение крутящих вибраций электронного модуля 22.
Один способ применения центратора, описанного в данном документе, состоит во вставке центра- 7 029705
тора в секцию бурильной колонны в качестве промежуточной прокладки, утяжеленной бурильной трубы или подобного элемента. Секция имеет ствол, имеющий диаметр Ό1. Центратор в неустановленной конфигурации, не имеющей внешних напряжений перед установкой, имеет самые крайние точки, лежащие на окружности диаметром Ό2, причем Ό2>Ό1. Способ включает вставку центратора в секцию. При осуществлении этого самые крайние точки центратора упираются в стенку ствола секции и поэтому вжимаются внутрь. Конфигурация центратора 28 позволяет этому происходить, так что центратор 28 может быть легко вставлен в секцию. Вставка центратора 28 в секцию перемещает самые внутренние точки центратора 28 внутрь.
В некоторых вариантах осуществления центратор 28 вставляют в секцию, пока конец, вставляемый в секцию, не упрется в посадочную ступень в стволе секции. Центратор затем может быть ограничен с целью предотвращения продольного движения путем предоставления элемента, который упирается в другой конец центратора. Например, секция может содержать ряд частей (например, ряд бурильных труб), которые могут быть соединены вместе. Центратор может удерживаться между концом одной бурильной трубы или другой части секции и посадочной ступенью.
После установки центратора в секцию самые внутренние точки на центраторе лежат на центральной окружности, имеющей диаметр Ό3. Электронный модуль или другой продолговатый объект, который необходимо центрировать, имеющий диаметр Ό4, причем Ό4>Ό3, может быть затем введен в продольном направлении в центратор. Это действие отодвигает самые внутренние части центратора наружу и предварительно нагружает секции стенки центратора, которые проходят между самыми внутренними точками и самыми крайними точками центратора. После вставки электронного модуля электронный модуль может быть закреплен с целью предотвращения продольного движения.
В некоторых применениях по мере выполнения бурения внешний диаметр компонентов бурильной колонны может изменяться. Например, ствол скважины может быть ступенчатым, так что ствол скважины больше в диаметре возле поверхности, чем в своих более глубоких частях. На разных этапах бурения одной скважины может быть необходимо устанавливать один и тот же электронный модуль в секциях бурильной колонны, имеющих различные размеры. Центраторы, описанные в данном документе, могут быть изготовлены с различными размерами для поддержки электронного модуля в стволах различных размеров. Центраторы, описанные в данном документе, могут быть предоставлены на буровой площадке в наборе, содержащем центраторы множества различных размеров. Центраторы могут быть предоставлены уже вставленными в секции бурильной колонны или еще не вставленными в секции бурильной колонны.
Перемещение скважинного зонда или другого электронного модуля в секцию бурильной колонны другого размера может быть легко выполнено на буровой площадке путем снятия электронного модуля с одной секции бурильной колонны, смены спайдера или другого продольного удерживающего приспособления на размер, подходящий для новой секции бурильной колонны, и вставки электронного модуля в центратор в новой секции бурильной колонны.
Например, набор содержит спайдеры или другие продольные удерживающие приспособления различных размеров, и могут быть предусмотрены центраторы различных размеров. Набор может в качестве не имеющего ограничивающего характера примера содержать спайдеры и центраторы, имеющие определенные размеры для применения с утяжеленными бурильными трубами, имеющими стволы множества различных размеров. Например, спайдеры и центраторы могут иметь такие размеры, чтобы поддерживать данный зонд в стволах утяжеленных бурильных труб любого из числа различных стандартных размеров. Набор центраторов может, например, содержать центраторы, достаточные для поддержки данного зонда в любом из определенного множества утяжеленных бурильных труб различных размеров.
Например, набор может содержать группу центраторов, которые обеспечивают поддержку зонда в утяжеленных бурильных трубах, имеющих внешние диаметры, такие как два или более из 4% дюйма, 61/2 дюйма, 8 дюймов, 91/2 дюйма и 11 дюймов. Утяжеленные бурильные трубы могут иметь стандартные для отрасли размеры. Утяжеленные бурильные трубы могут совместно содержать утяжеленные бурильные трубы двух, трех или более различных диаметров ствола. Центраторы могут в качестве не имеющего ограничивающего характера примера иметь такие размеры в длину, чтобы поддерживать зонды, имеющие длины в диапазоне от 2 до 20 м.
В некоторых вариантах осуществления набор содержит для каждого из множества различных размеров секций бурильной колонны множество различных секций центратора, которые могут быть использованы вместе для поддержки скважинного зонда требуемой длины. В качестве не имеющего ограничивающего характера примера две секции длиной 3 м центратора могут быть предоставлены для каждого из множества различных размеров ствола. Центраторы могут быть использованы для поддержки 6 м скважинного зонда.
Варианты осуществления, описанные выше, могут обеспечивать одно или несколько следующих преимуществ. Центратор 28 может проходить на всю длину электронного модуля 22 или любую требуемую часть этой длины. Центратор 28 непосредственно предотвращает контакт электронного модуля 22 с внутренней частью ствола 27 даже при сильных ударах и вибрации. Площадь поперечного сечения, занимаемая центратором 28, может быть относительно небольшой, тем самым обеспечивая большую пло- 8 029705
щадь для потока жидкости мимо электронного модуля 22, чем обеспечивали бы некоторые другие центраторы, которые занимают большие площади поперечного сечения. Центратор 28 может рассеивать энергию от ударов и вибрации в жидкость в стволе 27. Геометрическая форма центратора 28 является самокорректирующейся при определенных смещениях. Например, ограничение прохождения потока через канал приводит к возникновению усилий, направленных так, чтобы открывать ограниченный канал. Особенно когда центратор 28 имеет четыре или более внутренних выступов, электронный модуль 22 механически соединен с секцией 26 во всех направлениях, тем самым уменьшая вероятность локализованного искривления электронного модуля 22 при сильных ударах и вибрации. Уменьшение локального искривления электронного модуля 22 может способствовать долговечности механических и электрических компонентов и уменьшать вероятность катастрофического отказа кожуха электронного модуля 22 или компонентов внутри электронного модуля 22 вследствие усталости. Центратор 28 может вмещать отклонения в размере электронного модуля 22 и/или ствола 27 секции 26. Центратор 28 может вмещать гладкие электронные модули 22 и может обеспечивать возможность удаления электронного модуля 22 из скважины (поскольку центратор 28 может быть изготовлен так, что он не мешает извлечению электронного модуля 22 в продольном направлении). Центратор 28 может противодействовать провисанию под действием силы тяжести и поддерживать электронный модуль 22 по центру в стволе 27 во время направленного бурения или других операций, когда ствол 27 расположен горизонтально или иным образом не вертикально.
