NO334833B1 - Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull - Google Patents

Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull Download PDF

Info

Publication number
NO334833B1
NO334833B1 NO20110932A NO20110932A NO334833B1 NO 334833 B1 NO334833 B1 NO 334833B1 NO 20110932 A NO20110932 A NO 20110932A NO 20110932 A NO20110932 A NO 20110932A NO 334833 B1 NO334833 B1 NO 334833B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
drill string
joint
ultrasonic sensors
drill
phase
Prior art date
Application number
NO20110932A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20110932A1 (no
Inventor
Eric Cayeux
Original Assignee
Internat Res Inst Of Stavanger As
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 Internat Res Inst Of Stavanger As filed Critical Internat Res Inst Of Stavanger As
Priority to NO20110932A priority Critical patent/NO334833B1/no
Priority to US14/127,446 priority patent/US9605532B2/en
Priority to BR112013033404A priority patent/BR112013033404A2/pt
Priority to PCT/NO2012/050121 priority patent/WO2013002645A1/en
Priority to EP12805104.2A priority patent/EP2726708B1/en
Publication of NO20110932A1 publication Critical patent/NO20110932A1/no
Publication of NO334833B1 publication Critical patent/NO334833B1/no

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
    • E21B47/09Locating or determining the position of objects in boreholes or wells, e.g. the position of an extending arm; Identifying the free or blocked portions of 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/04Measuring depth or liquid level
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte for å bestemme posisjonen til en borestrengs (2) nedre parti (3) i et borehull (5) hvor borestrengen (2) omfatter et antall borestrengkomponenter (8), idet hver borestrengkomponent (8) er sammenkoplet ved hjelp av minst én skjøt (4) og 5 hvor det er anordnet flere ultrasoniske sensorer (6) etter hverandre langs en borestreng (2), og hvor fremgangsmåten omfatter å lokalisere posisjonen til skjøtens (4) fas (20) relativt de ultrasoniske sensorer (6).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å BESTEMME EN BOREKRONES POSISJON I ET BOREHULL
Denne oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å bestemme posisjonen til en borestrengs nedre parti i et borehull. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for å bestemme posisjonen til en borestrengs nedre parti i et borehull hvor borestrengen omfatter et antall borestrengkomponenter hvor hver borestrengkomponent er sammenkoplet ved hjelp av minst én skjøt og hvor det er anordnet flere ultrasoniske sensorer etter hverandre langs en borestreng. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av oppfinnelsen.
Under arbeider i en brønn, typisk i en petroleumsbrønn, er det meget viktig å kjenne til hvilken posisjon, det vil si dybde i borehullet, borestrengens nedre parti befinner seg i. Dette er særlig viktig når for eksempel foringsrør skal settes på en bestemt dybde eller når sideløp i brønnen skal etableres eller gjenfinnes.
Tradisjonelt føres det en logg over alle borestrengkomponenter hvor hver enkelt bore-strengkomponents lengde er angitt. Borestrengens lengde, og derved posisjonen av borerørets nedre parti, kan bestemmes ved å summere lengden av alle borestrengkomponenter som inngår i borestrengen.
Det viser seg imidlertid at slike beregninger kan være unøyaktige blant annet fordi det anvendes andre borestengkomponenter enn de opprinnelig planlagte, og fordi enkelte borestrengkomponenters lengde er endret, for eksempel grunnet reparasjonsarbeid. Dette fører under praktiske forhold til at det noen ganger utelates borestrengkomponenter for å sikre at borestrengen ikke er for lang.
Flere automatiserte systemer for registrering og logging av borestrengkomponenter er kjent. For eksempel kan hver komponent identifiseres elektronisk mens den forskyves inn i eller ut av borehullet. Når hver enkelt borestrengskomponents lengde er kjent, kan det bestemmes hvor lang borestrengen er.
US-patent 5274552 viser en anordning hvor en ultrasonisk bevegelsessensor overvå-ker borestrengen. Når forskyvning av borestrengen detekteres, måles hovedblokkens forskyvning, noe som kan anvendes til å bestemme borekronen posisjon i borehullet.
Andre fremgangsmåter benytter seg av vektdifferanser målt i hovedblokken for å bestemme om borestrengkomponenter tilføres eller fjernes fra borestrengen.
Disse automatiserte registreringssystemene har, grunnet utilstrekkelig pålitelighet, fått relativt liten anvendelse.
Fra US 4964462 A er det kjent et system for detektering og indikering av innføring, posisjonering og bevegelsesretning for en rørstrengenhets rørskjøt i en sensorspole-enhet anordnet mellom en øvre og en nedre utblåsingssikring. Sensorsystemet omfatter en øvre og en nedre elektromagnetisk spole samt en frekvensgenerator som lader spolene. Fasekomparatorer anvendes til å detektere strømfaseendringer i spolene ge-nerert av rørskjøtenes bevegelse i forhold til spolene.
