RU2193656C1

RU2193656C1 - Bottom-hole telemetering system for operation in high-conductivity shielding beds

Info

Publication number: RU2193656C1
Application number: RU2001114683/03A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Григашкин; С.Е. Варламов
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты"
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: invention is designed for measurement of bottom-hole parameters in the course of well drilling in shielding beds with high conductivity. Bottom-hole telemetering system has surface receiving and processing equipment, bottom-hole instrument with transducer and transmitter, electric generator, main electric separator fulfilling the function of dipole formed as a result of electrical separation of drill string and cable section. Installed in drill string is at least one additional separator located above shielding bed. Electric generator has connectors from two sides. One connector serves for connection with bottom-hole instrument, and the other one, for connection with joining unit. Transit wires run inside bottom-hole instrument and electric generator. Joining unit ensures sealing of electric generator cavity and reswitching of transmitter signal from main electric separator to additional separator when cable section lug enters and gate locked in joining unit and cable lug is connected to transit wires. EFFECT: improved serviceability and performance of bottom-hole telemetering system in shielding beds with high conductivity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для измерения забойных параметров в процессе бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин в экранирующих пластах с высокой проводимостью, например в соляных пластах. The invention relates to field geophysics and is intended for measuring downhole parameters during the drilling of directional and horizontal wells in shielded formations with high conductivity, for example, in salt formations.

Известна забойная телеметрическая система по патенту РФ 2161701, 7 Е 21 B 47/022. Эта система содержит электрический разделитель, немагнитную вставку, глубинный блок с датчиками зенитного угла и азимута и источник питания, а также наземный приемный комплекс. Система использует для передачи информации с забоя на поверхность электромагнитный канал связи. Known downhole telemetry system according to the patent of the Russian Federation 2161701, 7 E 21 B 47/022. This system contains an electrical splitter, non-magnetic insert, a deep block with zenith angle and azimuth sensors and a power source, as well as a ground-based receiving complex. The system uses an electromagnetic communication channel to transmit information from the bottom to the surface.

Недостаток - невозможность использования системы для передачи сигнала через экранирующие пласты высокой проводимости. The disadvantage is the inability to use the system to transmit a signal through high conductivity shielding layers.

Известна забойная телеметрическая система, содержащая скважинный модуль с измерительными первичными преобразователями, передатчик, электрический разделитель (А. С. СССР 235681, А, кл. Е 21 В 47/16 от 16.06.69 г.). Known downhole telemetry system containing a borehole module with measuring primary converters, a transmitter, an electrical splitter (A. S. USSR 235681, A, class E 21 B 47/16 from 06/16/69).

Недостаток этого устройства заключается в том, что электрический разделитель находится в нижней части бурильной колонны, в связи с чем не обеспечивается приемлемый уровень сигнала при проведении работ в глубоких и сверхглубоких скважинах. The disadvantage of this device is that the electric separator is located in the lower part of the drill string, and therefore an acceptable signal level is not provided when working in deep and superdeep wells.

Этот недостаток частично устранен в изобретении по патенту РФ 2140539, МПК 6 Е 21 В 47/00, 1977, прототип. This disadvantage is partially eliminated in the invention according to the patent of the Russian Federation 2140539, IPC 6 E 21 In 47/00, 1977, prototype.

Забойная телеметрическая система по патенту РФ 2140539 состоит из скважинного модуля с измерительным и первичным преобразователем, передатчика с электрическим диполем, установленным в верхней части колонны бурильных труб и проводного канала связи, соединяющего передатчик со скважинным модулем. The downhole telemetry system according to RF patent 2140539 consists of a borehole module with a measuring and primary transducer, a transmitter with an electric dipole installed in the upper part of the drill pipe string and a wire communication channel connecting the transmitter to the borehole module.

Недостаток этой схемы - ее неработоспособность при бурении в разрезах, содержащих соляные пласты, если электрический диполь установлен ниже соляного пласта, и ослабление сигнала в кондукторе, установленном в устье скважины. The disadvantage of this scheme is its inoperability when drilling in sections containing salt formations, if an electric dipole is installed below the salt formation, and the signal is weakened in the conductor installed at the wellhead.

Задача создания изобретения - обеспечение работоспособности забойной телеметрической системы в экранирующих пластах с высокой проводимостью. The objective of the invention is to ensure the operability of the downhole telemetry system in shielding layers with high conductivity.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что забойная телеметрическая система для работы в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями и передатчиком, электрогенератор, основной электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны, и кабельную секцию, в колонну бурильных труб установлен, как минимум, один дополнительный разделитель, размещенный выше экранирующего пласта, электрогенератор имеет с двух сторон разъемы, одним из которых он присоединен к скважинному прибору, а другим - к стыковочному узлу, внутри скважинного прибора и электрогенератора проходят транзитные провода, при этом стыковочный узел выполнен с возможностью обеспечения герметичности внутри полости электрогенератора и с возможностью перекоммутации сигнала передатчика с основного электрического разделителя на дополнительный при вхождении и фиксации наконечника кабельной секции в стыковочном узле и подсоединении наконечника к транзитным проводам. The solution to this problem was achieved due to the fact that the downhole telemetry system for operation in high conductivity shielding formations, containing ground receiving and processing equipment, a downhole tool with measuring primary transducers and a transmitter, an electric generator, a main electric separator, acting as a dipole, formed as a result electric separation of the drill string, and the cable section, at least one additional split is installed in the drill pipe string b, located above the shielding layer, the electric generator has connectors on both sides, one of which is connected to the downhole tool, and the other to the docking station, transit wires pass inside the downhole tool and the electric generator, while the docking station is designed to provide tightness inside the cavity generator and with the possibility of switching the transmitter signal from the main electrical splitter to an additional one when entering and fixing the tip of the cable section in the docking and connecting a tip node to transit wires.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 и 2, где:
На фиг. 1 показана компоновка перед установкой дополнительного разделителя,
На фиг. 2 изображена компоновка после установки электрического разделителя.The invention is illustrated in FIG. 1 and 2, where:
In FIG. 1 shows the layout before installing an additional splitter,
In FIG. 2 shows the layout after the installation of the electrical isolator.

В состав компоновки входят: 1 - долото, 2 - забойный двигатель, 3 - скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, установленный на центраторах 4, 5 - передатчик, 6 - электрогенератор, 7 - основной электрический разделитель, 8 - колонна бурильных труб. На поверхности находится наземная приемно-обрабатывающая аппаратура: 9 - антенна, 10 - приемное устройство, 11 - ПЭВМ, 12 - принтер. Электрогенератор 6 состыкован со скважинным прибором 3 и имеет с двух сторон разъемы 13 и 14, одним из которых он присоединен к скважинному прибору 3, а другим - к стыковочному узлу 15, имеющему фиксатор 16 и переключатель 17. Внутри генератора 6 проходит транзитный провод 18 для передачи сигнала на дополнительный электрический разделитель 19. Переключатель 17 включен в разрыв транзитного провода 18. Транзитный провод 18 проходит внутри скважинного прибора 3 и электрогенератора 6. На Фиг. 1 и 2 провода условно показаны снаружи. В компоновку, приведенную на фиг. 2, устанавливают дополнительный электрический разделитель 19, который размещают выше экранирующего пласта с высокой проводимостью 20 и кабельной секцией 21 со стыковочным устройством 15 вверху и наконечником 22 внизу. Стыковочный узел 15 совместно с наконечником 22 кабельной секции 21 обеспечивает перекоммутацию сигнала с основного электрического разделителя 8 на дополнительный разделитель 19. Расположение дополнительного электрического разделителя 19 выше экранирующего пласта с высокой проводимостью 20 обеспечивает прохождение передачи забойной информации из слоев, находящихся ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью 20, сначала по кабельной секции, а потом по электромагнитному каналу связи. The composition of the arrangement includes: 1 - a bit, 2 - a downhole motor, 3 - a downhole tool with measuring primary transducers installed on centralizers 4, 5 - a transmitter, 6 - an electric generator, 7 - a main electric splitter, 8 - a drill pipe string. On the surface is ground receiving and processing equipment: 9 - antenna, 10 - receiving device, 11 - PC, 12 - printer. The generator 6 is docked with the downhole tool 3 and has connectors 13 and 14 on both sides, one of which is connected to the downhole tool 3, and the other to the docking unit 15, which has a latch 16 and a switch 17. A transit wire 18 passes through the generator 6 for transmitting the signal to an additional electrical splitter 19. The switch 17 is included in the gap of the transit wire 18. The transit wire 18 passes inside the downhole tool 3 and the generator 6. In FIG. 1 and 2 wires are conventionally shown from the outside. In the arrangement shown in FIG. 2, an additional electrical separator 19 is installed, which is placed above the high conductivity shielding layer 20 and the cable section 21 with the docking device 15 at the top and the tip 22 at the bottom. The docking unit 15 together with the tip 22 of the cable section 21 provides a signal switching from the main electric separator 8 to the additional separator 19. The location of the additional electric separator 19 above the high conductivity shielding layer 20 provides transmission of downhole information from layers below the high conductivity shielding layer 20, first through the cable section, and then through the electromagnetic communication channel.

При работе собирают забойную телеметрическую систему в компоновке согласно фиг. 1. Сигнал со скважинного прибора 3 передается на передатчик 5 и далее на приемное устройство 10, ПЭВМ 11, при необходимости на принтер 12. После прохождения долотом 1, забойным двигателем 2 и основным электрическим разделителем 9 экранирующего пласта с высокой проводимостью 20 электромагнитный сигнал экранируется и не поступает на наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру. During operation, the downhole telemetry system is assembled in the arrangement according to FIG. 1. The signal from the downhole tool 3 is transmitted to the transmitter 5 and then to the receiving device 10, PC 11, if necessary, to the printer 12. After passing the bit 1, the downhole motor 2 and the main electrical separator 9 of the high conductivity shielding layer 20, the electromagnetic signal is shielded and does not enter the ground receiving and processing equipment.

В колонну бурильных труб (фиг. 2) устанавливают дополнительный электрический разделитель 20. Сбрасывают кабельную секцию 21 с наконечником 22. Наконечник 22 кабельной секции 21 входит в стыковочный узел 15 и фиксируется фиксатором 16. Наконечник 22 разрывает транзитные провода 18 и соединяется с одним из выводов передатчика, в результате чего передача осуществляется с диполя, роль которого выполняет дополнительный электрический разделитель, установленный выше экранирующего пласта с высокой проводимостью. По мере углубления скважины в колонну бурильных труб для обеспечения уверенного приема сигнала могут быть установлены такие же дополнительные электрические разделители и кабельные секции. An additional electrical separator 20 is installed in the drill pipe string (Fig. 2) 20. The cable section 21 with the tip 22 is dropped. The tip 22 of the cable section 21 enters the docking unit 15 and is fixed by the latch 16. The tip 22 breaks the transit wires 18 and connects to one of the terminals transmitter, as a result of which the transmission is carried out from a dipole, the role of which is played by an additional electric separator installed above the high conductivity shielding layer. As the well deepens into the drill string, the same additional electrical dividers and cable sections can be installed to ensure reliable signal reception.

Применение изобретения позволило:
1. Обеспечить передачу забойной информации через экранирующие пласты с высокой проводимостью.The application of the invention allowed:
1. To ensure the transmission of downhole information through shielding layers with high conductivity.

2. Улучшить эксплуатационные качества телеметрической системы. 2. Improve the performance of the telemetry system.

Claims

A downhole telemetry system for working in high conductivity shielding formations, containing ground receiving and processing equipment, a downhole tool with measuring primary transducers and a transmitter, an electric generator, a main electric separator that acts as a dipole formed as a result of electrical separation of the drill string, and a cable section, characterized in that at least one additional separator is installed in the drill pipe string located above the shielding about the reservoir, the generator has connectors on both sides, one of which is connected to the downhole tool, and the other to the docking station, transit wires pass inside the downhole tool and the generator, while the docking station is made to ensure tightness inside the cavity of the generator and with switching the transmitter signal from the main electrical splitter to the additional one when the cable section lug is inserted and fixed in the docking unit and the lug is connected but to transit wires.