Устройство, описанное в данном документе, может быть применено в широком ряду применений подземного бурения. Например, устройство может быть применено для поддержки скважинной электроники, которая обеспечивает телеметрию в телеметрических применениях каротажа во время бурения (Ь^Э) и/или измерений во время бурения (М\УЭ). Однако описанное устройство не ограничено применением в этих контекстах.
Одним иллюстративным применением устройства, описанного в данном документе, является направленное бурение. При направленном бурении секция бурильной колонны, содержащая скважинный зонд, может быть невертикальной. Центратор, описанный в данном документе, может поддерживать скважинный зонд по центру в бурильной колонне с целью предотвращения провисания под действием силы тяжести, тем самым сохраняя правильное положение датчиков в скважинном зонде относительно ствола бурильной колонны.
Возможен широкий ряд альтернатив. Например, необязательно, чтобы секция 26 была единым компонентом. В некоторых вариантах осуществления секция 26 содержит множество компонентов, которые собраны вместе в бурильную колонну (например, множество утяжеленных бурильных труб). Центратор 28 необязательно полностью выполнен в виде одной детали. В некоторых вариантах осуществления дополнительные слои добавляют к стенке центратора 28 для улучшения жесткости, сопротивляемости истиранию или других механических свойств. Толщина стенки центратора 28 может быть изменена для регулирования механических свойств центратора 28. Прорези или отверстия могут быть образованы в стенке центратора для обеспечения прохождения потока жидкости или обеспечения возможности прохождения других компонентов через стенку центратора.
На фиг. 5 представлен скважинный блок 125, содержащий электронный модуль 122, поддерживаемый в стволе 127 в секции 126 бурильной колонны. Электронный модуль 122 центрирован в стволе 127 центратором 128. Центратор 128 подобен центратору 28, за исключением того, что части центратора 128, которые контактируют с электронным модулем 122, имеют такую форму, чтобы обеспечивать увеличенную область контакта с внешней поверхностью электронного модуля 122. В представленном варианте осуществления части центратора 128, которые контактируют с электронным модулем 122, имеют такую форму, чтобы соответствовать внешней поверхности электронного модуля 122. В данном случае электронный модуль 122 имеет цилиндрическую внешнюю поверхность, и центратор 128 имеет части 128А, которые контактируют с электронным модулем 122. Части 128А образованы так, чтобы быть вогнутыми на поверхностях, обращенных к электронному модулю 122, так что электронный модуль 122 входит в продольно проходящие желобки или впадины, образованные частями 128А центратора 128. В некоторых вариантах осуществления части 128А имеют радиус кривизны, который соответствует радиусу кривизны внешней поверхности электронного модуля 122. В других вариантах осуществления (не показаны) части 128В центратора, которые контактируют с секцией 126, имеют такую форму, чтобы соответствовать внутренней поверхности ствола секции 126.
На фиг. 5А центратор представлен отдельно.
Центратор 128 обеспечивает значительную площадь контакта с электронным модулем 122 и, таким образом, он может обеспечивать удовлетворительное механическое соединение электронного модуля 122 с секцией 126.
Пояснение терминов.
Если контекст ясно не требует иного, в ходе описания и формулы изобретения
"содержать", "содержащий" и подобное необходимо понимать в инклюзивном смысле, в противоположность исключающему или исчерпывающему смыслу, то есть в смысле "включая, но без ограничения";
- 9 029705
"соединенный", "связанный" или любые их варианты означает любое соединение или связь, прямую или косвенную, между двумя или более элементами; связь или соединение между элементами может быть физической, логической или их сочетанием;
"в данном документе", "выше", "ниже" и слова подобного смысла при использовании для описания данного документа должны относиться к этому документу в целом, а не к каким-либо конкретным частям этого документа;
"или" в ссылке на список из двух или более элементов охватывает все следующие интерпретации слова: любой из элементов в списке, все элементы в списке и любое сочетание элементов в списке;
формы в единственном числе также включают значение любых соответствующих форм во множественном числе.
Слова, которые обозначают направления, такие как "вертикальный", "поперечный", "горизонтальный", "вверх", "вниз", "вперед", "назад", "внутрь", "наружу", "левый", "правый", "передний", "задний", "верхний", "нижний", "ниже", "выше", "под" и т.п., используемые в этом описании и любых пунктах прилагаемой формулы изобретения (когда имеют место) зависят от конкретной ориентации описанного и представленного устройства. Объект изобретения, описанный в данном документе, может предполагать различные альтернативные ориентации. Соответственно эти термины, описывающие направление, не определены строго, и их не следует интерпретировать в узком смысле.
Когда выше делают ссылку на компонент (например, схему, модуль, блок, устройство, компонент буровой колонны, систему буровой установки и т.п.), если не указано иное, ссылку на этот компонент (включая ссылку на "средство") следует интерпретировать как включающую в качестве эквивалентов этого компонента любой компонент, который выполняет функцию описанного компонента (т.е. функционально эквивалентный), включая компоненты, которые структурно не эквиваленты описанной структуре, которая выполняет функцию в представленных иллюстративных вариантах осуществления изобретения.