US 2002/0121369 Al beskriver en metode og en anordning for posisjonsbestemmeise av en brønnkomponent ved at ultralydsensorer anordnet i et parti av et stigerør detek-terer både magnetiske og ikke-magnetiske komponenters posisjon og profil.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.
Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.
Oppfinnelsen vedrører i et første aspekt en fremgangsmåte for å bestemme posisjonen til en borestrengs nedre parti i et borehull og hvor borestrengen omfatter et antall borestrengkomponenter, idet hver borestrengkomponent er sammenkoplet ved hjelp av minst én skjøt, og hvor det er anordnet flere ultrasoniske sensorer etter hverandre langs borestrengen, og hvor fremgangsmåten omfatter å lokalisere posisjonen til skjø-tens fas relativt de ultrasoniske sensorene, kjennetegnet ved at fremgangsmåten videre omfatter: å anbringe de ultrasoniske sensorene i en ramme som komplementært passer i ringrommet;
å avhenge rammen ved et boredekk;
å anordne de ultrasoniske sensorene i et ringrom mellom borestrengen og et ytre rør over en lengde langs borestrengen, hvor lengden er større enn største forventede avstand mellom borestrengkomponentenes nærliggende skjøter;
å kontinuerlig eller ved korte mellomrom bestemme skjøtens fas sin posisjon langs de ultrasoniske sensorene;
å følge fasen i en skjøt i det minste inntil fasen i en nærliggende skjøt kommer innenfor en ultrasonisk sensors måleområde;
å registrere posisjonen til skjøtens fas i en periode hvor skjøten er valgt som primærskjøt; og
å bestemme posisjonen til borestrengens nedre parti i borehullet ved å summere en målt forskyvningslengde som skjøtene tilbakelegger mens de er primærskjøter.
Ultrasoniske sensorer og tilhørende algoritmer er velkjent for en fagmann og beskrives ikke nærmere her.
Målinger av denne art må foretas gjennom borevæske som når borevæsken strømmer tilbake fra borehullet, ofte inneholder borekaks.
Dersom mer enn én rørskjøt befinner seg innenfor de ultrasoniske sensorenes måleområde, velges en av skjøtene til å være primærskjøt. Ved å bestemme posisjonen til en skjøts fas kontinuerlig eller med korte mellomrom, bestemmes skjøtens posisjon relativt nøyaktig selv om en måling skulle feile for eksempel grunnet for mye borekaks mellom en ultrasonisk sensor og skjøten.
Det er også mulig å veksle mellom skjøtene slik at den av skjøtene som befinner seg i måleområdet og som gir best målesignal, velges til primærskjøt i en periode.
Summeringen bestemmer hvor stor lengde av borestrengen som har passert de ultrasoniske sensorene.
En fas kan utgjøres for eksempel av en skråkant eller en avrundet kant.
Fremgangsmåten kan videre omfatte å bestemme posisjonen til en borestrengs nedre parti ved å bestemme primærskjøtens posisjon i forhold til borehullet. Derved kan posisjonen til borestrengens nedre parti relativt et referansepunkt bestemmes.
Oppfinnelsen vedrører i et andre aspekt en anordning ved måleutstyr for å bestemme posisjonen til en borestrengs nedre parti i et borehull, og hvor det er anordnet et antall ultrasoniske sensorer etter hverandre langs borestrengen, kjennetegnet ved at
de ultrasoniske sensorene er anordnet i et ringrom mellom borestrengen og et ytre rør;
de ultrasoniske sensorene er anordnet i en lengde langs borestrengen hvor lengden er større enn største forventede avstand mellom borestrengkomponenters
nærliggende skjøter;
de ultrasoniske sensorene er anbrakt i en ramme som komplementært passer i ringrommet; og
rammen er avhengt ved et boredekk.
De ultrasoniske sensorenes måleområde kan overlappe hverandre for å oppnå en "sømløs" overgang når skjøten befinner seg mellom to ultrasoniske sensorers måleområde.
En fremgangsmåte og anordning i henhold til oppfinnelsen muliggjør avlesning av en borestrengs posisjon med relativ stor nøyaktighet. Den foreslåtte metodikken gjør fremgangsmåten forholdsvis lite følsom for feilavlesninger, noe som er viktig i et nokså krevende miljø.
Det er innlysende at fremgangsmåten og anordningen også er anvendbar for å bestemme posisjonen i borehullet til andre komponenter koplet til borestrengen.
I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og ut-førelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et utsnitt av en borestreng som befinner seg ved ultrasoniske sensorer i henhold til oppfinnelsen; Fig. 2 viser skjematisk en mulig posisjonering av de ultrasoniske sensorer på en fast boreplattform; Fig. 3 viser skjematisk en praktisk innbygging av de ultrasoniske sensorene; og Fig. 4 viser skjematisk og i større målestokk et utsnitt av en borestreng og en ultrasonisk sensor.
På tegningene betegner henvisningstallet 1 et måleutstyr for posisjonsmåling av en borestrengs 2 rørskjøt 4 og derved posisjonen av en borestrengs nedre parti 3, idet borestrengen 2 rager ned til borestrengens nedre parti 3 i en brønn 5. Et antall ultrasoniske sensorer 6 har et samlet måleområde L som er større en største forventede avstand I mellom borestrengens 2 borestrengkomponenters 8 nærliggende rørskjøter 4.
De ultrasoniske sensorene 6 er i fig. 2 tilordnet et ytre rør i form av et stigerør 10 som befinner seg mellom et boredekk 12 og en utblåsingssikring 14.
Grunnet de ultrasoniske sensorenes 6 relativt beskjedne rekkevidde er de ultrasoniske sensorene 6 anordnet i en ramme 16 som befinner seg i et ringrom 18 mellom borestrengen 2 og stigerøret 10, se fig. 3, hvor rammen 16 er avhengt i boredekket 12.
Ifølge oppfinnelsen er de ultrasoniske sensorene 6 innrettet til å kunne lokalisere en fas 20 i skjøten 4 mellom to borestrengkomponenter 8. En slik fas 20 er alltid til stede i en borestrengs 2 skjøt 4 uavhengig av om skjøten 4 omfatter et muffeparti 22 slik det er vist i fig. 2, eller ikke. I fig. 4 er det også indikert hvordan borekaks 24 kan be-finne seg mellom den ultrasoniske sensoren 6 og fasen 20, noe som kan forstyrre lo-kaliseringen av fasen 20.
Ved å gjennomføre målinger og beregninger slik det er forklart i beskrivelsens gene-relle del, kan posisjonen til en fas 20 og avstanden fra denne til naboskjøten bestemmes pålitelig, og derved kan også beregning av posisjonen til en borestrengs (2) nedre parti (3) i borehullet 5 foretas.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for å bestemme posisjonen til en borestrengs (2) nedre parti (3) i et borehull (5) hvor borestrengen (2) omfatter et antall borestrengkomponenter (8), idet hver borestreng komponent (8) er sammenkoplet ved hjelp av minst én skjøt (4), og hvor det er anordnet flere ultrasoniske sensorer (6) etter hverandre langs borestrengen (2), og hvor fremgangsmåten omfatter å lokalisere posisjonen til skjøtens (4) fas (20) relativt de ultrasoniske sensorene (6),karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter: å anbringe de ultrasoniske sensorene (6) i en ramme (16) som komplementært passer i ringrommet (18); å avhenge rammen (16) ved et boredekk (12); å anordne de ultrasoniske sensorene (6) i et ringrom (18) mellom borestrengen (2) og et ytre rør (10) over en lengde (L) langs borestrengen hvor lengden (L) er større enn største forventede avstand (I) mellom borestrengkomponentenes (8) nærliggende skjøter (4); å kontinuerlig eller ved korte mellomrom bestemme skjøtens (4) fas (20) sin posisjon langs de ultrasoniske sensorene (6); å følge fasen (20) i en skjøt (4) i det minste inntil fasen (20) i en nærliggende skjøt (4) kommer innenfor en ultrasonisk sensors (6) måleområde; å registrere posisjonen til skjøtens (4) fas (20) i en periode hvor skjøten (4) er valgt som primærskjøt; og å bestemme posisjonen til borestrengens (2) nedre parti (3) i borehullet (5) ved å summere en målt forskyvningslengde som skjøtene (4) tilbakelegger mens de er primærskjøter.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter: å bestemme posisjonen til en borestrengs (2) nedre parti (3) ved å bestemme primærskjøtens posisjon i forhold til borehullet (5).
3. Anordning ved måleutstyr for å bestemme posisjonen til en borestrengs (2) nedre parti (3) i et borehull (5), og hvor det er anordnet et antall ultrasoniske sensorer (6) etter hverandre langs borestrengen (2),karakterisert vedat de ultrasoniske sensorene (6) er anordnet i et ringrom (18) mellom borestrengen (2) og et ytre rør (10); de ultrasoniske sensorene (6) er anordnet i en lengde (L) langs borestrengen (2) hvor lengden (L) er større enn største forventede avstand (I) mellom borestrengkomponenters (8) nærliggende skjøter (4); de ultrasoniske sensorene (6) er anbrakt i en ramme (16) som komplementært passer i ringrommet (18); og rammen (16) er avhengt ved et boredekk (12).
4. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat de ultrasoniske sensorenes (6) måleområde overlapper hverandre.
NO20110932A 2011-06-28 2011-06-28 Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull NO334833B1 (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20110932A NO334833B1 (no) 2011-06-28 2011-06-28 Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull
US14/127,446 US9605532B2 (en) 2011-06-28 2012-06-27 Method and device for determining a drill bit's position in a borehole
BR112013033404A BR112013033404A2 (pt) 2011-06-28 2012-06-27 método e dispositivo para determinar a posição de uma broca de perfuração em um furo de poço
PCT/NO2012/050121 WO2013002645A1 (en) 2011-06-28 2012-06-27 Method and device for determining a drill bit's position in a borehole
EP12805104.2A EP2726708B1 (en) 2011-06-28 2012-06-27 Method and device for determining a drill bit's position in a borehole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20110932A NO334833B1 (no) 2011-06-28 2011-06-28 Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20110932A1 NO20110932A1 (no) 2012-12-31
NO334833B1 true NO334833B1 (no) 2014-06-16

