RU2219336C2 - Telemetering system controlling downhole parameters - Google Patents

Telemetering system controlling downhole parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2219336C2
RU2219336C2 RU2001104365/03A RU2001104365A RU2219336C2 RU 2219336 C2 RU2219336 C2 RU 2219336C2 RU 2001104365/03 A RU2001104365/03 A RU 2001104365/03A RU 2001104365 A RU2001104365 A RU 2001104365A RU 2219336 C2 RU2219336 C2 RU 2219336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modules
centralizers
module
centralizer
electronic equipment
Prior art date
Application number
RU2001104365/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001104365A (en
Inventor
С.Е. Варламов
А.М. Порваль
А.В. Токмань
Original Assignee
ООО КБ "Тополь"
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 ООО КБ "Тополь" filed Critical ООО КБ "Тополь"
Priority to RU2001104365/03A priority Critical patent/RU2219336C2/en
Publication of RU2001104365A publication Critical patent/RU2001104365A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2219336C2 publication Critical patent/RU2219336C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drilling of holes, control over downhole parameters in process of drilling. SUBSTANCE: proposed telemetering system contains transmitter and electronic equipment assembled in the form of modules and including power supply unit, transducers of measured parameters and data processor. Modules of electronic equipment are set right in drill pipe after transmitter. Module with transducers of measured parameters is placed beneath, at maximal distance from joints of drill pipe. Centralizers which interjoin modules are installed between individual modules. Lowest centralizer showing free side is positioned in addition. Each module is fixed by mobile bushing placed on corresponding centralizer and nut pressed against face of module against turn. Teeth are made on faces of mobile bushing and bodies of modules. Both sides of centralizers can have connecting threads, connectors and concentric grooves to accommodate sealing rings. Mobile bushings of centralizers are mounted for axial movement alone and are fixed against turn by guiding screws or lock-pins. Lowest centralizer can be closed on free side by cover carrying on face same teeth as on faces of mobile bushing and bodies of modules. EFFECT: secured anchoring and protection of downhole equipment against high pressure, provision for uninterrupted operation of downhole equipment, increased measurement accuracy. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии обеспечения бурения под нефть, газ и для других целей. Конкретно, изобретение предназначено для определения пространственной ориентации компоновки низа бурильной колонны, а также оперативного управления бурением наклонно-направленных и горизонтальных скважин.The invention relates to a technology for providing drilling for oil, gas and for other purposes. Specifically, the invention is intended to determine the spatial orientation of the layout of the bottom of the drill string, as well as the operational control of the drilling of directional and horizontal wells.

Известна телеметрическая система “Забой” по отчету ВНИИГИС, 1993, имеющая модульную компоновку и содержащая модули технологических, геофизических и инклинометрических преобразователей, турбогенератор, модуль передающего устройства, электрический разделитель. Недостатком телеметрической системы является наличие корпусных деталей, конструкция которых имеет высокую жесткость, ограничивающую радиус траектории при бурении наклонно-направленных скважин.The well-known telemetry system “Slaughter” according to the report of VNIIGIS, 1993, having a modular layout and containing modules of technological, geophysical and inclinometric converters, a turbogenerator, a transmitter module, an electric separator. The disadvantage of the telemetry system is the presence of body parts, the design of which has high rigidity, limiting the radius of the trajectory when drilling directional wells.

Известна телеметрическая система по патенту РФ №2105880, МКП 6 Е 21 В 47/12, включающая бурильную колонну, корпус, блок питания, измерительные модули, модуль передающего устройства, электрический разделитель. Диаметры корпуса измерительных модулей и блока питания выполнены меньше внутреннего диаметра бурильной колонны. Отдельные модули соединены между собой гибкими в радиальном направлении и жесткими в продольном направлении связями. В качестве связи между модулями использованы гибкие в радиальном направлении металлические трубы диаметром, меньшим диаметра корпуса модулей. На трубах у оснований модулей расположены центраторы, а внутри труб размещены электрические провода, осуществляющие электрическую связь между модулями. Сложность конструкции приводит к снижению надежности и увеличивает время на подготовку телеметрической системы к работе. Существенным недостатком телеметрической системы является также отсутствие фиксации модулей и центраторов от разворота, вследствие чего снижается точность измерения инклинометрических параметров, а также происходит разгерметизация корпуса модуля и выход из строя электронной аппаратуры.Known telemetry system according to the patent of the Russian Federation No. 2105880, MCP 6 E 21 V 47/12, including a drill string, a housing, a power supply, measuring modules, a transmitter module, an electrical splitter. The diameters of the housing of the measuring modules and the power supply are made smaller than the inner diameter of the drill string. The individual modules are interconnected by flexible in the radial direction and rigid in the longitudinal direction of the bonds. As a connection between the modules, radially flexible metal pipes with a diameter smaller than the diameter of the module casing were used. Centralizers are located on the pipes at the base of the modules, and inside the pipes are electric wires that provide electrical communication between the modules. The complexity of the design leads to a decrease in reliability and increases the time to prepare the telemetry system for work. A significant drawback of the telemetry system is also the lack of fixation of modules and centralizers from a turn, which reduces the accuracy of measuring inclinometric parameters, as well as depressurization of the module housing and failure of electronic equipment.

Задачами создания изобретения являются:The objectives of the invention are:

- обеспечение крепления и защиты скважинной аппаратуры от воздействия высокого давления;- providing fastening and protection of downhole equipment from high pressure;

- обеспечение бесперебойной работы скважинной аппаратуры,- ensuring the smooth operation of downhole equipment,

- повышение точности измерений,- improving the accuracy of measurements,

- обеспечение удобства в работе,- providing convenience in work,

- повышение скорости монтажа и демонтажа телеметрической системы в составе бурильной колонны.- increasing the speed of installation and dismantling of the telemetry system in the composition of the drill string.

Указанные задачи решены за счет новой компоновки телеметрической системы контроля забойных параметров.These problems are solved by the new layout of the telemetric monitoring system for downhole parameters.

Телеметрическая система контроля забойных параметров содержит передающее устройство и электронную аппаратуру, включающую блок питания, датчики измеряемых параметров, электронику обработки данных. Электронная аппаратура смонтирована в виде модулей, которые установлены после передающего устройства непосредственно в бурильной трубе, причем между отдельными модулями установлены центраторы. Каждый модуль зафиксирован от разворота подвижной втулкой, установленной на центраторе и прижатой к торцу корпуса модуля гайкой. На торцах подвижной втулки и корпусов модулей выполнены зубья, входящие при сборке в зацепление. Подвижные втулки центраторов имеют возможность только осевого перемещения и зафиксированы от разворота направляющими винтами или штифтами. Центратор с двух сторон имеет присоединительные резьбы, соединительные разъемы и концентрические канавки под уплотнительные кольца, что обеспечивает электрическое соединение отдельных модулей и герметичность электронной аппаратуры. Нижний центратор закрыт со свободной стороны крышкой, имеющей на торце такие же зубья, как на торцах подвижной втулки и корпусах модулей.The downhole telemetry monitoring system includes a transmitting device and electronic equipment, including a power supply, sensors of measured parameters, data processing electronics. The electronic equipment is mounted in the form of modules that are installed directly after the transmitter in the drill pipe, and centralizers are installed between the individual modules. Each module is fixed from rotation by a movable sleeve mounted on a centralizer and pressed against the end of the module housing by a nut. At the ends of the movable sleeve and the module housings, teeth are made that engage during assembly. The movable hubs of the centralizers can only axially move and are secured against rotation by guide screws or pins. The centralizer has connecting threads, connecting sockets and concentric grooves for sealing rings on both sides, which ensures the electrical connection of individual modules and the tightness of electronic equipment. The lower centralizer is closed on the free side by a cover having the same teeth on the end face as on the ends of the movable sleeve and the module housings.

Применение этих узлов и деталей позволило надежно смонтировать электронную аппаратуру и обеспечить ее работоспособность в скважинных условиях при высоком давлении и температуре, а также надежно сцентрировать и зафиксировать от разворота модуль с инклинометрическими датчиками, что позволило повысить точность измерения.The use of these units and parts made it possible to reliably mount electronic equipment and ensure its operability in downhole conditions at high pressure and temperature, as well as reliably center and fix a module with inclinometric sensors from a turn, which made it possible to increase the measurement accuracy.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. удовлетворяет критериям изобретения. Изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков обеспечивает получение новых технических результатов.Patent studies have shown that the proposed technical solution has novelty, industrial applicability and inventive step, i.e. satisfies the criteria of the invention. The inventive step is confirmed by the fact that a new set of essential features provides new technical results.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-3, гдеThe invention is illustrated in figures 1-3, where

на фиг.1 приведена забойная телеметрическая система,figure 1 shows the downhole telemetry system,

на фиг.2 показано соединение отдельных модулей с центратором,figure 2 shows the connection of individual modules with a centralizer,

на фиг.3 показан вариант исполнения зубьев, которые обеспечивают фиксацию корпуса модуля подвижной втулкой от разворота,figure 3 shows an embodiment of the teeth, which provide fixation of the module housing with a movable sleeve from a turn,

на фиг.4 показан вид на зубья со стороны торца.figure 4 shows a view of the teeth from the side of the end.