Конкретные примеры систем, способов и устройства были описаны в данном документе с целью иллюстрации. Они являются просто примерами. Технология, представленная в данном документе, может быть применена к системам, отличающимся от иллюстративных систем, описанных выше. При практической реализации этого изобретения возможны многие изменения, модификации, добавления, исключения и перестановки. Настоящее изобретение включает вариации описанных вариантов осуществления, которые будут очевидны специалисту в данной области техники, включая вариации, полученные заменой признаков, элементов и/или действий эквивалентными признаками, элементами и/или действиями; объединением и сопоставлением признаков, элементов и/или действий из различных вариантов осуществления; сочетанием признаков, элементов и/или действий из вариантов осуществления, как описано в данном документе, с признаками, элементами и/или действиями другой технологии; и/или исключением сочетания признаков, элементов и/или действий из описанных вариантов осуществления.
Следовательно, подразумевается, что следующую прилагаемую формулу изобретения и формулу изобретения, приводимую в дальнейшем, следует интерпретировать как включающую все такие модификации, перестановки, добавления, исключения и подсочетания, которые можно разумно предположить. Объем формулы изобретения не следует ограничивать предпочтительными вариантами осуществления, изложенными в примерах, а следует брать в самой широкой интерпретации, согласующейся с описанием в целом.

Claims (87)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Центратор (28, 128) для скважинного зонда для применения в подземном бурении, при этом центратор (28, 128) содержит
    продолговатый трубчатый элемент (29), имеющий стенку, в поперечном сечении которой имеются первые выпуклые наружу и вогнутые внутрь выступы (38, 128В), при этом первые выступы (38, 128В) предназначены для контакта со стенкой ствола (27, 127) в секции (26, 126) бурильной колонны (12) во множестве точек, разнесенных по окружности стенки ствола (27, 127); и
    множество выступающих внутрь частей, при этом каждая из множества выступающих внутрь частей расположена между двумя смежными выступами из множества первых выступов (38, 128В) и предназначена для контакта с внешней поверхностью скважинного зонда, при этом стенка центратора (28, 128) выполнена с возможностью образования первого множества каналов (34) внутри стенки и второго множества каналов (36) за стенкой, обеспечивающих возможность протекания буровой жидкости через них.
  2. 2. Центратор (28, 128) по п.1, отличающийся тем, что выступающие внутрь части содержат выступающие внутрь выступы (37), которые являются выпуклыми внутрь и вогнутыми наружу.
  3. 3. Центратор (28, 128) по п.2, отличающийся тем, что выступающие внутрь выступы (37) симметричны друг другу.
  4. 4. Центратор (28, 128) по п.2, отличающийся тем, что выступающие внутрь выступы (37) зеркальносимметричны относительно оси, проходящей через продольную центральную линию центратора (28,
    - 10 029705
    128).
  5. 5. Центратор (28, 128) по п.1, отличающийся тем, что выступающие внутрь части имеют такую форму, чтобы соответствовать внешней поверхности скважинного зонда.
  6. 6. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что толщина стенки является, по существу, равномерной.
  7. 7. Центратор (28, 128) по п.6, отличающийся тем, что стенка имеет толщину в диапазоне от приблизительно 0,1 до 0,3 дюйма (от 1/4 до 3/4 см).
  8. 8. Центратор (28, 128) по п.7, отличающийся тем, что стенка имеет толщину от 0,15 до 0,25 дюйма (от 3/8 до 5/8 см).
  9. 9. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что в поперечном сечении центратор (28, 128) имеет вращательную симметрию 4 порядка.
  10. 10. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что поперечное сечение предоставляет четыре первых выступа (38, 128В).
  11. 11. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что поперечное сечение предоставляет от двух до восьми первых выступов (38, 128В).
  12. 12. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что каждый из множества первых выступов (38, 128В) является зеркально-симметричным относительно оси, проходящей через продольную центральную линию центратора (28, 128).
  13. 13. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что первые выступы (38, 128В) разнесены под равным углом относительно продольной серединной линии центратора (28, 128).
  14. 14. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что каждый из множества первых выступов (38, 128В) имеет радиус кривизны, который меньше, чем радиус наименьшей окружности, охватывающей центратор (28, 128).
  15. 15. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что первые выступы (38, 128В) предоставляют продольно проходящие кромки (64) на внешней поверхности центратора (28, 128).
  16. 16. Центратор (28, 128) по п.15, отличающийся тем, что продольно проходящие кромки (64) параллельны продольной центральной линии центратора (28, 128).
  17. 17. Центратор (28, 128) по п.15, отличающийся тем, что продольно проходящие кромки (64) спирально изогнуты вокруг продольной центральной линии центратора (28, 128).
  18. 18. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что стенка центратора (28, 128) содержит эластомерный полимер, каучук, медь, медный сплав, легированную сталь или алюминий.
  19. 19. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что стенка центратора (28, 128) содержит термопластичный материал.
  20. 20. Центратор (28, 128) по п.19, отличающийся тем, что термопластичный материал содержит наполненный волокнами термопластичный материал.
  21. 21. Центратор (28, 128) по п.19, отличающийся тем, что термопластичный материал содержит РЕЕК (полиэфирэфиркетон) или РЕТ (полиэтилентерефталат).
  22. 22. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что стенка изготовлена из электроизоляционного материала.
  23. 23. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что стенка изготовлена из электропроводящего материала.
  24. 24. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что стенка изготовлена из композита из электропроводящего и электроизоляционного материалов.
  25. 25. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что свойства материала центратора (28, 128) являются однородными.
  26. 26. Центратор (28, 128) по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что центратор (28, 128) является устойчивым к деформациям.