Family

ID=47424355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20110932A NO334833B1 (no) 2011-06-28 2011-06-28 Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9605532B2 (no)
EP (1) EP2726708B1 (no)
BR (1) BR112013033404A2 (no)
NO (1) NO334833B1 (no)
WO (1) WO2013002645A1 (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10161225B2 (en) 2015-11-05 2018-12-25 Cameron International Corporation Seals with embedded sensors
US10570689B2 (en) 2015-11-05 2020-02-25 Cameron International Corporation Smart seal methods and systems
US10227830B2 (en) * 2016-04-29 2019-03-12 Schlumberger Technology Corporation Acoustic detection of drill pipe connections
US20180298747A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 General Electric Company System and method for monitoring positions of pipe joints in production system
US10739318B2 (en) * 2017-04-19 2020-08-11 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Detection system including sensors and method of operating such
US11269096B2 (en) 2018-07-10 2022-03-08 Halliburton Energy Services, Inc. Mitigation of distributed acoustic sensing gauge length effects using inversion
CN111577249B (zh) * 2020-04-28 2023-05-30 中国石油大学(华东) 一种多传感器布局井下钻柱运行姿态测量仪
NO346788B1 (en) * 2021-02-26 2023-01-09 Norce Innovation As Determining properties of wellbore fluid systems
CN113958281B (zh) * 2021-11-04 2023-05-09 东北石油大学 一种利用超声波振动防环空泥包的钻柱短节

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4110688A (en) * 1976-09-20 1978-08-29 Monitoring Systems, Inc. Method and apparatus for pipe joint locator, counter and displacement calculator
US4965462A (en) * 1987-08-31 1990-10-23 Frezzolini Electronics Inc. Stand-by power supply
US4964462A (en) 1989-08-09 1990-10-23 Smith Michael L Tubing collar position sensing apparatus, and associated methods, for use with a snubbing unit
US5274552A (en) 1992-04-20 1993-12-28 M/D Totco Drill string motion detection for bit depth calculation
US6478087B2 (en) * 2001-03-01 2002-11-12 Cooper Cameron Corporation Apparatus and method for sensing the profile and position of a well component in a well bore
US7874351B2 (en) * 2006-11-03 2011-01-25 Baker Hughes Incorporated Devices and systems for measurement of position of drilling related equipment
US20090294174A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Schlumberger Technology Corporation Downhole sensor system
US9062531B2 (en) * 2010-03-16 2015-06-23 Tool Joint Products, Llc System and method for measuring borehole conditions, in particular, verification of a final borehole diameter

Also Published As

Publication number Publication date
US20140174826A1 (en) 2014-06-26
EP2726708B1 (en) 2016-07-06
WO2013002645A1 (en) 2013-01-03
BR112013033404A2 (pt) 2017-01-24
NO20110932A1 (no) 2012-12-31
EP2726708A1 (en) 2014-05-07
US9605532B2 (en) 2017-03-28
EP2726708A4 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO334833B1 (no) Fremgangsmåte og anordning for å bestemme en borekrones posisjon i et borehull
EP3346265A1 (en) Pipe inspection tool using colocated sensors
AU2017424961B2 (en) Methods and systems for wellbore integrity management
US10087747B2 (en) Manipulation of multi-component geophone data to identify downhole conditions
EP3707343B1 (en) Detecting landing of a tubular hanger
US11598163B2 (en) Catwalk tubular measurement and method of use
NO323031B1 (no) Fremgangsmåte og apparat for å bestemme et bevegelig verktøys posisjon i et brønnrør
BR102016008470A2 (pt) sistemas para monitorar a orientação e a posição de componentes e método para determinar a localização de um componente móvel
CA2773272A1 (en) Positioning tool
NO20120021A1 (no) Apparat, fremgangsmater og systemer for unngaelse av borekollisjon
US9598955B2 (en) Wellbore tubular length determination using pulse-echo measurements
EP3277922B1 (en) Acoustic source identification apparatus, systems, and methods
CN104481506B (zh) 一种套管错断方位检测方法
US7770639B1 (en) Method for placing downhole tools in a wellbore
CA2929935A1 (en) Use of independent measurements in magnetic ranging
WO2021086382A1 (en) Locating passive seismic events in a wellbore using distributed acoustic sensing
CN105588539A (zh) 一种在线监测煤体横向变形装置及其监测方法
CA3017733A1 (en) Multipoint measurements for wellbore ranging
CN102022111B (zh) 一种油田井下套管损坏方位的检测方法
BR112019027592B1 (pt) Método para avaliar a integridade de um tubular localizado dentro de um furo de poço, e, sistema para executar um método para avaliar a integridade de um tubular localizado dentro de um furo de poço.
Finch et al. Design Verification for Deep Boreholes. A Scoping Study.

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees