RU2015148601A - Измерения дальности с использованием модулированных сигналов - Google Patents

Claims (66)

1. Способ осуществления измерений дальности внутри пласта, согласно которому:

передают асимметричный изменяющийся во времени сигнал от передатчика, расположенного внутри ствола скважины, в пласт, причем асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит характеристику сигнала, основанную по меньшей мере частично на характеристике скважины;

измеряют на приемном устройстве, расположенном внутри ствола скважины, магнитное поле, индуцированное в объекте внутри пласта с помощью асимметричного изменяющегося во времени сигнала; и

определяют направления к объекту от ствола скважины по меньшей мере частично на основании измерения индуцированного магнитного поля.

2. Способ по п. 1, согласно которому

асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит по меньшей мере одно из сформированных импульсов, треугольной волны и синусоидальной волны; и

характеристика сигнала содержит по меньшей мере одно из частоты, формы и амплитуды асимметричного изменяющегося во времени сигнала.

3. Способ по п. 1, согласно которому

асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит составляющую сигнала для измерения дальности, имеющую первую частоту, и составляющую сигнала для идентификации знака, имеющую вторую частоту; и

вторая частота является нецелым кратным первой частоты.

4. Способ по п. 3, согласно которому скважинная характеристика содержит по меньшей мере одно из уровня шума внутри пласта; передаточной функции по частоте передатчика, приемного устройства и пласта; и частотной характеристики объекта.

5. Способ по п. 4, согласно которому характеристика сигнала содержит по меньшей мере одно из

первой частоты;

второй частоты;

амплитуды составляющей сигнала для измерения дальности;

амплитуды составляющей сигнала для идентификации знака;

коэффициента амплитуды составляющей сигнала для измерения дальности к составляющей сигнала для идентификации знака;

фазы составляющей сигнала для измерения дальности;

фазы составляющей сигнала для идентификации знака; и

разности фаз между составляющей сигнала для измерения дальности и составляющей сигнала для идентификации знака.

6. Способ по п. 5, согласно которому

амплитуда составляющей сигнала для измерения дальности, амплитуда составляющей сигнала для идентификации знака имеют обратную зависимость; и

амплитуда составляющей сигнала для идентификации знака определена по меньшей мере частично на основании заранее определенного соотношения сигнал-шум.

7. Способ по п. 5, согласно которому дополнительно определяют частоту дискретизации индуцированного магнитного поля на основании по меньшей мере одной частоты асимметричного изменяющегося во времени сигнала.

8. Способ по п. 7, согласно которому определение частоты дискретизации индуцированного магнитного поля включает решение следующего уравнения:

где N представляет количество дискрет, n представляет индекс дискрета, ω1 и ω2 представляют первую и вторую частоты в радианах, соответственно; A и B представляют амплитуды составляющей для измерения дальности сигнала и составляющей сигнала для идентификации знака; Δt представляет период одного дискрета, ϕ представляет относительную фазу, отличающуюся между передатчиком и приемным устройством; и K(τ) представляет дискретное ядро системы аналого-цифрового преобразования.

9. Способ по п. 1, согласно которому

передатчик и приемное устройство присоединены к буровой компоновке, расположенной внутри ствола скважины; и

измерение на приемном устройстве индуцированного магнитного поля включает определение частоты дискретизации индуцированного магнитного поля на основании скорости вращения буровой компоновки.

10. Способ по п. 1, в котором объект содержит изогнутый переводник, присоединенный к буровой компоновке, расположенной внутри ствола скважины.

11. Система для осуществления измерений дальности внутри пласта, содержащая:

передатчик;

приемное устройство;

процессор, присоединенный к передатчику и приемному устройству с возможностью обмена данными; и

запоминающее устройство, присоединенное к процессору и содержащее набор инструкций, которые при выполнении обеспечивают выполнение процессором:

направления команды передатчику для передачи в пласт асимметричного изменяющегося во времени сигнала, причем асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит характеристику сигнала, по меньшей мере частично основанную на скважинной характеристике;

направления команды приемному устройству для измерения магнитного поля, индуцированного в объекте внутри пласта асимметричным изменяющимся во времени сигналом;

определения направления к объекту от ствола скважины по меньшей мере частично на основании измерения индуцированного магнитного поля.

12. Система по п. 11, в которой

асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит по меньшей мере одно из сформированных импульсов, треугольной волны и синусоидальной волны; и

характеристика сигнала содержит по меньшей мере одно из частоты, формы и амплитуды асимметричного изменяющегося во времени сигнала.

13. Система по п. 11, в которой

асимметричный изменяющийся во времени сигнал содержит компонент сигнала, измеряющий дальность, с первой частотой и компонент сигнала, идентифицирующий знак, со второй частотой; и

вторая частота является нецелым кратным первой частоты.

14. Система по одному из пп. 11-13, в которой скважинная характеристика содержит по меньшей мере одно из уровня шума внутри пласта; передаточной функции по частоте передатчика, приемного устройства и пласта; и частотной характеристики объекта.

15. Система по п. 14, в которой характеристика сигнала содержит по меньшей мере одно из

первой частоты;

второй частоты;

амплитуды составляющей сигнала для измерения дальности;

амплитуды составляющей сигнала для идентификации знака;

коэффициента амплитуды составляющей сигнала для измерения дальности к составляющей сигнала для идентификации знака;

фазы составляющей сигнала для измерения дальности;

фазы составляющей сигнала для идентификации знака; и

разности фаз между составляющей сигнала для измерения дальности и составляющей сигнала для идентификации знака.

16. Система по п. 15, в которой

амплитуда составляющей сигнала для измерения дальности, амплитуда составляющей сигнала для идентификации знака имеют обратную зависимость; и

амплитуда составляющей сигнала для идентификации знака, определена по меньшей мере частично на основании заранее определенного соотношения сигнал-шум.

17. Система по п. 15, дополнительно содержащая определение частоты дискретизации индуцированного магнитного поля на основании по меньшей мере одной частоты асимметричного изменяющегося во времени сигнала.

18. Система по п. 17, в которой определение частоты дискретизации индуцированного магнитного поля включает решение следующего уравнения:

где N представляет количество дискрет, n представляет индекс дискрета, ω1 и ω2 представляют первую и вторую частоты в радианах, соответственно; A и B представляют амплитуды составляющей сигнала для измерения дальности и составляющей сигнала для идентификации знака; Δt представляет период одного дискрета, ϕ представляет относительную фазу, отличающуюся между передатчиком и приемным устройством; и K(τ) представляет дискретное ядро системы аналого-цифрового преобразования.

19. Система по п. 11, в которой

передатчик и приемное устройство присоединены к буровой компоновке, расположенной внутри ствола скважины; и

измерение на приемном устройстве индуцированного магнитного поля включает определение частоты дискретизации индуцированного магнитного поля на основании скорости вращения буровой компоновки.

20. Система по п. 11, в которой объект содержит изогнутый переводник, присоединенный к буровой компоновке, расположенной внутри ствола скважины.