  27. 27. Скважинный блок (25, 125), содержащий
    секцию (26, 126) бурильной колонны (12), имеющую ствол (27, 127), продольно проходящий через секцию (26, 126) бурильной колонны (12);
    скважинный зонд, расположенный в стволе (27, 127) секции (26, 126); и
    центратор (28, 128) в стволе (27, 127), при этом центратор (28, 128) содержит трубчатый элемент (29), имеющий стенку, проходящую вокруг скважинного зонда, при этом стенка образована для контакта с внутренней поверхностью ствола (27, 127) и внешней поверхностью скважинного зонда, при этом поперечное сечение стенки следует по пути вокруг скважинного зонда и ограничивающая линия зигзагообразно проходит вперед и назад между внешней поверхностью скважинного зонда и внутренней поверхностью стенки скважины, при этом стенка центратора (28, 128) выполнена с возможностью образования первого множества каналов (34) внутри стенки и второго множества каналов (36) за стенкой, обеспечивающих возможность протекания буровой жидкости через них.
  28. 28. Скважинный блок (25, 125) по п.27, отличающийся тем, что секция (26, 126) бурильной колонны (12) содержит утяжеленную бурильную трубу.
  29. 29. Скважинный блок (25, 125) по п.27, отличающийся тем, что секция (26, 126) бурильной колонны
    - 11 029705
    (12) содержит промежуточную прокладку.
  30. 30. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что центратор (28, 128) поддерживает зонд, по существу, непрерывно вдоль по меньшей мере 60% не имеющей другой поддержки части зонда.
  31. 31. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что центратор (28, 128) поддерживает зонд, по существу, непрерывно вдоль по меньшей мере 70% не имеющей другой поддержки части зонда.
  32. 32. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что центратор (28, 128) поддерживает зонд, по существу, непрерывно вдоль по меньшей мере 80% не имеющей другой поддержки части зонда.
  33. 33. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что центратор (28, 128) поддерживает зонд, по существу, непрерывно вдоль, по существу, всей не имеющей другой поддержки части зонда.
  34. 34. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-33, отличающийся тем, что центратор (28, 128) выполнен с возможностью упругой деформации для вмещения зонда.
  35. 35. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-34, отличающийся тем, что центратор (28, 128) выполнен с возможностью упругой деформации для посадки внутри ствола (27, 127).
  36. 36. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-35, отличающийся тем, что центратор (28, 128) прикладывает сжимающее усилие к зонду для удерживания зонда концентрически в стволе (27, 127).
  37. 37. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-36, отличающийся тем, что центратор (28, 128) и зонд образуют посадку с натягом.
  38. 38. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-37, отличающийся тем, что центратор (28, 128) является устойчивым к деформациям, так что зонд удерживается концентрически в стволе (27, 127).
  39. 39. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-33, отличающийся тем, что зонд выполнен с возможностью скольжения в продольном направлении в центратор (28, 128).
  40. 40. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-39, отличающийся тем, что центратор (28, 128) закреплен с целью предотвращения вращательного движения относительно ствола (27, 127).
  41. 41. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-39, отличающийся тем, что центратор (28, 128) содержит выемку (54), приспособленную для зацепления с соответствующей шпонкой для предотвращения вращательного движения центратора (28, 128) относительно ствола (27, 127).
  42. 42. Скважинный блок (25, 125) по п.41, отличающийся тем, что шпонка содержит шпонку в спайдере.
  43. 43. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что центратор (28, 128) закреплен с целью предотвращения продольного движения относительно ствола (27, 127).
  44. 44. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-42, отличающийся тем, что центратор (28, 128) заблокирован относительно посадочного заплечика резьбовым элементом для предотвращения продольного движения центратора (28, 128) относительно ствола (27, 127).
  45. 45. Скважинный блок (25, 125) по п.44, отличающийся тем, что резьбовой элемент содержит конец утяжеленной бурильной трубы.
  46. 46. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-45, отличающийся тем, что зонд заблокирован с целью предотвращения вращательного движения относительно центратора (28, 128).
  47. 47. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-46, отличающийся тем, что скважинный зонд содержит электронный модуль (22).
  48. 48. Скважинный блок (25, 125) по п.47, отличающийся тем, что электронный модуль (22) содержит магнитометр.
  49. 49. Скважинный блок (25, 125) по п.48, отличающийся тем, что центратор (28, 128) содержит немагнитный материал.
  50. 50. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-49, отличающийся тем, что скважинный зонд содержит металлический кожух, и металлический кожух тверже, чем материал стенки центратора (28, 128).
  51. 51. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-50, отличающийся тем, что скважинный зонд содержит генератор телеметрических сигналов.
  52. 52. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-51, отличающийся тем, что скважинный зонд содержит слой материала для гашения вибраций между кожухом скважинного зонда и центратором (28, 128).
  53. 53. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-52, отличающийся тем, что при следовании по пути вокруг поперечного сечения путь имеет внутренние части, которые контактируют с внешней частью скважинного зонда, но не контактируют с внутренней частью ствола (27, 127), которые чередуются с внешними частями, которые контактируют с внутренней поверхностью ствола (27, 127), но не контактируют со скважинным зондом.
  54. 54. Скважинный блок (25, 125) по п.53, отличающийся тем, что внутренние и внешние части пути соединены соединительными частями пути, которые проходят через ствол (27, 127).
    - 12 029705
  55. 55. Скважинный блок (25, 125) по п.54, отличающийся тем, что соединительные части являются изогнутыми.
  56. 56. Скважинный блок (25, 125) по п.54, отличающийся тем, что соединительные части имеют пространственную кривизну.
  57. 57. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-56, отличающийся тем, что стенка центратора (28, 128) образована для обеспечения поперечного сечения, которое предоставляет
    первые выпуклые наружу и вогнутые внутрь выступы (38, 128В), при этом первые выступы (38, 128В) контактируют со стенкой ствола (27, 127) секции (26, 126) бурильной колонны (12) во множестве точек, разнесенных по окружности стенки ствола (27, 127); и
    множество выступающих внутрь частей, при этом каждая из множества выступающих внутрь частей расположена между двумя смежными выступами из множества первых выступов (38, 128В).
