RU174509U1 - Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения - Google Patents
Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения Download PDFInfo
- Publication number
- RU174509U1 RU174509U1 RU2017104672U RU2017104672U RU174509U1 RU 174509 U1 RU174509 U1 RU 174509U1 RU 2017104672 U RU2017104672 U RU 2017104672U RU 2017104672 U RU2017104672 U RU 2017104672U RU 174509 U1 RU174509 U1 RU 174509U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic
- cementing
- housing
- acoustic
- module
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 title description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011257 shell material Substances 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/005—Monitoring or checking of cementation quality or level
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/52—Structural details
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Предполагаемая полезная модель относится к области бурения скважин, к средствам контроля качества цементирования обсадных колонн. Задача, которую решает полезная модель, заключается в возможности контроля динамики изменения качества цементирования обсадной колонны (кондуктор, техническая колонна) в режиме реального времени в процессе бурения скважин. Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения содержит корпус, устанавливаемый в составе бурильной колонны и снабженный центраторами, а также, расположенные в корпусе блок питания, излучатели упругих импульсов, приемники упругих импульсов, разделенные акустическим изолятором, и функциональную электронную схему, при этом корпус модуля снабжен круговым токовым электродом, электрически изолированным от корпуса модуля, а в функциональную электронную схему введены блок управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов и блок приема-передачи электромагнитных сигналов, вход-выход которого подключен к круговому токовому электроду, кроме того, часть корпуса с излучателями и приемниками упругих импульсов выполнена с чередующимися пазами и выступам, которые покрывает оболочка из прочного и эластичного материала и выполняет функцию акустического изолятора.
Description
Полезная модель относится к области бурения скважин, к средствам контроля качества цементирования обсадных колонн.
Известен акустический способ диагностики качества цементного кольца за кондуктором скважины (пат. РФ №2055176, приор. 27.02.1992 г., публ. 27.02.1996 г.), в котором на верхнем конце кондуктора устанавливают излучатель и приемник, затем излучают акустические колебания и регистрируют их параметры распространения по кондуктору скважины. Излучатель и приемник при этом связывают акустически с телом кондуктора.
Известным способом диагностики можно провести исследование одной колонны, что снижает достоверность результатов исследований в скважине с другими цементируемыми элементами конструкции.
Известна аппаратура акустического каротажа «SonicScope» фирмы Schlumberger, используемая в процессе бурения, которая устанавливается в составе бурильной колонны и передает данные на поверхность по гидравлическому каналу связи
(www.slb.ru/upload/iblock/fa6/broshyura_sonicscope.pdf).
Аппаратура применяется для оценки устойчивости ствола скважины и прогноза порового давления, оптимизации процесса бурения, уточнения положения скважины на сейсмическом разрезе, оценки пористости и выделении углеводородов, оценки трещиноватости, оптимизации выбора интервалов перфорации и дизайна гидроразрыва пласта.
Данные акустических исследований позволяют оценить качество цементирования обсадной колонны (кондуктор, техническая колонна) и снизить риски при бурении.
Акустическая аппаратура содержит широкополосный многорежимный источник колебаний и обеспечивает передачу параметров продольных и поперечных волн в режиме реального времени.
Аппаратура содержит сменные центраторы и акустический изолятор, который оптимизирован для ослабления прямых волн, распространяющихся по корпусу прибора.
Поскольку известная аппаратура передает данные по гидравлическому каналу, то к качеству и составу бурового раствора предъявляются особые требования, в частности, отсутствие абразивной фазы, которые не всегда возможно выполнить в стандартных условиях бурения. Кроме того, гидравлический канал характеризуется низкой скоростью передачи данных и слабой помехоустойчивостью, невозможностью работы при продувке воздухом и с аэрированными растворами.
В настоящее время актуально применение электромагнитного канала связи, который лишен указанных недостатков.
Для бурения под кондуктор в условиях повышенной абразивности бурового раствора (в Западной Сибири), а также в скважинах глубиной до 2 км используется забойная телеметрическая система ЗТС-42ЭМ-М модификаций 01, 03, 05, 07 с автономным источником электрического питания, которая не предъявляет никаких требований к расходу и качеству бурового раствора. Развитием бурения скважин на депрессии явилась технология бурения на воздухе. В Китае (в провинции Сычуань) с помощью ЗТС-42ЭМ-М модификации 03 была пробурена первая в мире скважина с продувкой воздухом (в условиях, когда из бескабельных систем может работать только телесистема с электромагнитным каналом связи) (http://vniigis.com/razr_pkgs.shtml).
