RU2105880C1 - Down-hole telemetric system - Google Patents

Down-hole telemetric system

Info

Publication number
RU2105880C1
RU2105880C1 RU94042363A RU94042363A RU2105880C1 RU 2105880 C1 RU2105880 C1 RU 2105880C1 RU 94042363 A RU94042363 A RU 94042363A RU 94042363 A RU94042363 A RU 94042363A RU 2105880 C1 RU2105880 C1 RU 2105880C1
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
modules
measuring
diameter
power supply
hole
Prior art date
Application number
RU94042363A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94042363A (en )
Inventor
В.П. Чупров
А.А. Бикинеев
Original Assignee
Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин с опытным заводом геофизической аппаратуры
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
Grant date

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this relates to mining industry geophysics, and particularly to measuring down-hole parameters in process of drilling bore-holes. Components of telemetric system are drilling string, body, power supply unit, measuring modules, transmitting device modules, electric divider, and bottom-hole motor. Diameters of body of measuring modules and power supply unit are less than inner diameter of drilling string. Length of modules L is equal to

Description

Предложение относится к области промысловой геофизики и предназначено для измерения забойных параметров в процессе бурения скважин и передачи их на поверхность по электромагнитному каналу связи. The proposal relates to the field of well logging and is intended to measure parameters downhole during the drilling of wells and transferring them to the surface via electromagnetic link.

Известна забойная телеметрическая система ЗИС-4 с электромагнитным каналом связи, предназначенная для измерения угла наклона азимута скважин, ориентации и частоты вращения забойного двигателя [1] Known downhole telemetry system VMS-4 with electromagnetic communication channel intended for measuring wells tilt azimuth angle, orientation, and downhole motor rotation speed [1]
Недостатком этой системы является большая металлоемкость, невозможность включения в компоновку забойной аппаратуры датчиков измерения геофизических параметров пород. The disadvantage of this system is the large metal impossibility inclusion in the arrangement of the downhole apparatus measuring geophysical parameters sawmills sensors.

Известна также система измерения забойных параметров в процессе бурения (MWD) фирмы Geoservices с электромагнитным каналом связи [2] Датчики этой системы позволяют измерять зенитный угол, азимут, угол ориентации компоновок, температуру, давление, а также получать данные гамма-каротажа и электрокаротажа. Also known system for measuring downhole parameters while drilling (MWD) Geoservices company with electromagnetic communication channel [2] Sensors of this system allows to measure the zenith angle, an azimuth angle of orientation of Layouts, temperature, pressure, and also to receive data of a gamma-ray logging and electric logging. Система выпускается трех типоразмеров по диаметру скважинного прибора, имеет разъемы, позволяющие транспортировать ее узлы длиной до 6 м. The system is available in three sizes in diameter of the downhole tool, it has connectors that allow to transport it nodes up to 6 m.

Недостатком телесистемы фирмы Geoservices является большая жесткость конструкции, которая не позволяет бурить скважины с радиусом траектории меньше 70 м, а также тяжелый корпус (до 0,5 тонны), который требует специально оборудованных транспортных средств, и не может транспортироваться обыкновенными пассажирскими транспортными средствами, что резко ограничивает возможности применения и повышает стоимость эксплуатации телесистем, особенно в труднодоступных районах проведения буровых работ. A disadvantage Telesystems company Geoservices is large rigidity, which does not allow to drill the borehole trajectory with a radius of less than 70 m, and the heavy body (0.5 tons), which requires specially equipped vehicles and can not be transported by ordinary passenger vehicles that severely limits the possibilities of application and increases the cost of operation of TV systems, especially in remote areas of the drilling.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является телеметрическая система "Забой", имеющая модульную компоновку и содержащая модули технологических, геофизических и инклинометрических преобразователей, турбогенератор, модуль передающего устройства, электрический разделитель [3] Однако телесистема "Забой" также не позволяет бурить скважины с радиусом кривизны меньше 70 м, так как корпус телесистемы не выдерживает деформаций, возникающих под действием изгибающих нагрузок. The closest in technical essence and achieved result is a telemetry system "backspace", having a modular configuration and comprising modules technology, geophysical and directional converters, a turbine generator, the module transmitting device, electric separator [3] However, the telemetry system "backspace" also does not allow to drill the well with radius of curvature of less than 70 m, since Telesystems body can not withstand the strain arising under the action of bending loads.

Кроме того, электрический разделитель телесистемы "Забой" выполнен в виде отдельного элемента компоновки совместно с модулем управления и связи и помещен в верхней части системы, поэтому для обеспечения канала связи при бурении непосредственно изо-обсадной колонны требуется обеспечить расположение разделителя ниже башмака обсадной колонны. Further, the electric separator Telesystems "backspace" is a separate member arrangement together with the control and communications module and placed in the top of the system, therefore, to provide a communication channel for drilling directly iso-casing arrangement is required to provide a separator below the casing shoe. То есть необходимо безориентированное бурение дополнительных 10 м ниже башмака колонны с целью выхода разделителя телесистемы в открытый ствол, что снижает технико-экономические показатели бурения горизонтальных скважин. That is necessary bezorientirovannoe additional drilling 10 m below the shoe string telemetry system in order to enter the separator into the open barrel, which reduces the technical and economic indicators of drilling horizontal wells.

Предполагаемое изобретение решает задачу повышения надежности проводки и исследования скважин с малым радиусом кривизны, в частности скважин малого диаметра, а также обеспечение возможности извлечения измерительных блоков в случаях прихвата бурового инструмента. Estimated invention solves the task of improving the reliability of wiring and for wells with a small radius of curvature, in particular of small diameter wells, and also ensure the possibility of extracting the measuring unit in the event of stuck drill tool.

Поставленная задача решается описываемой телеметрической системой, включающей бурильную колонну, корпус, блок питания, измерительные модули, модуль передающего устройства, электрический разделитель и забойный двигатель. The problem is solved telemetry system is described comprising a drill string, casing, power supply, measurement modules, the module transmitting device, electric separator and a downhole motor.

Новым является то, что диаметры корпуса измерительных модулей и блока питания выполнены меньше внутреннего диаметра бурильной колонны, длина модулей l выполнена равной соотношению What is new is that the diameters of the housing of measuring and power supply modules are made smaller than the inner diameter of the drill string, l the length of the modules is made equal to the relation

Figure 00000004
где R минимальный радиус траектории скважины; wherein the minimum radius R of the trajectory of the well; h половина разности внутреннего диаметра бурильной трубы и наружного диаметра корпуса измерительных модулей, а электрический разделитель выполнен в виде отдельного переводника, устанавливаемого непосредственно над забойным двигателем, при этом блок питания, измерительные и передающие модули соединены между собой гибкими в радиальном направлении и жесткими в продольном направлении связями, причем в качестве связей между модулями могут быть использованы гибкие в радиальном направлении металлические трубы диаметром меньше диаметра к h half of the difference between the inner diameter of the drill pipe and the outer diameter of the housing of measuring modules, and an electrical separator is made in a separate sub, mounted directly above the mud motor, wherein the power supply, measuring and transmitting modules interconnected flexible in the radial direction and rigid in the longitudinal direction bonds, and as connections between the modules, flexible in the radial direction of the metal pipe with a diameter smaller than the diameter may be used to рпуса модулей. rpusa modules. Внутри труб размещены электрические провода, осуществляющие электрическую связь между модулями, у основания модулей установлены центраторы. Inside the tubes are placed electric wires carrying electrical connection between the modules, at the base of the modules installed centralizers. Кроме того, электрический контакт с низом бурильной колонны выполнен скользящим. Furthermore, electrical contact with the bottom of the drill string is made sliding.

Представленные рисунки поясняют суть предложения, где на фиг. The presented figures illustrate the essence of the proposal, which in FIG. 1 изображена предлагаемая забойная телеметрическая система при работе в скважинных условиях; 1 shows the proposed downhole telemetry system during operation in a downhole environment; на фиг. FIG. 2 положение модулей и гибких связей в бурильной трубе при минимальном радиусе искривления траектории ствола скважины. 2 position modules and flexible connections in the drill pipe with a minimum radius of curvature of the trajectory of the wellbore.