  58. 58. Скважинный блок (25, 125) по п.57, отличающийся тем, что в центраторе (28, 128) выступающие внутрь части содержат выступающие внутрь выступы (37), которые являются выпуклыми внутрь и вогнутыми наружу.
  59. 59. Скважинный блок (25, 125) по п.57, отличающийся тем, что выступающие внутрь части имеют такую форму, чтобы соответствовать внешней поверхности зонда.
  60. 60. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57 и 59, отличающийся тем, что первые выступы (38, 128В) имеют такую форму, чтобы соответствовать стенке ствола (27, 127).
  61. 61. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-60, отличающийся тем, что зонд содержит элементы, которые выступают для вхождения в зацепление между выступающими внутрь выступами (37) и, таким образом, блокирования зонда с целью предотвращения вращательного движения относительно центратора (28, 128).
  62. 62. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-61, отличающийся тем, что выступающие внутрь выступы (37) являются зеркально-симметричными относительно оси, проходящей через продольную центральную линию центратора (28, 128).
  63. 63. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-62, отличающийся тем, что толщина стенки является, по существу, равномерной.
  64. 64. Скважинный блок (25, 125) по п.63, отличающийся тем, что стенка имеет толщину в диапазоне от приблизительно 0,1 до 0,3 дюйма (от 0,254 до 0,762 см).
  65. 65. Скважинный блок (25, 125) по п.63, отличающийся тем, что стенка имеет толщину от 0,15 до 0,25 дюйма (от 0,381 до 0,635 см).
  66. 66. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-65, отличающийся тем, что в поперечном сечении центратор (28, 128) имеет вращательную симметрию 4 порядка.
  67. 67. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-65, отличающийся тем, что поперечное сечение предоставляет четыре первых выступа (38, 128В).
  68. 68. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-65, отличающийся тем, что поперечное сечение предоставляет от двух до восьми первых выступов (38, 128В).
  69. 69. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-68, отличающийся тем, что каждый из множества первых выступов (38, 128В) является зеркально-симметричным относительно оси, проходящей через продольную центральную линию центратора (28, 128).
  70. 70. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-69, отличающийся тем, что первые выступы (38, 128В) разнесены под равным углом относительно продольной центральной линии центратора (28, 128).
  71. 71. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-70, отличающийся тем, что каждый из множества первых выступов (38, 128В) имеет радиус кривизны, который меньше, чем радиус наименьшей окружности, охватывающей центратор (28, 128).
  72. 72. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.57-71, отличающийся тем, что первые выступы (38, 128В) предоставляют продольно проходящие кромки (64) на внешней поверхности центратора (28, 128).
  73. 73. Скважинный блок (25, 125) по п.72, отличающийся тем, что продольно проходящие кромки (64) параллельны продольной центральной линии центратора (28, 128).
  74. 74. Скважинный блок (25, 125) по п.72, отличающийся тем, что продольно проходящие кромки (64) спирально изогнуты вокруг продольной центральной линии центратора (28, 128).
  75. 75. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-74, отличающийся тем, что стенка центратора (28, 128) содержит термопластичный материал.
  76. 76. Скважинный блок (25, 125) по п.75, отличающийся тем, что термопластичный материал содержит наполненный волокнами термопластичный материал.
  77. 77. Скважинный блок (25, 125) по п.76, отличающийся тем, что термопластичный материал содержит РЕЕК или РЕТ.
  78. 78. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-74, отличающийся тем, что стенка изготовлена из электроизоляционного материала.
  79. 79. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-74, отличающийся тем, что стенка изготовлена из электропроводящего материала.
  80. 80. Скважинный блок (25, 125) по любому из пп.27-74, отличающийся тем, что стенка изготовлена
    13 029705
    из композита из электропроводящего и электроизоляционного материалов.
  81. 81. Скважинный блок (25, 125), содержащий
    секцию (26, 126) бурильной колонны (12), имеющую ствол (27, 127), продольно проходящий через секцию (26, 126) бурильной колонны (12);
    скважинный зонд, расположенный в стволе (27, 127) секции (26, 126); и
    центратор (28, 128) в стволе (27, 127), при этом центратор (28, 128) содержит трубчатый элемент (29), имеющий стенку, проходящую вокруг скважинного зонда по замкнутому пути, при этом стенка выполнена для образования множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внутренней поверхностью ствола (27, 127), и множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внешней поверхностью скважинного зонда, причем каждая из множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внешней поверхностью скважинного зонда, расположена под углом между двумя смежными частями из множества разнесенных под углом частей, контактирующих с внутренней поверхностью ствола (27, 127), при этом стенка центратора (28, 128) выполнена с возможностью образования первого множества каналов (34) внутри стенки и второго множества каналов (36) за стенкой, обеспечивающих возможность протекания буровой жидкости через них.
  82. 82. Способ бурения с использованием бурильной колонны (12), имеющей ствол (27, 127) и скважинный зонд в стволе (27, 127) скважины, включающий
    размещение скважинного зонда посредством центратора (28, 128) по п.1,
    закачивание буровой жидкости во время бурения через ствол (27, 127) бурильной колонны (12) и обеспечение возможности протекания буровой жидкости через первое и второе множества каналов
    (34, 36).
  83. 83. Способ по п.82, отличающийся тем, что буровая жидкость, текущая в первом и втором множествах каналов (34, 36), гасит высокочастотные вибрации скважинного зонда.
  84. 84. Способ по любому из пп.82 и 83, отличающийся тем, что буровая жидкость, текущая в первом и втором множествах каналов (34, 36), ослабляет воздействие поперечных ударов на скважинный зонд.
  85. 85. Способ по любому из пп.82-84, отличающийся тем, что бурильная колонна (12) является невертикальной в месте расположения скважинного зонда, и способ включает поддержание скважинного зонда центрированным в стволе (27, 127).
  86. 86. Способ по любому из пп.82-85, отличающийся тем, что включает восстановление центратором (28, 128) центрированного положения скважинного зонда в стволе (27, 127) в ответ на поперечное смещение скважинного зонда в стволе (27, 127).
  87. 87. Способ по п.86, отличающийся тем, что восстановление центратором (28, 128) центрированного положения скважинного зонда в стволе (27, 127) включает обеспечение достижения равновесия потоком жидкости в первом и втором множествах каналов (34, 36).
    - 14 029705
EA201590904A 2012-11-06 2013-11-06 Центратор для скважинных зондов EA029705B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261723287P 2012-11-06 2012-11-06
PCT/CA2013/050851 WO2014071521A1 (en) 2012-11-06 2013-11-06 Centralizer for downhole probes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201590904A1 EA201590904A1 (ru) 2015-08-31
EA029705B1 true EA029705B1 (ru) 2018-05-31

Family

ID=50621322

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201590906A EA032390B1 (ru) 2012-11-06 2012-12-03 Скважинный прибор и способ для его использования
EA201590904A EA029705B1 (ru) 2012-11-06 2013-11-06 Центратор для скважинных зондов

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201590906A EA032390B1 (ru) 2012-11-06 2012-12-03 Скважинный прибор и способ для его использования

Country Status (7)

Country Link
US (9) US9850722B2 (ru)
EP (3) EP2917479B1 (ru)
CN (2) CN104884737B (ru)
CA (3) CA3038564C (ru)
EA (2) EA032390B1 (ru)
NO (1) NO2836677T3 (ru)
WO (2) WO2014071494A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD849800S1 (en) 2012-04-04 2019-05-28 Summit Energy Services, Inc. Casing centralizer having spiral blades
EA201791477A1 (ru) * 2012-11-06 2018-03-30 Эволюшн Инжиниринг Инк. Буровой подземный снаряд и способ подземного бурения с применением бурового подземного снаряда
EP2917479B1 (en) * 2012-11-06 2018-02-14 Evolution Engineering Inc. Universal downhole probe system
CA2893467C (en) * 2012-12-07 2022-08-23 Jili LIU (Jerry) Methods and apparatus for downhole probes
US20140262339A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Kenneth Michael Nero Method and apparatus for controlling erosion in a downhole tool
EA034155B1 (ru) 2013-09-05 2020-01-13 Эволюшн Инжиниринг Инк. Передача данных через электрически изолирующие переводники в бурильной колонне
WO2015192244A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Schlumberger Canada Limited Spider for downhole tool
US10316599B2 (en) 2014-08-27 2019-06-11 Scientific Drilling International, Inc. Method and apparatus for through-tubular sensor deployment
CA3012864C (en) 2016-01-28 2024-05-28 Evolution Engineering Inc. Securing means for in-tubing probe retainer
US11187073B2 (en) 2016-08-05 2021-11-30 Baker Hughes Holdings Llc Method and apparatus for bending decoupled electronics packaging
US11213989B2 (en) 2016-12-23 2022-01-04 Evolution Engineering Inc. Downhole probe sleeves and methods for making probe sleeves
CN106907141B (zh) * 2017-04-26 2023-09-29 北京科技大学 一种钻孔电视探头固定-居中-推进装置
KR101918448B1 (ko) * 2017-04-28 2018-11-13 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 비수 전해액 이차 전지용 절연성 다공질층
US10519762B2 (en) * 2017-06-20 2019-12-31 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Lateral support for downhole electronics
US11293275B2 (en) * 2018-05-04 2022-04-05 Schlumberger Technology Corporation Recording device for measuring downhole parameters
US11300147B2 (en) 2018-07-03 2022-04-12 Roller Bearing Company Of America, Inc. Sleeves for interference fasteners
CN108915670B (zh) * 2018-07-03 2022-02-15 中勘资源勘探科技股份有限公司 一种光纤陀螺测斜仪夹持装置
EP3714134A4 (en) * 2018-10-15 2021-08-04 Ozzie's Enterprises LLC DRILL HOLE MAPPING TOOL AND METHOD FOR MAPPING DRILL HOLES
US10662734B1 (en) * 2019-09-14 2020-05-26 Vertice Oil Tools Methods and systems for preventing hydrostatic head within a well
US11314266B2 (en) * 2020-07-08 2022-04-26 Saudi Arabian Oil Company Flow management systems and related methods for oil and gas applications
US11294401B2 (en) 2020-07-08 2022-04-05 Saudi Arabian Oil Company Flow management systems and related methods for oil and gas applications
US11434747B2 (en) 2020-07-24 2022-09-06 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Down-hole tools comprising layers of materials and related methods
CN113266343B (zh) * 2021-06-29 2022-04-01 华中科技大学 一种无线信号传输系统
US11988050B2 (en) 2022-06-01 2024-05-21 Halliburton Energy Services, Inc. Centralizer with opposing hollow spring structure
US11933116B2 (en) * 2022-06-01 2024-03-19 Halliburton Energy Services, Inc. Eccentric centralizer
CN116537751B (zh) * 2023-07-05 2023-09-08 黑龙江省水利学校(黑龙江水利高级技工学校) 一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法
CN117027762B (zh) * 2023-07-18 2024-08-27 中国科学院声学研究所 一种测井用扶正减震器
CN118425297B (zh) * 2024-07-02 2024-09-03 西南石油大学 一种石油钻采设备探伤装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803193A (en) * 1995-10-12 1998-09-08 Western Well Tool, Inc. Drill pipe/casing protector assembly
US6761230B2 (en) * 2002-09-06 2004-07-13 Schlumberger Technology Corporation Downhole drilling apparatus and method for using same
USD665824S1 (en) * 2011-10-28 2012-08-21 Top-Co Cementing Products Inc. Casing centralizer

Family Cites Families (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1251706B (de) 1961-10-12 1967-10-12 Sandvikens Jernverks Aktiebolag, Sandviken (Schweden) Führungsvorrichtung für Schlagbohrer
US3323327A (en) 1965-05-20 1967-06-06 Grant Oil Tool Company Cushion drill collar
US4021774A (en) 1975-05-12 1977-05-03 Teleco Inc. Borehole sensor
US3982431A (en) 1975-05-12 1976-09-28 Teleco Inc. Control system for borehole sensor
US4013945A (en) 1975-05-12 1977-03-22 Teleco Inc. Rotation sensor for borehole telemetry
US4216536A (en) 1978-10-10 1980-08-05 Exploration Logging, Inc. Transmitting well logging data
US4351116A (en) 1980-09-12 1982-09-28 Bj-Hughes Inc. Apparatus for making multiple orientation measurements in a drill string
DE3035905C2 (de) 1980-09-24 1982-12-30 Christensen, Inc., 84115 Salt Lake City, Utah Vorrichtung zur Fernübertragung von Informationen aus einem Bohrloch zur Erdoberfläche während des Betriebs eines Bohrgeräts
US4537067A (en) 1982-11-18 1985-08-27 Wilson Industries, Inc. Inertial borehole survey system
FR2562601B2 (fr) 1983-05-06 1988-05-27 Geoservices Dispositif pour transmettre en surface les signaux d'un emetteur situe a grande profondeur
US4571215A (en) 1983-06-08 1986-02-18 Boroloy Industries International, Inc. Vibration dampener apparatus
US5803127A (en) * 1985-12-16 1998-09-08 R & R Precision Corp. Coaxial piping systems
US4734893A (en) 1986-10-06 1988-03-29 Navigator Mwd, Inc. Apparatus and method for transmitting downhole conditions to the surface
FR2613496B1 (fr) 1987-04-02 1989-07-21 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour l'acquisition de donnees sismiques dans un forage et leur transmission a un systeme central de commande et d'enregistrement
FR2616230B1 (fr) 1987-06-04 1990-12-14 Inst Francais Du Petrole Systeme pour l'acquisition et l'enregistrement de signaux fournis par un ensemble de capteurs dispose dans des sondes de puits
GB8817261D0 (en) * 1988-07-20 1988-08-24 Sperry Sun Inc Down-hole bearing assemblies for maintaining survey instrument assembly & core barrel orientation
US5064006A (en) 1988-10-28 1991-11-12 Magrange, Inc Downhole combination tool
US4938299A (en) 1989-07-27 1990-07-03 Baroid Technology, Inc. Flexible centralizer
US5160925C1 (en) 1991-04-17 2001-03-06 Halliburton Co Short hop communication link for downhole mwd system
US5236048A (en) 1991-12-10 1993-08-17 Halliburton Company Apparatus and method for communicating electrical signals in a well, including electrical coupling for electric circuits therein
US5294923A (en) 1992-01-31 1994-03-15 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for relaying downhole data to the surface
US5247990A (en) 1992-03-12 1993-09-28 Sudol Tad A Centralizer
US5333686A (en) 1993-06-08 1994-08-02 Tensor, Inc. Measuring while drilling system
US5474132A (en) 1994-04-28 1995-12-12 Westinghouse Electric Corporation Marine riser
US5520246A (en) 1994-11-14 1996-05-28 Scientific Drilling International Multi-mode cushioning an instrument suspended in a well
US5507348A (en) * 1994-11-16 1996-04-16 Scientific Drilling International Apparatus for locking wire line instrument to drill collar
EP0759498B1 (de) 1995-08-23 2001-11-07 Tracto-Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen Lenkbares Bohrgerät mit stossempfindlichem Gerät
US6143988A (en) 1997-05-23 2000-11-07 Baker Hughes Incorporated Coiled tubing supported electrical cable having indentations
US5934378A (en) 1997-08-07 1999-08-10 Computalog Limited Centralizers for a downhole tool
US6247542B1 (en) 1998-03-06 2001-06-19 Baker Hughes Incorporated Non-rotating sensor assembly for measurement-while-drilling applications
US6479752B1 (en) * 1998-04-07 2002-11-12 Baker Hughes Incorporated Coil springs for cable support
US6429653B1 (en) 1999-02-09 2002-08-06 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for protecting a sensor in a drill collar
US6283205B1 (en) 2000-01-19 2001-09-04 James H. Cannon Polymeric centralizer
US6715550B2 (en) 2000-01-24 2004-04-06 Shell Oil Company Controllable gas-lift well and valve
GB0016145D0 (en) 2000-06-30 2000-08-23 Brunel Oilfield Serv Uk Ltd Improvements in or relating to downhole tools
US6750783B2 (en) 2002-07-05 2004-06-15 Halliburton Energy Services, Inc. Low frequency electromagnetic telemetry system employing high cardinality phase shift keying
GB2406347B (en) * 2002-11-25 2005-11-23 Schlumberger Holdings Logging while tripping with a modified tubular
GB0315144D0 (en) 2003-06-28 2003-08-06 Weatherford Lamb Centraliser
US7393158B2 (en) * 2003-10-20 2008-07-01 Rti Energy Systems, Inc. Shrink for centralizer assembly and method
CA2462987C (en) * 2004-04-01 2005-02-22 Brent Alexander Clark Vibration-dampening drill collar
CA2509819C (en) 2004-06-14 2009-08-11 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for reducing electromagnetic signal noise
US7151466B2 (en) 2004-08-20 2006-12-19 Gabelmann Jeffrey M Data-fusion receiver
GB2437877B (en) 2005-01-31 2010-01-13 Baker Hughes Inc Telemetry system with an insulating connector
US7377352B2 (en) 2005-04-25 2008-05-27 Monitech, Inc. Vehicle ignition interlock systems with mouth alcohol contamination sensor
US7913774B2 (en) 2005-06-15 2011-03-29 Schlumberger Technology Corporation Modular connector and method
US8474548B1 (en) 2005-09-12 2013-07-02 Teledrift Company Measurement while drilling apparatus and method of using the same
US7735579B2 (en) 2005-09-12 2010-06-15 Teledrift, Inc. Measurement while drilling apparatus and method of using the same
US8020634B2 (en) * 2005-10-05 2011-09-20 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for supporting a downhole component in a downhole drilling tool
US20070235224A1 (en) 2006-04-05 2007-10-11 Diamond Back - Quantum Drilling Motors, L.L.C. Drill pipe with vibration dampening liner
US8201645B2 (en) 2007-03-21 2012-06-19 Schlumberger Technology Corporation Downhole tool string component that is protected from drilling stresses
WO2008116077A2 (en) 2007-03-21 2008-09-25 Hall David R Downhole tool string component
US7766101B2 (en) * 2007-06-25 2010-08-03 Schlumberger Technology Corporation System and method for making drilling parameter and or formation evaluation measurements during casing drilling
US20090023502A1 (en) 2007-07-18 2009-01-22 Diamond Back - Quantum Drilling Motors, L.L.C. Downhole shock absorber for torsional and axial loads
US20090025982A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Hall David R Stabilizer Assembly
US8284073B2 (en) 2008-04-17 2012-10-09 Schlumberger Technology Corporation Downlink while pumps are off
US8237584B2 (en) 2008-04-24 2012-08-07 Schlumberger Technology Corporation Changing communication priorities for downhole LWD/MWD applications
US7849928B2 (en) * 2008-06-13 2010-12-14 Baker Hughes Incorporated System and method for supporting power cable in downhole tubing
US20100071960A1 (en) 2008-09-24 2010-03-25 Baker Hughes Incorporated System, Method and Apparatus for Composite Seal Gland Insert in Roller Cone Rock Bit
US7905295B2 (en) * 2008-09-26 2011-03-15 Baker Hughes Incorporated Electrocoil tubing cable anchor method
EP2169432A1 (en) * 2008-09-30 2010-03-31 Prad Research And Development Limited Modular Apparatus and Method for Making Measurements in Boreholes
US7975541B2 (en) * 2009-12-16 2011-07-12 General Electric Company Folding ultrasonic borehole imaging tool
US8640795B2 (en) 2010-02-01 2014-02-04 Technical Drilling Tools, Ltd. Shock reduction tool for a downhole electronics package
FR2965602B1 (fr) 2010-10-04 2013-08-16 Electronique Ind De L Ouest Tronico Tube destine a transporter des substances et assemblage de tubes correspondant
WO2012082748A2 (en) 2010-12-14 2012-06-21 Halliburton Energy Services, Inc. Data transmission in drilling operation environments
US8960281B2 (en) * 2011-07-07 2015-02-24 National Oilwell DHT, L.P. Flowbore mounted sensor package
CN102359350B (zh) 2011-10-09 2013-09-18 中国海洋石油总公司 一种扶正器
CN102375158B (zh) * 2011-11-02 2013-06-19 长江勘测规划设计研究有限责任公司 钻孔电视成像仪井下探头多功能保护器
US9115544B2 (en) 2011-11-28 2015-08-25 Schlumberger Technology Corporation Modular downhole tools and methods
EP2917479B1 (en) * 2012-11-06 2018-02-14 Evolution Engineering Inc. Universal downhole probe system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803193A (en) * 1995-10-12 1998-09-08 Western Well Tool, Inc. Drill pipe/casing protector assembly
US6761230B2 (en) * 2002-09-06 2004-07-13 Schlumberger Technology Corporation Downhole drilling apparatus and method for using same
USD665824S1 (en) * 2011-10-28 2012-08-21 Top-Co Cementing Products Inc. Casing centralizer

Also Published As

Publication number Publication date
US9523246B2 (en) 2016-12-20
CN104919130B (zh) 2018-01-26
CA3038564C (en) 2021-03-23
WO2014071521A1 (en) 2014-05-15
CA2890609A1 (en) 2014-05-15
CA3038564A1 (en) 2014-05-15
US20150322731A1 (en) 2015-11-12
CN104884737A (zh) 2015-09-02
US10494879B2 (en) 2019-12-03
CN104884737B (zh) 2019-02-15
EP2917479B1 (en) 2018-02-14
US20180371848A1 (en) 2018-12-27
US20210207443A1 (en) 2021-07-08
CA2890597C (en) 2019-05-07
US10648247B2 (en) 2020-05-12
CN104919130A (zh) 2015-09-16
US10006257B2 (en) 2018-06-26
US20240133249A1 (en) 2024-04-25
EP2917479A4 (en) 2016-11-16
US20180080289A1 (en) 2018-03-22
EA201590904A1 (ru) 2015-08-31
US20240229573A9 (en) 2024-07-11
EP3431704A1 (en) 2019-01-23
EA032390B1 (ru) 2019-05-31
US20140124269A1 (en) 2014-05-08
NO2836677T3 (ru) 2018-04-14
US10167683B2 (en) 2019-01-01
US9850722B2 (en) 2017-12-26
EP2917454B1 (en) 2018-08-29
WO2014071494A1 (en) 2014-05-15
EA201590906A8 (ru) 2015-11-30
EP3431704B1 (en) 2020-05-13
US20170016284A1 (en) 2017-01-19
EA201590906A1 (ru) 2015-08-31
US11795769B2 (en) 2023-10-24
CA2890597A1 (en) 2014-05-15
CA2890609C (en) 2018-06-26
EP2917454A4 (en) 2016-09-28
EP2917454A1 (en) 2015-09-16
US10871041B2 (en) 2020-12-22
US20190203545A1 (en) 2019-07-04
US20150300099A1 (en) 2015-10-22
EP2917479A1 (en) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA029705B1 (ru) Центратор для скважинных зондов
US10358906B2 (en) Downhole probe centralizer
US10352111B2 (en) Drill collar with integrated probe centralizer
US11213989B2 (en) Downhole probe sleeves and methods for making probe sleeves
CA2893467C (en) Methods and apparatus for downhole probes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM