RU2215142C1 - Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument - Google Patents
Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215142C1 RU2215142C1 RU2002113178/03A RU2002113178A RU2215142C1 RU 2215142 C1 RU2215142 C1 RU 2215142C1 RU 2002113178/03 A RU2002113178/03 A RU 2002113178/03A RU 2002113178 A RU2002113178 A RU 2002113178A RU 2215142 C1 RU2215142 C1 RU 2215142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- downhole
- telemetry system
- drill pipe
- pipe string
- insert
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизическим исследованиям, предназначено для контроля забойных параметров в процессе бурения и может использоваться как для телеметрических систем с электромагнитным каналом связи, так и для телеметрических систем с гидравлическим каналом связи. The invention relates to geophysical research, is intended to control downhole parameters during drilling and can be used both for telemetry systems with an electromagnetic communication channel, and for telemetric systems with a hydraulic communication channel.
Известна телеметрическая система для передачи информации с забоя по гидравлическому каналу связи по А. С. СССР 471429, МПК Е 21 В 47/12, содержащая корпус, электрический генератор, датчики и приемники забойных параметров, а также расположенный в конфузорно-диффузорном канале корпуса герметичный сосуд с жидкостью, выполненным в виде двух усеченных конусов, соединенных между собой сильфоном с жесткой перегородкой, которая делит сосуд на две части, в каждой из которых расположены электроды, соединенные через блок управления с датчиками забойных параметров. Known telemetry system for transmitting information from the bottom through a hydraulic communication channel according to A. S. USSR 471429, IPC E 21 V 47/12, containing a housing, an electric generator, sensors and receivers downhole parameters, as well as sealed in the confuser-diffuser channel of the housing a vessel with liquid, made in the form of two truncated cones, interconnected by a bellows with a rigid partition, which divides the vessel into two parts, in each of which there are electrodes connected through the control unit to downhole sensors dimensions.
Недостатками устройства являются его низкая надежность и большое потребление энергии для питания разрядного контура и низкая скорость передачи информации с забоя скважины, вызванная высокой инерционностью системы. The disadvantages of the device are its low reliability and high energy consumption for powering the discharge circuit and the low speed of information transfer from the bottom of the well, caused by the high inertia of the system.
Известна телеметрическая система по А. С. СССР 286891, МПК Е 21 В 47/12 (прототип), которая содержит рабочий клапан, управляющий клапан, связанный с преобразователем информации, цилиндр с поршнем, связанный с рабочим клапаном, полость высокого и низкого давления, сообщенные между собой через калиброванные каналы, дополнительную камеру с каналами, перекрывающимися управляющим клапаном. Known telemetry system according to A. S. of the USSR 286891, IPC E 21 V 47/12 (prototype), which contains a working valve, a control valve associated with the information converter, a cylinder with a piston connected with a working valve, a cavity of high and low pressure, communicated with each other through calibrated channels, an additional chamber with channels overlapping by a control valve.
Недостатками этой телеметрической системы являются высокие энергозатраты на привод управляющего клапана, вызванные отсутствием разгрузки от осевых усилий, которые возникают при перекрытии проточного отверстия под рабочим клапаном, инерционность системы, обусловленная задержкой срабатывания управляющего и рабочего клапанов, вызванная перепадом давления перед и после управляющего клапана, большие диаметральные габариты, препятствующие применению устройства для бурения скважин малого диаметра, высокое гидравлическое сопротивление, вызванное наличием трех диафрагм с отверстиями, снижающее эффективность работы забойного двигателя и генератора питания телеметрической системы. The disadvantages of this telemetry system are the high energy consumption for the control valve actuator, caused by the lack of axial forces that occur when the flow hole is blocked under the operating valve, the inertia of the system, due to the delay in the operation of the control and operating valves, caused by the pressure drop before and after the control valve, is large diametric dimensions that prevent the use of the device for drilling small diameter wells, high hydraulic resistance caused by the presence of three diaphragms with holes, reducing the efficiency of the downhole motor and the power generator of the telemetric system.
Известна забойная телеметрическая система с извлекаемым скважинным прибором, установленным внутри вставки в колонну бурильных труб над забойным двигателем, и содержащая электронный блок с датчиками, передающее устройство для передачи информации по электромагнитному и/или гидравлическому каналу связи и генератор, по св. РФ на полезную модель 16759, Е 21 В 47/12, опубл. 10.02.01 г. Known downhole telemetry system with a removable downhole tool installed inside the insert in the drill pipe string above the downhole motor, and containing an electronic unit with sensors, a transmitting device for transmitting information via an electromagnetic and / or hydraulic communication channel and a generator, according to St. RF for utility model 16759, E 21 V 47/12, publ. 02/10/01
Недостатками системы являются:
1) ограниченный ресурс работы генератора и его неработоспособностью при малых расходах бурового раствора;
2) невозможностью съема скважинного прибора при прихвате колонны бурильных труб.The disadvantages of the system are:
1) the limited life of the generator and its inoperability at low flow rates of the drilling fluid;
2) the inability to remove the downhole tool while sticking the drill pipe string.
Задачами создания изобретения является повышение надежности его работы забойной телеметрической системы, а также улучшение потребительских свойств. The objectives of the invention is to increase the reliability of its downhole telemetry system, as well as improving consumer properties.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того что забойная телеметрическая забойная телеметрическая система с извлекаемым скважинным прибором, установленным внутри вставки в колонну бурильных труб над забойным двигателем, содержащая размещенные в кожухе скважинного прибора датчики, например инклинометрические, передающее устройство для передачи информации по электромагнитному и/или гидравлическому каналу связи и генератор, размещенный внизу, генератор кинематически соединен через муфту или гибкую связь с забойным двигателем напрямую или через мультипликатор. Над инклинометрическими датчиками установлен пульсатор гидроканала связи. В верхней части пульсатора гидроканала связи установлена перегородка с отверстиями для прохождения бурового раствора, одно или несколько из которых закрыты герметичными пробками. Перегородка, выполненная на пульсаторе гидроканала связи, уплотнена относительно вставки в колонну бурильных труб. По обе стороны перегородки выполнены окна для прохождения бурового раствора, между которыми установлены диафрагма и клапан. Вставка в колонну бурильных труб оборудована устройством осевой фиксации, выполненным в виде посадочного седла и срезного штифта. Устройство радиальной фиксации кожуха скважинного прибора внутри вставки в колонну бурильных труб, выполнено, например, в виде выступа и паза. В кожухе извлекаемого скважинного прибора установлен батарейный источник питания. Вставка в колону бурильных труб выполнена в виде электрического разделителя. Мультипликатор выполнен в виде планетарного редуктора. Система содержит ловитель для стыковки с замком съемного устройства. Гибкая связь выполнена в виде отрезка троса. The solution to this problem was achieved due to the fact that the downhole telemetric downhole telemetry system with an extractable downhole tool installed inside the insert in the drill pipe string above the downhole motor, containing sensors, for example, inclinometric, located in the casing of the downhole tool, transmitting information via electromagnetic and / or hydraulic communication channel and the generator located below, the generator is kinematically connected through a coupling or flexible connection with a downhole motor n directly or through a multiplier. A pulsator of a communication channel is installed above the inclinometer sensors. In the upper part of the pulsator of the communication channel, a partition is installed with holes for the passage of the drilling fluid, one or more of which are closed by sealed plugs. The partition made on the pulsator of the communication channel is sealed relative to the insertion into the string of drill pipes. On both sides of the partition there are windows for drilling fluid passage, between which a diaphragm and a valve are installed. The insert in the drill pipe string is equipped with an axial fixation device made in the form of a landing seat and shear pin. The radial fixation device of the casing of the downhole tool inside the insert into the drill pipe string is, for example, in the form of a protrusion and a groove. A battery pack is installed in the housing of the recoverable downhole tool. The insert in the drill pipe string is made in the form of an electrical splitter. The multiplier is made in the form of a planetary gear. The system includes a catcher for docking with the lock of the removable device. Flexible connection is made in the form of a piece of cable.
Предложенное техническое решение обладает критериями изобретения: новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем. Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями. The proposed technical solution has the criteria of the invention: novelty, industrial applicability and inventive step. Novelty is confirmed by patent research.
Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1...4). The invention is illustrated in the drawings (Fig. 1 ... 4).
На фиг. 1 изображена телеметрическая система со съемным скважинным прибором, в состав которой входят мультипликатор и муфта. In FIG. 1 shows a telemetry system with a removable downhole tool, which includes a multiplier and a coupling.
На фиг. 2 изображена телеметрическая система со съемным скважинным прибором, в состав которой входит только муфта. In FIG. 2 shows a telemetry system with a removable downhole tool, which includes only a coupling.
На фиг. 3 изображена телеметрическая система со съемным скважинным прибором, в состав которой входит гибкая связь. In FIG. 3 shows a telemetry system with a removable downhole tool, which includes flexible communication.
На фиг. 4 изображена телеметрическая система со съемным скважинным прибором, в состав которой входят мультипликатор и гибкая связь. In FIG. 4 shows a telemetry system with a removable downhole tool, which includes a multiplier and a flexible connection.
Телеметрическая система (фиг. 1) содержит вставку в колонну бурильных труб 1, которая может содержать электрический разделитель 2. Внутри вставки в колонну бурильных труб установлен кожух скважинного прибора 3. В кожухе скважинного прибора 3 установлены инклинометрические датчики 4, передатчик 5, электронный блок 6, генератор 7, мультипликатор 8, муфта 9, содержащая водило 10 и вилку 11. Муфта 9 может иметь и другую конструкцию. Ниже муфты 9 находится забойный двигатель 12, шпиндель забойного двигателя 13. В верхней части может быть установлен пульсатор гидроканала 14, который, в свою очередь, состоит из кольцевой вставки 15 с отверстиями для прохода бурового раствора А, одно или несколько из которых могут быть закрыты герметичными пробками 16. Пульсатор гидроканала 14 содержит диафрагму 17, две группы окон Б и В, клапан 18 и привод клапана 19. Внутри кожуха скважинного прибора 3 может быть установлен батарейный источник питания 20. Для фиксации предусмотрено посадочное седло 21 и один или несколько срезных штифтов 22. Также предусмотрено устройство радиальной фиксации 23 и ловитель 24 для стыковки с замком устройства съема скважинного прибора (замок устройства съема на фиг.1 не показан). Центратор 25 выполнен в месте стыковки пульсатора гидроканала 14 с кожухом скважинного прибора 3. Инклинометрические феррозондовые датчики должны быть удалены от намагниченных масс на расстояние L≥2 м. The telemetry system (Fig. 1) contains an insert into the
На фиг. 2 приведена схема забойной телеметрической системы, в которой мультипликатор 8 отсутствует, и генератор соединен через муфту с забойным двигателем напрямую. In FIG. 2 shows a diagram of a downhole telemetry system in which the
На фиг. 3 приведена схема забойной телеметрической системы, в которой генератор кинематически соединен через гибкую связь 26 с забойным двигателем напрямую. In FIG. 3 is a diagram of a downhole telemetry system in which the generator is kinematically connected via a
На фиг. 4 приведена схема забойной телеметрической системы, у которой генератор соединен с забойным двигателем через гибкую связь 26 и через мультипликатор 8. In FIG. 4 is a diagram of a downhole telemetry system in which a generator is connected to a downhole motor through a
Работает забойная телеметрическая система следующим образом. The downhole telemetry system works as follows.
Параметры бурения измеряются инклинометрическими датчиками 4 и передаются на электронный блок 6. Буровой раствор приводит во вращение забойный двигатель 14 (точнее, его ротор) или винтовой турбобур. В результате часть мощности через муфту 11 отбирается для привода генератора 7. Генератор 7 обеспечивает электроэнергией электронные модули забойной телеметрической системы. Сигнал с электронного блока 6 поступает либо на пульсатор гидроканала 15, если используется гидроканал связи, или на передатчик 5 и электрический разделитель 2, если передача информации идет по электромагнитному каналу связи. В случае использования гидравлического канала связи буровой раствор проходит через диафрагму 17 и клапан 18, предназначенный для формирования гидравлического сигнала. Клапан 18 совершает возвратно-поступательное движение, в результате чего уменьшается проходное сечение бурового раствора и создается волна давления, несущая информацию по гидравлическому каналу связи. The drilling parameters are measured by
В случае использования электромагнитного канала связи сигнал поступает на передатчик и диполь и по породе передается на поверхность, где принимается антенной и преобразуется в наземной приемной аппаратуре (наземная приемная аппаратура на фиг. 1...4 не показана). In the case of using an electromagnetic communication channel, the signal is transmitted to the transmitter and dipole and transmitted through the rock to the surface where it is received by the antenna and converted into ground receiving equipment (ground receiving equipment in Figs. 1 ... 4 is not shown).
Возможна одновременная передача сигнала по электромагнитному и гидравлическому каналам связи. Непродолжительное время забойная телеметрическая система может работать и без прокачки бурового раствора, при этом питание электронного блока 6 осуществляется от батарейного источника питания 20. Кроме инклинометрических данных на поверхность передается сигнал о частоте вращения забойного двигателя и генератора, а также любые другие технологические параметры. Simultaneous signal transmission through electromagnetic and hydraulic communication channels is possible. For a short time, the downhole telemetry system can work without pumping the drilling fluid, while the power supply of the
Извлекается скважинный прибор при помощи ловителя 24, на который сбрасывается замок устройства для съема скважинного прибора, который захватывает верхнюю утолщенную часть ловителя 24. К замку устройства присоединен конец сбрасываемого троса, другой конец находится на поверхности, и за него вытаскивается забойная телеметрическая система (замок и трос на чертежах не показаны). The downhole tool is removed using a
Генератор 7 забойной телеметрической системы фиг. 2 приводится в действие напрямую через муфту 9, в схеме на фиг. 3 приводится в действие через гибкую связь 26, в системе фиг. 4 - через мультипликатор 8 и через гибкую связь 26. Downhole
Применение изобретения позволило следующее. The application of the invention allowed the following.
1. Повысить надежность системы. 1. Improve system reliability.
2. Обеспечить сохранность скважинного прибора в аварийных ситуациях за счет возможности извлечения его на поверхность без подъема бурильных труб. 2. To ensure the safety of the downhole tool in emergency situations due to the possibility of extracting it to the surface without lifting the drill pipe.
3. Надежно зафиксировать кожух скважинного прибора от осевых и радиальных перемещений. 3. Securely fix the casing of the downhole tool from axial and radial movements.
4. Обеспечить работоспособность генератора и передачу информации при небольших расходах бурового раствора. 4. To ensure the operability of the generator and the transmission of information at low drilling fluid costs.
5. Измерять частоту вращения шпинделя забойного двигателя. 5. Measure the spindle speed of the downhole motor.
6. Отдалить инклинометрические датчики от намагниченных масс и тем самым устранить помехи и повысить точность измерения. 6. Move away the inclinometric sensors from the magnetized masses and thereby eliminate interference and improve measurement accuracy.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113178/03A RU2215142C1 (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113178/03A RU2215142C1 (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2215142C1 true RU2215142C1 (en) | 2003-10-27 |
Family
ID=31989197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113178/03A RU2215142C1 (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215142C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7781939B2 (en) | 2006-07-24 | 2010-08-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thermal expansion matching for acoustic telemetry system |
RU2639335C1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС - Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС" - ЗТК") | Device to secure casings of downhole instrumentation of bottomhole telemetric system inside drilling string insert |
-
2002
- 2002-05-20 RU RU2002113178/03A patent/RU2215142C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОЛЧАНОВ А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра,1983, с. 171-177. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7781939B2 (en) | 2006-07-24 | 2010-08-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Thermal expansion matching for acoustic telemetry system |
RU2639335C1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС - Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС" - ЗТК") | Device to secure casings of downhole instrumentation of bottomhole telemetric system inside drilling string insert |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6745844B2 (en) | Hydraulic power source for downhole instruments and actuators | |
US5182731A (en) | Well bore data transmission apparatus | |
CN100401098C (en) | Through tubing real time downhole wireless gauge | |
AU768198B2 (en) | An acoustic transmission system | |
US6389890B1 (en) | Hydraulic strain sensor | |
WO1996024751A1 (en) | An acoustic transmisson system | |
NO20150378L (en) | Methods and apparatus for activating a downhole tool | |
CA2398381A1 (en) | Instrumented cementing plug and system | |
CA2690921A1 (en) | Harvesting vibration for downhole power generation | |
US20120061095A1 (en) | Apparatus and Method For Remote Actuation of A Downhole Assembly | |
CN109267999A (en) | One kind is based on signal measurement and wireless transmitting system under the self-powered rod-pumped well of piezo-electric crystal | |
CN102226393B (en) | Pressure monitoring and sound wave generation device of downhole blowout prevention system and control method thereof | |
RU2215142C1 (en) | Bottomhole telemetering system with retrievable downhole instrument | |
WO2016023068A1 (en) | Monitoring of drilling parameters of drilling operations | |
CN109267962A (en) | A kind of motor driven compression rubber downhole blow-out preventer | |
RU25535U1 (en) | REMOVABLE BOTH BOTTOM TELEMETRY SYSTEM | |
CN109209351A (en) | One kind is based on signal measurement and wireless transmitting system under the self-powered rod-pumped well of piezoelectric fabric | |
RU2701747C2 (en) | Siren for drilling fluid with high signal power for remote measurements during drilling | |
CN113389542B (en) | Novel stratified water injection pulse generation system | |
RU2215139C1 (en) | Generator-multiplier for supply of bottomhole telemetering system | |
RU188077U1 (en) | Measuring device of an electric submersible pump installation | |
RU152446U1 (en) | BOTTOM TELEMETRIC SYSTEM WITH BIDIRECTIONAL HYDRAULIC COMMUNICATION CHANNEL | |
CN109184670A (en) | One kind is based on signal measurement and wireless transmitting system under the self-powered rod-pumped well of electromagnetic induction electricity generating principle | |
RU2646287C1 (en) | Telemetry system of wellbore monitoring | |
RU2777043C1 (en) | Downhole electrovalve (options) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050521 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150521 |