Забойная телеметрическая система содержит блок питания (турбогенератор) 1, модуль управления и связи (передающее устройство) 2, модуль инклинометрии 3, штанговый электрический разделитель 4, подвижный электрический контакт 5 с низом бурильной колонны, соединенные между собой гибкими связями 6. Downhole telemetry system comprises a power supply unit (turbogenerator) 1, the control and communication unit (transmitting device) 2, 3 inclinometry module electrical rod spacer 4, the movable electric contact 5 with the bottom of the drill string interconnected flexible links 6.

Между модулем инклинометрии 3 и штанговым электрическим разделителем 4 или модулем передающего устройства 2 устанавливается измерительный модуль геофизических параметров (на фиг. не показан). Inclination between module 3 and electric locking rod separator unit 4 or the transmission apparatus 2 is installed measuring module geophysical parameters (Fig. Not shown).

Все модули размещены внутри стандартной легкосплавной бурильной трубы 7, отцентрированы с помощью подвижных центраторов 8 и зафиксированы в специальном переводнике 9. На легкосплавную трубу 7 навернут колонный электрический разделитель 10, выполненный в виде переводника с возможностью размещения внутри его подвижного электрического контакта 5, ниже навернуты забойный двигатель 11 и долото 12. Забойная телеметрическая система спускается в скважину на бурильных трубах 13, минимальный внутренний диаметр которых больше наружного диаметра кор All modules are arranged within the standard alloy drill pipe 7, aligned with movable centralizers 8 and secured in a special-sub alloy pipe 9. At column 7 Screw electrical splitter 10 configured as a sub to be positioned within its movable electrical contact 5 below Screw bottomhole motor 11 and bit 12. The downhole telemetry system is lowered into the well on drill pipe 13, the minimum inner diameter larger than the outer diameter of the armature уса модулей. baleen modules. Наземное оборудование 14 обеспечивает прием и выдачу информации о забойных параметрах. Ground-based equipment 14 can receive and issue information about downhole parameters.

На фиг. FIG. 2 показано положение модулей и гибких связей внутри легкосплавной бурильной трубы при максимальном искривлении ствола скважины, поясняющее выбор оптимальной длины корпуса модулей при заданном наружном диаметре модулей. 2 shows the position of the modules and flexible links alloy inside the drill pipe at the maximum curvature of the borehole explaining selection of optimal length of the housing modules at a given outer diameter of the modules. Из фиг. From FIG. 2 видно, что компоновка системы конструктивно выполнена таким образом, что исключает деформации корпусных деталей модулей под действием изгибающих нагрузок. 2 that the layout of the system structurally configured in such a way that eliminates the deformation of body parts modules under bending loads. Изгибающие нагрузки воспринимаются гибкими в радиальном направлении и жесткими в продольном направлении связями. Bending load perceived flexible in the radial direction and rigid in the longitudinal direction of the ties. Поэтому гибкие связи целесообразно изготавливать из тонкостенных металлических труб, диаметр которых меньше диаметра корпусных деталей. Therefore, the flexible connection it is made of thin-walled metal pipes, whose diameter is smaller than the diameter of body parts. Например, при бурении скважины с использованием легкосплавных бурильных труб диаметром 108 мм с внутренним диаметром в месте расположения приборов 90 мм при диаметре корпуса модулей 54 мм и минимальной радиусе траектории ствола R=12 м длина l модулей должна быть не более: For example, while drilling the borehole using drill pipe alloy 108 mm in diameter with an inner diameter at the location of the instrument with 90 mm diameter housing modules 54 mm and the minimum radius of the trajectory of the trunk R = 12 m length l modules should be no more than:

Figure 00000005

где Where
Figure 00000006

тогда then
Figure 00000007

Таким образом, с целью исключения изгибающих нагрузок на корпус модулей, их длина при данных условиях не должна превышать 1314 мм. Thus, in order to avoid bending stresses on the body modules, their length under given conditions must not exceed 1,314 mm.

Сборка забойной телеметрической системы осуществляется следующим образом. Assembling downhole telemetry system is as follows. На забойный двигатель 11 с навернутым долотом 12 наворачивают колонный электрический разделитель 10, немагнитную стандартную бурильную трубу 7, специальный переводник 9. Внутрь немагнитной трубы последовательной спускают штанговый электрический разделитель 4, модули системы и турбогенератор, соединенные между собой гибкими связями с центраторами, генератор 1 пространственно фиксируется в специальном переводнике 9. Подбором длины гибких связей подвижный контакт 5 размещается в корпусе колонного разделителя 10 так, чтобы он обеспечил контак On the mud motor 11 to screw 12 is screwed chisel pillared electrical splitter 10, a nonmagnetic standard drill pipe 7, a special sub 9. Inside the non-magnetic pipe is lowered serial electrical rod spacer 4, and the turbine generator modules interconnected by flexible links with centralizers generator 1 spatio it is recorded in a special-sub 9. By choosing the length of flexible links the movable contact 5 is placed in the housing of the separator column 10 so that it is ensured contac т с нижней частью колонны. m with the bottom of the column. Далее на бурильных трубах системы спускается на забой скважины. Next on the drill pipe systems downhole down.

Система работает следующим образом. The system works as follows.

После спуска инструмента на забой скважины осуществляется прокачка бурового насоса, при этом включается в работу турбогенератор, обеспечивая питание модулей системы и передачу сигнала на поверхность. After lowering the tool carried on a downhole mud pump pumping, the work is included in the turbo generator, providing power to the system module and transmitting the signal to the surface. Обеспечение получения информации с забоя скважины осуществляется по одному из известных принципов передачи сигнала по электромагнитному каналу связи, например, подобной телеметрической системе "Забой" (прототип). Providing information from downhole is carried out by one of the known principles of signal transmission for electromagnetic communications channel, for example, such a telemetry system "backspace" (prototype).

Преимущества предложенной забойной телеметрической системы вытекают из конструктивных особенностей его компоновки, а именно из расположения колонного электрического разделителя в непосредственной близости от забойного двигателя. Advantages offered by the downhole telemetry system are derived from the design features of its layout, namely the location of the column divider in the electrical vicinity of the downhole motor. Наличие подвижного контакта и сборных гибких связей позволяет использовать для бурения любые стандартные немагнитные легкосплавные трубы независимо от их длинновых размеров. The presence of the movable contact and the prefabricated flexible linkages can be used to drill any standard nonmagnetic alloy pipe dlinnovyh regardless of their size. Модульная компоновка системы при необходимости позволяет устанавливать блок инклинометров максимально близко к забойному двигателю, тем самым сокращая расстояние до получения информации о забойных параметрах траектории ствола скважины в процессе бурения. Modular system as necessary arrangement allows the inclinometer unit as close to the mud motor, thereby shortening the distance to receive the parameters downhole wellbore trajectory during drilling.

Claims (3)

  1. 1. Забойная телеметрическая система, включающая бурильную колонну, корпус, блок питания, измерительные модули, модуль передающего устройства, электрический разделитель и забойный двигатель, отличающаяся тем, что диаметры корпуса измерительных модулей и блока питания выполнены меньше внутреннего диаметра бурильной колонны, длина модулей l выполнена равной соотношению 1. The downhole telemetry system comprising a drill string, casing, power supply, measurement modules, the module transmitting device, electric separator and a downhole motor, characterized in that the housing diameter measuring modules and power supply are made smaller than the inner diameter of the drill string, l the length of the modules is formed equal to the ratio
    Figure 00000008

    где R минимальный радиус траектории скважины; wherein the minimum radius R of the trajectory of the well;
    h половина разности внутреннего диаметра бурильной трубы и наружного диаметра корпуса измерительных модулей, h half of the difference between the inner diameter of the drill pipe and the outer diameter of the housing of measuring modules,
    а электрический разделитель выполнен в виде отдельного переводника, устанавливаемого непосредственно над забойным двигателем, при этом блок питания, измерительные и передающие модули соединены между собой гибкими в радиальном направлении и жесткими в продольном направлении связями. and an electrical separator is made in a separate sub, mounted directly above the mud motor, wherein the power supply, measuring and transmitting modules are interconnected by flexible and radially rigid in the longitudinal direction of the ties.
  2. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве связей между модулями использованы гибкие в радиальном направлении металлические трубы диаметром, меньшим диаметра корпуса модулей, причем на трубах у оснований модулей расположены центраторы, а внутри труб размещены электрические провода, осуществляющие электрическую связь между модулями. 2. The system of claim 1, characterized in that as connections between the modules are used flexible radial metallic pipe diameter smaller than the diameter of the module housing, wherein on the pipes at the base modules are arranged centralizers, and electrical wires arranged inside the tubes carrying electrical communication between modules.
  3. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что контакт электрической связи с низом бурильной колонны выполнен скользящим. 3. The system according to claims 1 and 2, characterized in that the electrical contact connection with the bottom of the drill string is made sliding.
RU94042363A 1994-11-29 1994-11-29 Down-hole telemetric system RU2105880C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94042363A RU2105880C1 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Down-hole telemetric system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94042363A RU2105880C1 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Down-hole telemetric system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94042363A true RU94042363A (en) 1996-10-27
RU2105880C1 true RU2105880C1 (en) 1998-02-27

Family

ID=20162723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94042363A RU2105880C1 (en) 1994-11-29 1994-11-29 Down-hole telemetric system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2105880C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443844C2 (en) * 2006-05-11 2012-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Well shaft drilling system and method for implementing well shaft drilling operations

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103556977B (en) * 2013-10-27 2016-01-13 长江大学 A multi-layer analysis by the dispensing column method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Забойная инклинометрическая система, Проспект ВНИИГИС НПО "Союзпромгеофизика, ВИТР, 1984. 2. Технология горизонтального, наклонно-направленного и кустового бурения, Обзор ВНИИЗарубежгеология, 1991, вып.8, с.8-9. 3. Усовершенствовать образцы телесистемы с беспроводным каналом связи для геофизических и технологических исследований горизонтальных скважин в процессе бурения, Отчет ВНИИГИС с ОЗГА, 1993. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443844C2 (en) * 2006-05-11 2012-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Well shaft drilling system and method for implementing well shaft drilling operations
US8408333B2 (en) 2006-05-11 2013-04-02 Schlumberger Technology Corporation Steer systems for coiled tubing drilling and method of use

Also Published As

Publication number Publication date Type
RU94042363A (en) 1996-10-27 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4544041A (en) Well casing inserting and well bore drilling method and means
US5303773A (en) Device for monitoring a deposit for a production well
US6419014B1 (en) Apparatus and method for orienting a downhole tool
US7234542B2 (en) Methods and apparatus for cementing drill strings in place for one pass drilling and completion of oil and gas wells
US4226288A (en) Side hole drilling in boreholes
US5194859A (en) Apparatus and method for positioning a tool in a deviated section of a borehole
US6057784A (en) Apparatus and system for making at-bit measurements while drilling
US4387372A (en) Point gap assembly for a toroidal coupled telemetry system
US4001774A (en) Method of transmitting signals from a drill bit to the surface
US4525715A (en) Toroidal coupled telemetry apparatus
US7147068B2 (en) Methods and apparatus for cementing drill strings in place for one pass drilling and completion of oil and gas wells
US7013997B2 (en) Methods and apparatus for cementing drill strings in place for one pass drilling and completion of oil and gas wells
US20080245570A1 (en) Modular connector and method
US6968611B2 (en) Internal coaxial cable electrical connector for use in downhole tools
US7954560B2 (en) Fiber optic sensors in MWD Applications
US6766854B2 (en) Well-bore sensor apparatus and method
US6684952B2 (en) Inductively coupled method and apparatus of communicating with wellbore equipment
US5959548A (en) Electromagnetic signal pickup device
US4348672A (en) Insulated drill collar gap sub assembly for a toroidal coupled telemetry system
US4496174A (en) Insulated drill collar gap sub assembly for a toroidal coupled telemetry system
US20070029112A1 (en) Bidirectional drill string telemetry for measuring and drilling control
US7036610B1 (en) Apparatus and method for completing oil and gas wells
US7163065B2 (en) Combined telemetry system and method
US5285204A (en) Coil tubing string and downhole generator
US20040113808A1 (en) Signal connection for a downhole tool string

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101130