Такие системы используют электромагнитные волны - токи растекания от электрода между изолированными участками колонны бурильных труб и породой. На поверхности земли сигнал принимается как разность потенциалов от растекания тока по горной породе между бурильной колонной и приемной антенной, устанавливаемой в грунт на определенном расстоянии от буровой установки.
Известен автономный аппаратурно-методический комплекс волнового акустического каротажа «Горизонт-90 ВАК»
(www.vniigis.com/pdf/pkgs/6.pdf).
Автономный модуль устанавливается в составе бурильной колонны и содержит корпус, помещенный между центраторами, в котором расположены блок питания, излучатель акустических импульсов и приемники, разделенные акустическим изолятором.
Известный автономный модуль записывает данные в память ОЗУ (оперативно-запоминающее устройство), которые считываются после подъема модуля на поверхность. С помощью данного модуля исследуется качество цементирования обсадных колонн.
Недостатком модуля является отсутствие канала связи с поверхностью для передачи измеренных параметров в процессе бурения в режиме реального времени.
Задача, которую решает заявляемая полезная модель, заключается в возможности контроля динамики изменения качества цементирования обсадной колонны (кондуктор, техническая колонна) в режиме реального времени в процессе бурения скважин.
Указанная задача решается тем, что в автономном модуле для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения, содержащем корпус, устанавливаемый в составе бурильной колонны и снабженный центраторами, расположенные в корпусе блок питания, излучатели упругих импульсов, приемники упругих импульсов, разделенные акустическим изолятором, и функциональную электронную схему, в отличие от известного, корпус модуля снабжен круговым токовым электродом, электрически изолированным от корпуса модуля, а в функциональную электронную схему введены блок управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов, и блок приема-передачи электромагнитных сигналов, выход которого подключен к круговому токовому электроду.
Часть корпуса с излучателями и приемниками упругих импульсов, выполнена в виде акустического изолятора и изготовлена с чередующимися пазами и выступам, которые покрывает оболочка из прочного и эластичного материала, например, из маслостойкого прорезиненного корда.
На фиг. 1 представлен автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения, встроенный в бурильную колонну.
На фиг. 2 представлен вид по А-А.
Нв фиг. 3 представлен вид по В-В
На фиг. 4 изображена функциональная электронная схема модуля.
Автономный модуль содержит корпус 1 с центральным промывочным каналом 2, устанавливаемый в составе бурильной колонны 3 и помещенный между центраторами 4 и 5, а также, расположенные в герметичных выемках корпуса 1 блок питания 6, излучатели упругих импульсов 7, приемники упругих импульсов 8 и функциональную электронную схему 9. Автономный модуль на бурильной колонне 3 спущен в скважину 10, которая обсажена колонной 11 (фиг. 1).
Корпус 1 модуля снабжен круговым токовым электродом 12, изолированным от корпуса модуля электрическим изолятором 13 (фиг. 3).
Стенки корпуса 1 выполнены из прочного металла, например из металла для изготовления бурильной колонны, что позволяет повысить надежность конструкции, испытывающей значительные нагрузки при бурении. Излучатели упругих импульсов 7 и приемники упругих импульсов 8 акустически изолированы друг от друга, для чего поверхность корпуса 1 покрыта прочной эластичной оболочкой 14, обеспечивающей ослабление прямой упругой волны, передаваемой по корпусу 1 от излучателей 7 к приемникам 8, и выполняет роль акустического изолятора. Кроме того, с этой же целью часть корпуса 1 с излучателями упругих импульсов 7 и приемниками упругих импульсов 8 выполнена с чередующимися пазами 15 и выступами 16, которые покрывает эластичная оболочка 14 из прочного материала, например, из маслостойкого прорезиненного корда.
Излучатели 7 и приемники 8 упругих импульсов могут быть расположены под углом друг к другу и к поверхности внутренней стенки обсадной колонны 11, чтобы эффективно возбуждать и затем принимать распространяющуюся по ней преломленную продольную волну.
В функциональную электронную схему 9 введены блок 17 управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов и блок 18 приема-передачи электромагнитных сигналов, вход-выход которого подключен к токовому электроду 12.
Функциональная электронная схема 9 содержит генераторы 19 излучаемых упругих импульсов с излучателями упругих импульсов 7, усилители 20 принятых упругих импульсов с приемниками упругих импульсов 8, и образуют каналы передачи и приема упругих импульсов по четырем образующим (фиг. 4).
Генераторы 19 излучаемых упругих импульсов и усилители 20 принятых упругих импульсов соединены с блоком питания бис блоком 17 управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов, который соединен с блоком 18 приема-передачи электромагнитных сигналов, вход-выход которого подключен к токовому электроду 12 (фиг. 4).
Акустический модуль работает сдедующим образом.
Акустический модуль 1 в составе бурильной колонны 3, на которой обычно устанавливается ЗТС для передачи параметров бурения по электромагнитному каналу связи на поверхность скважины (фиг. 1 не показана, ввиду общеизвестности), спускается в скважину 10, которая была ранее обсажена колонной кондуктора или технической колонной 11.
Во время очередного подъема бурильной колонны 3 на поверхность для замены бурильного долота (на фиг. не показано) команда с поверхности (о запуске блока 17 управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов) передается по электромагнитному каналу связи на ЗТС, которая транслируется с нее на токовый электрод 12, где принимается блоком 18 приема-передачи, связанного с указанным блоком 17, который запускает в работу все каналы передачи и приема упругих импульсов в функциональной электронной схеме 9 (фиг. 4).
При этом запускаются генераторы 19 с излучателями упругих импульсов 7 и по обсадной колонне 11 пропускаются упругие импульсы, синхронно излучаемые излучателями упругих импульсов 7, которые затем принимаются приемниками упругих импульсов 8, таким образом, реализуются каналы передачи и приема упругих импульсов по четырем образующим обсадной колонны 11 (фиг. 4).
Принимаемые сигналы усиливаются в усилителях 20 упругих импульсов, оцифровываются в блоке 17 управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов и передаются на блок 18 приема-передачи электромагнитных сигналов, выход которого подключен к токовому электроду 12, который по электромагнитному каналу связи передает информацию на приемный блок ЗТС, которая также по электромагнитному каналу передает данные на поверхность.
Одновременно полученная информация записывается в флеш-память автономного модуля, которая может быть воспроизведена для последующего ее анализа и изучения после завершения строительства скважины.
Подобные сеансы исследований могут повторяться во время очередных спускоподъемных операций бурильной колонны на поверхность с целью контроля динамики изменения качества цементирования обсадной колонны во времени в зависимости от режима и частоты спускоподъемных операций.
Таким образом осуществляется контроль за влиянием процесса бурения на состояние цемента как кондуктора, так и технической (промежуточной колонны), что позволяет выявить возникающие там нарушения и появление межпластовых перетоков, и предотвратить в дальнейшем наиболее опасное появление заколонной фильтрации газа при эксплуатации газоконденсатной залежи.
Наличие в компоновке бурильной колонны заявляемого автономного модуля для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин как кондуктора, так и технической колонны в течении всего времени строительства скважины, позволит специалистам изучать степень негативного влияния процесса бурения на их качество и внести соответствующие коррективы для их исключения или уменьшения, что в конечном итоге сказывается на себестоимости строительства скважины и добываемой продукции.
Claims (3)
1. Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения, содержащий корпус, устанавливаемый в составе бурильной колонны и снабженный центраторами, расположенные в корпусе блок питания, излучатели упругих импульсов, приемники упругих импульсов, разделенные акустическим изолятором, и функциональную электронную схему, отличающийся тем, что корпус модуля снабжен круговым токовым электродом, электрически изолированным от корпуса модуля, а в функциональную электронную схему введены блок управления, обработки и оцифровки принятых упругих импульсов и блок приема-передачи электромагнитных сигналов, вход-выход которого подключен к круговому токовому электроду.
2. Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения по п. 1, отличающийся тем, что часть корпуса с излучателями и приемниками упругих импульсов выполнена с чередующимися пазами и выступами, которые покрывает оболочка из прочного и эластичного материала.
3. Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения по п. 2, отличающийся тем, что материалом для указанной оболочки выбран маслостойкий армированный корд.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104672U RU174509U1 (ru) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104672U RU174509U1 (ru) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU174509U1 true RU174509U1 (ru) | 2017-10-18 |
Family
ID=60120728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104672U RU174509U1 (ru) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU174509U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU827766A1 (ru) * | 1979-06-27 | 1981-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Ипроектно-Конструкторский Институт По Осу-Шению Месторождений Полезных Ископаемых,Специальным Горным Работам,Рудничной Гео-Логии И Макшейдерскому Делу | Устройство дл контрол цементировани СКВАжиН |
| RU2055176C1 (ru) * | 1992-02-27 | 1996-02-27 | Смеркович Евгений Соломонович | Акустический способ диагностики качества цементного кольца за кондуктором скважины |
| RU17633U1 (ru) * | 2000-10-09 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр по геофизическим работам "Тверьгеофизика" | Модуль акустического каротажа |
| US6564899B1 (en) * | 1998-09-24 | 2003-05-20 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for absorbing acoustic energy |
| RU2351759C1 (ru) * | 2007-09-07 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи |
| RU2373391C2 (ru) * | 2004-02-05 | 2009-11-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Корпус акустического каротажного инструмента |
-
2017
- 2017-02-13 RU RU2017104672U patent/RU174509U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU827766A1 (ru) * | 1979-06-27 | 1981-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Ипроектно-Конструкторский Институт По Осу-Шению Месторождений Полезных Ископаемых,Специальным Горным Работам,Рудничной Гео-Логии И Макшейдерскому Делу | Устройство дл контрол цементировани СКВАжиН |
| RU2055176C1 (ru) * | 1992-02-27 | 1996-02-27 | Смеркович Евгений Соломонович | Акустический способ диагностики качества цементного кольца за кондуктором скважины |
| US6564899B1 (en) * | 1998-09-24 | 2003-05-20 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for absorbing acoustic energy |
| RU17633U1 (ru) * | 2000-10-09 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр по геофизическим работам "Тверьгеофизика" | Модуль акустического каротажа |
| RU2373391C2 (ru) * | 2004-02-05 | 2009-11-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Корпус акустического каротажного инструмента |
| RU2351759C1 (ru) * | 2007-09-07 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3045755C (en) | System and method for data telemetry among adjacent boreholes | |
| US7573397B2 (en) | System and method for downhole telemetry | |
| CN103147747B (zh) | 一种随钻声波测井装置和方法 | |
| AU2014234933B2 (en) | Microwave communication system for downhole drilling | |
| CN202926323U (zh) | 随钻方位声波测井装置 | |
| CN105089646A (zh) | 一种集成有数据传输功能的随钻电阻率测量装置及方法 | |
| CN101545374B (zh) | 接力传输随钻测量系统 | |
| CN1920253A (zh) | 地层评价系统和方法 | |
| CN103775067A (zh) | 一种随钻方位声波测井装置 | |
| NO20081090L (no) | Fremgangsmate og system for a bestemme en elektromagnetisk respons fra en jordformasjon, fremgangsmate for a bore et borehull og fremgangsmate for a fremstille en hydrokarbonfluid | |
| RU2378509C1 (ru) | Телеметрическая система | |
| CN111527283A (zh) | 用于操作和维护井下无线网络的方法和系统 | |
| CN109869142B (zh) | 一种井下数据传输装置以及方法 | |
| RU2401378C1 (ru) | Способ проводки стволов наклонных и горизонтальных скважин | |
| CN108278108A (zh) | 一种井下近钻头无线短传系统及其工作方法 | |
| CN103835705A (zh) | 井下测量信息传输系统 | |
| CN102767360A (zh) | 一种声电效应测量井下探测器 | |
| RU174509U1 (ru) | Автономный модуль для акустического контроля качества цементирования элементов конструкции скважин в процессе бурения | |
| CN102425410A (zh) | 一种随钻测量超声波数据传输方法及装置 | |
| CN202954809U (zh) | 井下测量信息传输系统 | |
| RU181692U1 (ru) | Устройство для передачи сигналов в скважинной среде | |
| US20180223634A1 (en) | Pressure Wave Tool For Unconventional Well Recovery | |
| CN107829730B (zh) | 一种井间声波测井系统 | |
| CN105089651A (zh) | 随钻电阻率测量装置及测量方法 | |
| RU49898U1 (ru) | Бескабельная телеметрическая система |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180214 |