RU178253U1 - TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL - Google Patents

TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL Download PDF

Info

Publication number
RU178253U1
RU178253U1 RU2017130173U RU2017130173U RU178253U1 RU 178253 U1 RU178253 U1 RU 178253U1 RU 2017130173 U RU2017130173 U RU 2017130173U RU 2017130173 U RU2017130173 U RU 2017130173U RU 178253 U1 RU178253 U1 RU 178253U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
rigidly fixed
rotor
pulsator
logging
Prior art date
Application number
RU2017130173U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Жилин
Максим Сергеевич Кочергин
Артем Юрьевич Васильев
Сергей Валериевич Зимовец
Владимир Николаевич ЛЕЩЕТНЫЙ
Павел Александрович Сухарев
Антон Александрович ЖИЛИН
Валерий Викторович Злодеев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Русские Универсальные Системы" (Ооо "Рус")
Акционерное общество Научно-производственная фирма "Геофизика" (АО НПФ "Геофизика")
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Русские Универсальные Системы" (Ооо "Рус"), Акционерное общество Научно-производственная фирма "Геофизика" (АО НПФ "Геофизика") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Русские Универсальные Системы" (Ооо "Рус")
Priority to RU2017130173U priority Critical patent/RU178253U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU178253U1 publication Critical patent/RU178253U1/en

Links

Images

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
    • E21B47/12Means 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
    • E21B47/20Means 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 by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation

Landscapes

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

Abstract

Полезная модель относится к геофизическому оборудованию для сопровождения наклонно-направленного бурения скважин с целью определения параметров траектории скважины методом магнитометрической инклинометрии, состава горных пород методом гамма каротажа, пористости горных пород методом нейтрон-нейтронного каротажа с радионуклидным источником излучения нейтронов и насыщения горных пород методом высокочастотного индукционного каротажа, а также передачи результатов измерений на земную поверхность методом гидроимпульсной телеметрии по столбу промывочной жидкости в реальном времени. Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности определения параметров траектории скважины и свойств горных пород в околоскважинном пространстве. Телеметрическое устройство с гидравлическим каналом связи содержит цилиндрический корпус, выполненный из немагнитного материала, внутри которого по высоте последовательно между собой жестко закреплены модуль пульсатора роторного типа, модуль автономного электрического питания, модуль инклинометрии и гамма каротажа, модуль резистивиметра и модуль нейтронного каротажа. При этом в верхней части корпуса расположен циркуляционный переводник, содержащий седло с каналом подачи буровой жидкости, жестко закрепленное на внутренней поверхности циркуляционного переводника. При этом в седле жестко закреплен модуль пульсатора роторного типа, содержащий вал, выполненный с возможностью открытия/закрытия клапана в канале подачи буровой жидкости при вращении вала, на верхнем конце которого жестко закреплена ловушка, обеспечивающая полное извлечение модулей из скважины.The utility model relates to geophysical equipment for accompanying directional drilling of wells in order to determine the parameters of a well trajectory by magnetometric inclinometry, rock composition by gamma-ray logging, rock porosity by neutron-neutron logging with a radionuclide source of neutron radiation and saturation of rocks by high-frequency induction logging, as well as the transfer of measurement results to the earth's surface using the method of hydro-pulse telemetry About post wash liquid in real time. The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of determining the parameters of the well trajectory and rock properties in the near-wellbore space. A telemetry device with a hydraulic communication channel contains a cylindrical body made of non-magnetic material, inside of which a rotor-type pulsator module, an autonomous electrical power module, an inclinometry module and gamma-ray logging module, a resistivity meter and a neutron logging module are rigidly fixed in series with each other in height. At the same time, a circulation sub is located in the upper part of the housing, containing a saddle with a drilling fluid supply channel rigidly fixed to the inner surface of the circulation sub. At the same time, a rotor-type pulsator module is rigidly fixed in the saddle, containing a shaft configured to open / close the valve in the drilling fluid supply channel when the shaft rotates, at the upper end of which a trap is rigidly fixed, which ensures complete removal of the modules from the well.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к геофизическому оборудованию для сопровождения наклонно-направленного бурения скважин с целью определения параметров траектории скважины методом магнитометрической инклинометрии, состава горных пород методом гамма каротажа, пористости горных пород методом нейтрон-нейтронного каротажа с радионуклидным источником излучения нейтронов и насыщения горных пород методом высокочастотного индукционного каротажа, а также передачи результатов измерений на земную поверхность методом гидроимпульсной телеметрии по столбу промывочной жидкости в реальном времени.The utility model relates to geophysical equipment for accompanying directional drilling of wells in order to determine the parameters of a well trajectory by magnetometric inclinometry, rock composition by gamma-ray logging, rock porosity by neutron-neutron logging with a radionuclide source of neutron radiation and saturation of rocks by high-frequency induction logging, as well as the transfer of measurement results to the earth's surface using the method of hydro-pulse telemetry About post wash liquid in real time.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известна забойная телеметрическая система, раскрытая в RU 152446 U1, опубл. 27.05.2015. Недостатком устройства является следующее:Known downhole telemetry system disclosed in RU 152446 U1, publ. 05/27/2015. The disadvantage of the device is the following:

1. Неизвлекаемая конструкция, в случае возникновения аварийной ситуации при бурении скважины, скважинные модули невозможно извлечь на поверхность, и они могут быть утеряны при ликвидации аварии.1. Unrecoverable structure, in the event of an emergency while drilling a well, well modules cannot be removed to the surface, and they may be lost when the accident is liquidated.

2. Измерительные модули не позволяют определять насыщение и пористость горных пород, только направление скважины, зенитный угол и состав окружающих горных пород.2. The measuring modules do not allow to determine the saturation and porosity of the rocks, only the direction of the well, the zenith angle and the composition of the surrounding rocks.

3. Межмодульное соединение осуществляется с помощью гибкого кабеля, изоляция которого может нарушиться во время эксплуатации из-за вибрации при бурении скважины и трения о внутреннюю стенку герметичного корпуса, где размещен указанный кабель.3. Intermodular connection is carried out using a flexible cable, the insulation of which may be violated during operation due to vibration during drilling and friction against the inner wall of the sealed enclosure where the specified cable is located.

4. Передача управляющих команд с земной поверхности на забойную телеметрическую систему осуществляется путем включения/выключения циркуляции по определенному алгоритму, при этом из-за высокого уровня помех от насосов буровой установки на сигнале давления в линии подачи промывочной жидкости могут возникать ситуации, когда встроенный датчик срабатывает на помехи, происходит ложное распознавания управляющих команд и несанкционированное переключение режимов работы забойной телеметрической системы.4. The transfer of control commands from the earth's surface to the downhole telemetry system is carried out by turning on / off the circulation according to a certain algorithm, and due to the high level of interference from the pumps of the drilling rig, situations may arise when the built-in sensor is triggered by the pressure signal in the flushing fluid supply line interference, there is a false recognition of control commands and unauthorized switching of the operating modes of the downhole telemetry system.

Наиболее близким решением является частично извлекаемая забойная телеметрическая система модульной конструкции с маслонаполненным пульсатором роторного типа (www.aps-tech.com и http://www.qeotrend.ru/destinations/telemetry_system/geotrend_pulse/), основными недостатками данной системы являются:The closest solution is a partially retrievable downhole telemetry system of a modular design with an oil-filled pulsator of a rotor type (www.aps-tech.com and http://www.qeotrend.ru/destinations/telemetry_system/geotrend_pulse/), the main disadvantages of this system are:

1. Скважинные модули телеметрической системы извлекается только частично, модуль резистивиметра изготовлен в виде силовой трубы буровой компоновки и не может быть извлечен.1. The borehole modules of the telemetry system are only partially removed, the resistivity meter module is made in the form of a power pipe of the drilling assembly and cannot be removed.

2. Роторный пульсатор маслонаполненный для компенсации внешнего давления, что снижает его надежность, сокращает время межоперационного обслуживания и требует дорогого оборудования для обслуживания пульсатора и прокачки масла.2. An oil-filled rotary pulsator to compensate for external pressure, which reduces its reliability, reduces interoperational service time and requires expensive equipment for pulsator maintenance and oil pumping.

3. В составе измерительных модулей отсутствует модуль нейтронного каротажа для измерения пористости горных пород.3. The measurement modules lack a neutron logging module for measuring rock porosity.

4. Передача управляющих команд с поверхности осуществляется путем последовательного включения/выключения циркуляции промывочной жидкости и вращения бурового инструмента ротором буровой установки, при этом есть только два варианта одновременного изменения режима работы телеметрической системы - изменения ширины импульса давления от роторного пульсатора и изменение протокола передачи данных на поверхность и нет возможности изменять состав пакета данных для передачи на земную поверхность по гидроимпульсной телеметрии.4. The transfer of control commands from the surface is carried out by sequentially turning on / off the circulation of flushing fluid and rotating the drilling tool with the rotor of the drilling rig, while there are only two options for simultaneously changing the operating mode of the telemetry system - changing the width of the pressure pulse from the rotary pulsator and changing the data transfer protocol to surface and there is no way to change the composition of the data packet for transmission to the earth's surface by hydro-pulse telemetry.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Задачей заявленной полезной модели является разработка телеметрического устройства с гидравлическим каналом связи, позволяющей ее полностью извлекать в случае аварийной ситуации и прихвата бурового инструмента.The objective of the claimed utility model is the development of a telemetry device with a hydraulic communication channel, which allows it to be completely removed in case of an emergency and sticking of a drilling tool.

Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение искажений при определении параметров траектории скважин и свойств горных пород, повышающее надежность и точность определения и передачи параметров траектории скважин и свойств горных пород.The technical result of the claimed utility model is to reduce distortion in determining the parameters of the well path and rock properties, increasing the reliability and accuracy of determining and transmitting the parameters of the well path and rock properties.

Указанный технический результат достигается за счет того, что телеметрическое устройство с гидравлическим каналом связи содержит цилиндрический корпус, выполненный из немагнитного материала, внутри которого по высоте последовательно между собой жестко закреплены модуль пульсатора роторного типа, модуль автономного электрического питания, модуль инклинометрии и гамма каротажа, модуль резистивиметра и модуль нейтронного каротажа. При этом в верхней части корпуса расположен циркуляционный переводник, содержащий седло с каналом подачи буровой жидкости, жестко закрепленное на внутренней поверхности циркуляционного переводника. При этом в седле жестко закреплен модуль пульсатора роторного типа, содержащий вал, выполненный с возможностью открытия/закрытия клапана в канале подачи буровой жидкости при вращении вала, при этом в области модуля резистивиметра в корпусе выполнены продольные щели, заполненные герметичными вставками из радиопрозрачного материала, при этом модуль нейтронного каротажа содержит капсулу, выполненную с возможностью боковой загрузки радионуклидного источника излучения.The specified technical result is achieved due to the fact that the telemetry device with a hydraulic communication channel contains a cylindrical body made of non-magnetic material, inside of which a rotor-type pulsator module, an autonomous electrical power module, an inclinometry module and a gamma-ray logging module are rigidly sequentially fixed in height along each other resistivity meter and neutron logging module. At the same time, a circulation sub is located in the upper part of the housing, containing a saddle with a drilling fluid supply channel rigidly fixed to the inner surface of the circulation sub. At the same time, a rotor-type pulsator module is rigidly fixed in the saddle, containing a shaft configured to open / close the valve in the drilling fluid supply channel when the shaft rotates, while longitudinal slots are made in the area of the resistivity meter module in the body, filled with sealed inserts of radiolucent material, this neutron logging module contains a capsule made with the possibility of lateral loading of a radionuclide radiation source.

Вал в модуле пульсатора жестко закреплен при помощи упорного подшипника и сальникового уплотнения.The shaft in the pulsator module is rigidly fixed by means of a thrust bearing and stuffing box seal.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The invention will be more clear from the description, which is not restrictive and given with reference to the accompanying drawings, which depict:

Фиг. 1 - Разрез телеметрического устройства.FIG. 1 - Section telemetry device.

Фиг. 2 - Увеличенный разрез циркуляционного переводникаFIG. 2 - Enlarged section of the circulation sub

Фиг. 3а - Увеличенный продольный разрез телеметрического устройства в области модуля резистивиметра.FIG. 3a - An enlarged longitudinal section of a telemetry device in the area of the resistivity meter module.

Фиг. 3b - поперечный разрез телеметрического устройства в области модуля резистивиметра.FIG. 3b is a cross-sectional view of a telemetry device in the region of a resistivity meter module.

Фиг. 4 - Увеличенный разрез модуля нейтронного каротажа.FIG. 4 - Enlarged section of the neutron logging module.

Фиг. 5 - межмодульное соединение модулей телеметрического устройстваFIG. 5 - intermodular connection modules telemetry device

1 - корпус; 2 - модуль пульсатора роторного типа; 3 - модуль автономного электрического питания; 4 - модуль инклинометрии и гамма каротажа; 5 - модуль резистивиметра; 6 - модуль нейтронного каротажа; 7 - циркуляционный переводник; 8 - седло; 9 - ловушка; 10 - клапан; 11 - резиновые центраторы; 12 - вал; 13 - винт; 14 - сальниковое уплотнение; 15 - упорный подшипник; 16 - шина проводов питания и линии связи; 17 - капсула; 18 - многоконтактный разъем; 19 - резиновое кольцо; 20 - приемная катушка; 21 - передающая катушка; 22 - канал подачи буровой жидкости; 23 - продольные щели 24 - вставка из радиопрозрачного материала.1 - housing; 2 - module pulsator rotary type; 3 - module autonomous electrical power; 4 - inclinometry module and gamma ray logging; 5 - resistivity meter module; 6 - neutron logging module; 7 - circulation sub; 8 - a saddle; 9 - trap; 10 - valve; 11 - rubber centralizers; 12 - shaft; 13 - screw; 14 - stuffing box seal; 15 - thrust bearing; 16 - bus power wires and communication lines; 17 - capsule; 18 - multi-pin connector; 19 - a rubber ring; 20 - receiving coil; 21 - transmitting coil; 22 - channel for supplying drilling fluid; 23 — longitudinal slots 24 — insert of radiolucent material.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Телеметрическое устройство с гидравлическим каналом связи содержит цилиндрический корпус (1), выполненный из немагнитного материала, внутри которого по высоте последовательно между собой жестко закреплены модуль (2) пульсатора роторного типа, модуль (3) автономного электрического питания, модуль (4) инклинометрии и гамма каротажа, модуль (5) резистивиметра и модуль (6) нейтронного каротажа. При этом в верхней части корпуса расположен циркуляционный переводник (7), содержащий седло (8) с каналом (22) подачи буровой жидкости, жестко закрепленное на внутренней поверхности циркуляционного переводника (7). При этом в седле (8) жестко закреплен модуль (2) пульсатора роторного типа, содержащий вал (12), выполненный с возможностью открытия/закрытия клапана (10) в канале (22) подачи буровой жидкости при вращении вала (12), на верхнем конце которого жестко закреплена ловушка (9), обеспечивающая полное извлечение модулей (2-6) из скважины.A telemetry device with a hydraulic communication channel contains a cylindrical body (1) made of non-magnetic material, inside of which, in series with each other, a rotor-type pulsator module (2), an autonomous electric power module (3), inclinometry module (4) and gamma are rigidly fixed to each other in height logging, resistivimeter module (5) and neutron logging module (6). At the same time, in the upper part of the casing there is a circulation sub (7) containing a saddle (8) with a channel (22) for supplying drilling fluid rigidly fixed to the inner surface of the circulation sub (7). At the same time, in the saddle (8), the rotor-type pulsator module (2) is rigidly fixed, comprising a shaft (12) configured to open / close the valve (10) in the drilling fluid supply channel (22) when the shaft (12) rotates, on the upper at the end of which a trap (9) is rigidly fixed, which ensures complete extraction of modules (2-6) from the well.

Цилиндрический корпус (1) выполнен составным в виде труб из немагнитного материала. Длина труб корпуса (1) соответствует длине модулей (2-6). Трубы жестко соединены между собой при помощи резьбового соединения.The cylindrical housing (1) is made integral in the form of pipes of non-magnetic material. The length of the housing pipes (1) corresponds to the length of the modules (2-6). The pipes are rigidly interconnected by means of a threaded connection.

Вал (12) в модуле (2) пульсатора жестко закреплен при помощи упорного подшипника (15) и сальникового уплотнения (14). Выполнение вала, жестко закрепленного в модуле пульсатора при помощи упорного подшипника и сальникового уплотнения, обеспечивает отсутствие гидрокомпенсации внешнего давления в модуле пульсатора, что обеспечивает надежность работы устройства и передачи информации без искажений с высокой точностью измеренных параметров модулями.The shaft (12) in the pulsator module (2) is rigidly fixed by means of a thrust bearing (15) and an stuffing box seal (14). The implementation of the shaft, rigidly fixed in the pulsator module using a thrust bearing and stuffing box seal, ensures the absence of external pressure compensation in the pulsator module, which ensures the reliability of the device and the transmission of information without distortion with high accuracy of the measured parameters by the modules.

В корпусе (1) в области модуля (5) резистивиметра напротив каждой из двух пар приемных (20) и одной пары передающих (21) катушек выполнено по три продольные щели с длиной, соответствующей длине катушек (20, 21), и равномерно расположенные по периметру окружности корпуса (1), при этом продольные щели (23) заполнены герметичными вставками (24) из радиопрозрачного материала. Такое выполнение позволяет снизить искажения электромагнитного сигнала, что обеспечивает повышение точности измерения.Three longitudinal slots with a length corresponding to the length of the coils (20, 21) and evenly spaced along the circumference of the circumference of the housing (1), while the longitudinal slots (23) are filled with sealed inserts (24) of radiolucent material. This embodiment allows to reduce the distortion of the electromagnetic signal, which provides improved measurement accuracy.

Модуль (6) нейтронного каротажа содержит капсулу (17), выполненную с возможностью боковой загрузки радионуклидного источника излучения. Боковая загрузка радионуклидного источника в модуль нейтронного каротажа позволяет реализовать транзит шины питания и цифровых данных через модуль, что обеспечивает возможность установки модуля нейтронного каротажа в компоновке телеметрического устройства выше модуля инклинометрии и гамма каротажа, тем самым при проведении измерений исключаются искажения от наведенной радионуклидным источником гамма активности на измерения естественной радиоактивности горных пород гамма методом.The neutron logging module (6) comprises a capsule (17) configured to laterally load a radionuclide radiation source. Lateral loading of the radionuclide source into the neutron logging module allows the power bus and digital data to be transited through the module, which makes it possible to install the neutron logging module in the telemetry device arrangement above the inclinometry module and gamma-ray logging; thereby, measurements from the induced gamma-ray radionuclide source are eliminated on measurements of the natural radioactivity of rocks by the gamma method.

Модуль (2) пульсатора роторного типа выполнен с возможностью изменения параметров работы забойного телеметрического устройства при выполнении алгоритма включения/выключения вращения бурового инструмента ротором буровой установки.The rotor-type pulsator module (2) is configured to change the operation parameters of the downhole telemetry device when the drilling tool rotates the rotation tool on / off by the rotor of the drilling rig.

Жесткое крепление модуля пульсатора роторного типа в седле циркуляционного переводника, которое в свою очередь жестко закреплено на внутренней поверхности циркуляционного переводника буровой компоновки, позволяет обеспечить надежный электрический контакт трубы модуля резистивиметра с измерительным «нулем» потенциала модуля резистивиметра, что подавляет емкостную наводку на антенны модуля резистивиметра, расположенного внутри трубы бурового инструмента, и тем самым значительно повышает точность измерений удельного электрического сопротивления горных пород. При этом выполнение пульсатора именно роторного типа позволяет с помощью его клапана перекрывать канал подачи буровой жидкости на управляемую величину вплоть до полного перекрытия канала, что позволяет обеспечить оптимальный уровень полезного сигнала по отношению к помехам от буровых насосов и долота и повысить надежность передачи информации от измерительных модулей телеметрического устройства на земную поверхность.Rigid mounting of the rotor-type pulsator module in the seat of the circulation sub, which, in turn, is rigidly fixed on the inner surface of the circulation sub of the drilling assembly, ensures reliable electrical contact of the pipe of the resistivity meter module with the measuring "zero" of the potential of the resistivity meter module, which suppresses capacitive pickup on the antennas of the resistivity meter module located inside the pipe of the drilling tool, and thereby significantly increases the accuracy of measurements of specific electric on the resistance of rocks. At the same time, the implementation of a pulsator of exactly the rotary type allows it to shut off the drilling fluid supply channel by a controlled amount until the channel is completely blocked, which ensures the optimal level of the useful signal with respect to interference from the mud pumps and bits and improves the reliability of the transmission of information from the measuring modules telemetry device to the earth's surface.

В соответствии с фиг. 1-5 забойное телеметрическое устройство с гидравлическим каналом связи работает следующим образом.In accordance with FIG. 1-5 downhole telemetry device with a hydraulic communication channel operates as follows.

Скважинные модули телеметрического устройство - модуль (2) пульсатора роторного типа, модуль (3) автономного электрического питания, модуль (4) инклинометрии и гамма каротажа, модуль (5) резистивиметра и модуль (6) нейтронного каротажа собираются на приемных мостках буровой установки путем вставки модулей (2-6) друг в друга с жестким креплением при помощи крепежных элементов (винтов). Межмодульное соединение дополнительно герметизируется при помощи резиновых колец (19). Модули электрически соединены между собой при помощи верхнего и нижнего многоконтактных разъемов (18) модулей (2-6), а многоконтактные разъемы (18) соединены между собой при помощи шины (16) проводов питания и линии связи. После соединения модулей (2-6) проверяется работоспособность сборки модулей путем подключения наземной станции к нижнему многоконтактному разъему (18) модуле (6) нейтронного каротажа. После проверки работоспособности и программирования режимов работы телеметрического устройства производится подъем соединенных между собой модулей (2-6), при этом установка радионуклидного источника в модуль (6) нейтронного каротажа осуществляется при боковой загрузке радионуклидного источника в капсулу (17). Затем осуществляется установка соединенных между собой модулей (2-6) в корпус (1) телеметрического устройства, выполненного из выполненный из немагнитного материала (немагнитные Mn-Cr стали марки Р550, Р580, magnadur 501 и 601) и монтаж модуля (2) пульсатора роторного типа в седле (8) внутри канала (22) подачи буровой жидкости, расположенном в циркуляционном переводнике (7). При этом модули (2-6) внутри корпуса (1) по его высоте центрируются при помощи резиновых центраторов (11), установленных в каждом модуле (2-6). Седло (8) и модуль (2) пульсатора роторного типа, вставленный в седло фиксируются при помощи винтов (13), обеспечивающих жесткую фиксацию седла (8) на внутренней поверхности циркуляционного переводника (7) и модуля (2) пульсатора роторного типа в седле (8). На верхнем конце корпуса (1) - циркуляционном переводнике (7) закрепляется (при помощи винтов или привинчивания) первая бурильная труба, а к нижнему концу корпуса (1) - к буровому инструменту, после чего осуществляют спуск бурового оборудования (телеметрическое устройство с буровыми трубами и буровым инструментом) путем наращивания бурильных труб. После спуска буровой установки в область бурения включаются насосы буровой установки, циркуляционная буровая жидкость подается через буровые трубы, канал (22) подачи буровой жидкости и пространство между внутренней поверхностью корпуса (1) и модулями (2-6) в буровой инструмент и затем буровая жидкость через пространство между корпусом (1) и стенкой скважины при помощи насоса поступает обратно на поверхность. Подача буровой жидкости обеспечивает запуск бурового двигателя и вращение долота, что обеспечивает бурение скважины. При этом забойное телеметрическое устройство по датчику давления модуля (2) пульсатора роторного типа самостоятельно определяет наличие циркуляции буровой жидкости, при этом активируются измерительные модули (4-6), которые определяют характеристики скважины: модуль (4) инклинометрии и гамма каротажа определяет данные о траектории скважины и составе горных пород; модуль (5) резистивиметра - удельное электрическое сопротивление горных пород; модуль (6) нейтронного каротажа - пористость горных пород. В забойном телеметрическом устройстве питание модулей (2, 4-6) осуществляется при помощи модуля (3) автономного электрического питания через шину (16) проводов питания и линии связи. Полученные данные с измерительных модулей (4-6) поступают в блок сбора данных в модуль (2) пульсатора роторного типа, который путем перекрытия канала подачи буровой жидкости при помощи клапана (10) открытия/закрытия подачи бурового раствора создает последовательности импульсов давления в соответствии с полученными данными от измерительных модулей (4-6). Благодаря неразрывности потока бурового раствора над клапаном (10) импульсы давления распространяются до устья скважины. Перекрытие канала подачи буровой жидкости осуществляется при помощи вращения вала (12) связанного с клапаном (10), жестко закрепленного при помощи упорного подшипника (15) и сальникового уплотнения (14) в модуле (2) пульсатора роторного типа, который при вращении осуществляет перекрытие канала подачи буровой жидкости за счет открытия или закрытия клапана (10) при вращении вала (12). На земной поверхности в линию подачи буровой жидкости монтируется датчик давления, который принимает импульсы давления от модуля (2) пульсатора роторного типа и передает на декодирующее устройство наземной станции, в котором происходит декодирование, обработка и визуализация информации от модулей (2, 4-6) забойного телеметрического устройства, что позволяет принимать оперативные решения по выбору направления бурения скважины.Well modules of a telemetry device — a rotor-type pulsator module (2), an autonomous electrical power module (3), an inclinometry module and gamma ray logging module (4), a resistivity meter module (5) and a neutron logging module (6) are assembled at the receiving bridges of the drilling rig by inserting modules (2-6) into each other with rigid fastening by means of fasteners (screws). The intermodular connection is additionally sealed with rubber rings (19). The modules are electrically interconnected using the upper and lower multi-pin connectors (18) of the modules (2-6), and the multi-pin connectors (18) are interconnected using the bus (16) of the power wires and communication lines. After connecting the modules (2-6), the operability of the module assembly is checked by connecting the ground station to the lower multi-pin connector (18) of the neutron logging module (6). After checking the operability and programming the operating modes of the telemetry device, the interconnected modules (2-6) are lifted, while the installation of the radionuclide source in the neutron logging module (6) is carried out with lateral loading of the radionuclide source into the capsule (17). Then, interconnected modules (2-6) are installed in the housing (1) of the telemetry device made of non-magnetic material (non-magnetic Mn-Cr steel grades P550, P580, magnadur 501 and 601) and the module (2) of the rotary pulsator type in the saddle (8) inside the channel (22) for supplying drilling fluid located in the circulation sub (7). In this case, the modules (2-6) inside the housing (1) are centered along its height with the help of rubber centralizers (11) installed in each module (2-6). The saddle (8) and the rotor-type pulsator module (2) inserted into the saddle are fixed with screws (13), which provide a rigid fixation of the saddle (8) on the inner surface of the circulation sub (7) and the rotor-type pulsator module (2) in the saddle ( 8). At the upper end of the housing (1) - circulation sub (7), the first drill pipe is fixed (with screws or screws), and to the lower end of the housing (1) - to the drilling tool, after which the drilling equipment is lowered (telemetry device with drill pipes and drilling tool) by building drill pipe. After the drilling rig is lowered into the drilling area, the drilling rig pumps are turned on, the circulating drilling fluid is supplied through the drill pipes, the drilling fluid supply channel (22) and the space between the inner surface of the casing (1) and the modules (2-6) into the drilling tool and then the drilling fluid through the space between the casing (1) and the wall of the well with the help of the pump enters the surface. The supply of drilling fluid provides the launch of the drilling engine and the rotation of the bit, which ensures the drilling of the well. In this case, the downhole telemetry device independently determines the presence of drilling fluid circulation by the pressure sensor of the rotor-type pulsator module (2), and the measuring modules (4-6) are activated, which determine the well characteristics: the inclinometry module (4) and the gamma-ray log determine the trajectory data wells and rock composition; resistivimeter module (5) - electrical resistivity of rocks; neutron logging module (6) - rock porosity. In the downhole telemetry device, the power of the modules (2, 4-6) is carried out using the module (3) of an autonomous electric power supply via the bus (16) of the power wires and communication lines. The received data from the measuring modules (4-6) are sent to the data acquisition unit to the rotor-type pulsator module (2), which creates a sequence of pressure pulses by blocking the drilling fluid supply (10) valve for opening / closing the drilling fluid supply in accordance with received data from measuring modules (4-6). Due to the continuity of the flow of the drilling fluid above the valve (10), pressure pulses propagate to the wellhead. The channel of the drilling fluid supply is blocked by rotating the shaft (12) connected to the valve (10), rigidly fixed by means of a thrust bearing (15) and stuffing box packing (14) in the rotor-type pulsator module (2), which rotates the channel supply of drilling fluid by opening or closing the valve (10) during rotation of the shaft (12). A pressure sensor is mounted on the earth’s surface to the drilling fluid supply line, which receives pressure pulses from the rotor-type pulsator module (2) and transmits to the ground station decoding device, in which the information from the modules is decoded, processed and visualized (2, 4-6) downhole telemetry device, which allows you to make operational decisions on the choice of direction of well drilling.

Также в процессе бурения скважины возникает необходимость для изменения отдельных параметров работы забойного телеметрического устройства (ширина импульса давления, данные от измерительных модулей (4-6)). Для этого осуществляется передача команд с земной поверхности на скважинные модули (2, 4-6) забойного телеметрического устройства для изменения режимов работы путем последовательного включения/выключения вращения бурового инструмента ротором буровой установки, при этом забойное телеметрическое устройство самостоятельно распознает наличие вращения бурового инструмента и алгоритм включения/выключения вращения для переключения режима работы забойного телеметрического устройства.Also in the process of drilling a well, it becomes necessary to change individual parameters of the downhole telemetry device (pressure pulse width, data from measuring modules (4-6)). To do this, commands are transmitted from the earth's surface to the borehole modules (2, 4-6) of the downhole telemetry device for changing operating modes by turning on / off the rotation of the drilling tool with the rotor of the drilling rig, while the downhole telemetry device independently recognizes the presence of rotation of the drilling tool and the algorithm on / off rotation to switch the operation mode of the downhole telemetry device.

При возникновении аварийной ситуации или прихвата бурового инструмента, во внутрь буровой установки производится спуск ловильного инструмента с овершотом на тросу или на бронированном грузонесущем кабеле, позволяющего обеспечить захват ловушки, после чего создается усилие, обеспечивающее разрушение винтов (13) и производится извлечение всех модулей (2-6) забойного телеметрического устройства на поверхность, включая модуль (6) нейтронного каротажа с радионуклидным источником. Это крайне важно, поскольку оставление радионуклидного источника излучения в скважине влечет за собой дорогостоящие ловильные работы, вплоть до ликвидации уже пробуренного ствола скважины.In the event of an emergency or seizure of the drilling tool, a fishing tool is lowered into the drilling rig with an overshot on a cable or on an armored load-carrying cable, which allows to capture the trap, after which a force is created that breaks the screws (13) and removes all the modules (2 -6) downhole telemetry device to the surface, including the neutron logging module (6) with a radionuclide source. This is extremely important, since the abandonment of a radionuclide radiation source in the well entails costly fishing operations, up to the elimination of the already drilled wellbore.

Важной особенностью заявленной полезной модели является отсутствие гидрокомпенсации внешнего давления в модуле (2) пульсатора роторного типа, что позволяет существенно повысить надежность модуля и упростить конструкцию, и снизить затраты на обслуживание модуля, т.к. исключается дорогостоящее оборудование для прокачки масла в гидросистеме. В модуле (2) пульсатора реализована защита вала (12) привода клапана (10) и внутренней полости пульсатора от воздействия внешнего гидростатического давления до 80 МПа за счет применения сальникового уплотнения (14) без гидрокомпенсации внешнего давления, при этом для компенсации осевого усилия на вал (12), вызванного внешним давлением, он опирается на упорный подшипник (15).An important feature of the claimed utility model is the absence of external pressure compensation in the module (2) of the rotor-type pulsator, which can significantly increase the reliability of the module and simplify the design, and reduce maintenance costs of the module, because expensive equipment for pumping oil in the hydraulic system is eliminated. In the pulsator module (2), the shaft (12) of the valve actuator (10) and the inner cavity of the pulsator are protected from external hydrostatic pressure up to 80 MPa due to the use of stuffing box packing (14) without hydrocompensation of external pressure, while compensating for axial force on the shaft (12) caused by external pressure, it is supported by a thrust bearing (15).

Применение модуля (6) нейтронного каротажа позволяет получать дополнительную информацию по составу и пористости горных пород в процессе бурения скважины и более точно определить в совокупности с модулями (4-5) характеристики горных пород в околоскважинном пространстве с целью определения оптимального положения ствола скважины в продуктивном пласте.The use of module (6) of neutron logging allows you to obtain additional information on the composition and porosity of rocks during drilling and to more accurately determine in combination with modules (4-5) the characteristics of rocks in the near-wellbore space in order to determine the optimal position of the wellbore in the reservoir .

Расположение модуля (4) инклинометрии и гамма каротажа в забойном телеметрическом устройстве позволяет расположить его на удаленном расстоянии от магнитных элементов бурового инструмента, которые искажают измерения параметров магнитометрической инклинометрии.The location of the inclinometry module (4) and gamma ray logging in the downhole telemetry device allows it to be located at a remote distance from the magnetic elements of the drilling tool, which distort the measurement of magnetometric inclinometry parameters.

Применение в корпусе (1), в области модуля (5) резистивиметра, продольных щелей (23), заполненные герметичными вставками (24) из радиопрозрачного материала (полиэфирэфиркетон) позволяет снизить искажения электромагнитного сигнала, что обеспечивает точность измерения модулем (5) резистивиметра.The use of a resistivimeter in the case (1), in the area of the module (5), of longitudinal slots (23) filled with sealed inserts (24) of a translucent material (polyetheretherketone) allows to reduce the distortion of the electromagnetic signal, which ensures the accuracy of the measurement of the resistivity meter module (5).

Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать ограниченным по объему только ниже следующей формулой изобретения.A utility model has been disclosed above with reference to a specific embodiment. For specialists, other embodiments of the utility model that do not change its essence, as disclosed in the present description, may be obvious. Accordingly, a utility model should be considered limited in scope only below by the following claims.

Claims (2)

1. Телеметрическое устройство с гидравлическим каналом связи, содержащее цилиндрический корпус, выполненный из немагнитного материала, внутри которого по высоте последовательно между собой жестко закреплены модуль пульсатора роторного типа, модуль автономного электрического питания, модуль инклинометрии и гамма каротажа, модуль резистивиметра и модуль нейтронного каротажа, при этом в верхней части корпуса расположен циркуляционный переводник, содержащий седло с каналом подачи буровой жидкости, жестко закрепленное на внутренней поверхности циркуляционного переводника, при этом в седле жестко закреплен модуль пульсатора роторного типа, содержащий вал, выполненный с возможностью открытия/закрытия клапана в канале подачи буровой жидкости при вращении вала, при этом в области модуля резистивиметра в корпусе выполнены продольные щели, заполненные герметичными вставками из радиопрозрачного материала, при этом модуль нейтронного каротажа содержит капсулу, выполненную с возможностью боковой загрузки радионуклидного источника излучения.1. A telemetry device with a hydraulic communication channel, comprising a cylindrical body made of non-magnetic material, inside of which a rotor-type pulsator module, an autonomous electrical power module, an inclinometry module and gamma-ray logging module, a resistivity meter module and a neutron logging module are rigidly fixed in series with each other in height, at the same time, a circulation sub is located in the upper part of the casing, containing a saddle with a drilling fluid supply channel, rigidly fixed to the inner surface the surface of the circulating sub, with a rotor-type pulsator module rigidly fixed in the saddle, containing a shaft configured to open / close the valve in the drilling fluid supply channel when the shaft rotates, while longitudinal slots are made in the area of the resistivity meter module in the housing, filled with sealed inserts from radio-transparent material, while the neutron logging module contains a capsule made with the possibility of lateral loading of a radionuclide radiation source. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вал в модуле пульсатора жестко закреплен при помощи упорного подшипника и сальникового уплотнения.2. The device according to claim 1, characterized in that the shaft in the pulsator module is rigidly fixed by means of a thrust bearing and stuffing box seal.
RU2017130173U 2017-08-25 2017-08-25 TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL RU178253U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130173U RU178253U1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130173U RU178253U1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178253U1 true RU178253U1 (en) 2018-03-28

Family

ID=61867686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130173U RU178253U1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178253U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778813C1 (en) * 2021-05-25 2022-08-25 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Hydraulic communication channel stand

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064006A (en) * 1988-10-28 1991-11-12 Magrange, Inc Downhole combination tool
US6272434B1 (en) * 1994-12-12 2001-08-07 Baker Hughes Incorporated Drilling system with downhole apparatus for determining parameters of interest and for adjusting drilling direction in response thereto
RU25535U1 (en) * 2002-05-28 2002-10-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" REMOVABLE BOTH BOTTOM TELEMETRY SYSTEM
RU2509210C1 (en) * 2012-12-25 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Геопласт Телеком" Measurements while drilling

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064006A (en) * 1988-10-28 1991-11-12 Magrange, Inc Downhole combination tool
US6272434B1 (en) * 1994-12-12 2001-08-07 Baker Hughes Incorporated Drilling system with downhole apparatus for determining parameters of interest and for adjusting drilling direction in response thereto
RU25535U1 (en) * 2002-05-28 2002-10-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" REMOVABLE BOTH BOTTOM TELEMETRY SYSTEM
RU2509210C1 (en) * 2012-12-25 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Геопласт Телеком" Measurements while drilling

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МОЛЧАНОВ А.А. и др., Бескабельные измерительные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика). М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004, с.32-33, рис.1.8, с.341-345, рис.2.92. *
МОЛЧАНОВ А.А. и др., Бескабельные измерительные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика). М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004, с.32-33, рис.1.8, с.341-345, рис.2.92. МОЛЧАНОВ А.А. и др., Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин.С.-Петербург: МАНЭБ, 2001, с.70-75, с.195-201. *
МОЛЧАНОВ А.А. и др., Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин.С.-Петербург: МАНЭБ, 2001, с.70-75, с.195-201. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778813C1 (en) * 2021-05-25 2022-08-25 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Hydraulic communication channel stand

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0918919B1 (en) Logging method
CA2954723C (en) Well ranging apparatus, systems, and methods
EP0900917B1 (en) An apparatus and system for making at-bit measurements while drilling
RU2592000C2 (en) System to code pressure relief to transmit well information along well shaft to surface
US7730968B2 (en) Apparatus for wellbore communication
US8400326B2 (en) Instrumentation of appraisal well for telemetry
CA2960318C (en) Well ranging apparatus, methods, and systems
RU2552249C2 (en) Port of light connection for use on well instruments
US10081987B2 (en) Systems and methods for killing a well
CN113586040A (en) Mud pulser and method of operating same
BR112016004027B1 (en) SYSTEM FOR DETERMINING AN ORIENTATION OF A CASING COLUMN IN A WELL HOLE, AND METHOD FOR ORIENTING A CASING COLUMN IN A WELL HOLE
RU178253U1 (en) TELEMETRIC DEVICE WITH HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL
US10352151B2 (en) Downhole electronics carrier
CN115370302A (en) Passive magnetic steering while drilling system and method
US10060842B2 (en) Downhole viscosity sensor with smart fluid
RU2801378C1 (en) Cableless system for monitoring downhole parameters (versions)
CA2473511C (en) Apparatus for wellbore communication
US20180216418A1 (en) Adjustable Hydraulic Coupling For Drilling Tools And Related Methods
WO2024107079A1 (en) Cableless system for monitoring downhole parameters
BR112018074198B1 (en) METHOD FOR PRESSURE TESTING A WELL CASING SYSTEM