Телеметрическая система контроля забойных параметров содержит передающее устройство 1 и электронную аппаратуру, включающую блок питания, датчики измеряемых параметров, электронику обработки данных. Электронная аппаратура смонтирована в виде модулей 2, которые установлены после передающего устройства непосредственно в бурильной трубе 3, причем между отдельными модулями установлены центраторы 4. Каждый модуль зафиксирован от разворота подвижной втулкой 5, установленной на центраторе 4 и прижатой к торцу корпуса модуля гайкой 6. На торцах подвижной втулки и корпусов модулей выполнены зубья 7 и 8, входящие при сборке в зацепление. Подвижные втулки центраторов имеют возможность только осевого перемещения и зафиксированы от разворота направляющими винтами или штифтами 9. Центратор с двух сторон имеет присоединительные резьбы, соединительные разъемы 10 и концентрические канавки под уплотнительные кольца 11. Нижний центратор закрыт со свободной стороны крышкой 12, имеющей на торце такие же зубья, как на торцах подвижной втулки 5 и корпусах модулей 2.The telemetry system for monitoring downhole parameters includes a transmitting device 1 and electronic equipment, including a power supply, sensors of the measured parameters, data processing electronics. The electronic equipment is mounted in the form of modules 2, which are installed immediately after the transmission device in the drill pipe 3, and centralizers 4 are installed between the individual modules. Each module is fixed against rotation by a movable sleeve 5 mounted on the centralizer 4 and pressed against the end of the module case by nut 6. On the ends of the movable sleeve and the module housings have teeth 7 and 8, which are engaged during assembly. The movable hubs of the centralizers have only axial movement and are secured against rotation by guiding screws or pins 9. The centralizer has connecting threads, connectors 10 and concentric grooves for O-rings on both sides 11. The lower centralizer is closed on the free side by a cover 12 having such an end the same teeth as on the ends of the movable sleeve 5 and the cases of the modules 2.

Телеметрическая система контроля забойных параметров работает следующим образом. Датчики измеряемых параметров производят регистрацию температуры, давления, магнитного поля и т.д. Полученная информация поступает на электронику обработки данных, где информация обрабатывается, и поступает на передающее устройство 1, которое формирует сигнал для передачи на поверхность. Блок питания обеспечивает электронную аппаратуру электроэнергией. Чтобы уменьшить погрешность измерения магнитного поля, необходимого для определения азимута скважины датчики измеряемых параметров размещены внизу, что соответствует максимальному удалению от стальных замков легкосплавной бурильной трубы 3. Центраторы 4 соединяют отдельные модули 2 между собой, ориентируют модули в бурильной трубе. При сборке модуля с центратором происходит электрическое соединение разъема, допускающего вращение, и герметизация соединения модуля с центратором уплотнительными кольцами 13. Подвижные втулки 5 центраторов зафиксированы от разворота направляющими винтами или штифтами 9. Каждая подвижная втулка 5, установленная на центраторе 4, входит своими зубьями 7 в зацепление с зубьями 8, выполненными на торце модуля, и фиксируется гайкой 6, которая предотвращает ее осевое смещение, а также разворот модуля. Угол α, образованный зубом, меньше, чем половина угла β, образованного зубом и впадиной, что обеспечивает свободную сборку модуля и центратора.The telemetric system for monitoring downhole parameters works as follows. Sensors of measured parameters record temperature, pressure, magnetic field, etc. The received information goes to the data processing electronics, where the information is processed, and goes to the transmitting device 1, which generates a signal for transmission to the surface. The power supply provides electronic equipment with electricity. To reduce the error in measuring the magnetic field necessary to determine the azimuth of the well, the sensors of the measured parameters are located below, which corresponds to the maximum distance from the steel locks of the alloy drill pipe 3. Centralizers 4 connect the individual modules 2 to each other, orient the modules in the drill pipe. When assembling the module with the centralizer, the rotary connector is electrically connected, and the module is connected to the centralizer by sealing rings 13. The movable sleeves 5 of the centralizers are fixed against rotation by the guide screws or pins 9. Each movable sleeve 5 mounted on the centralizer 4 enters with its teeth 7 in engagement with the teeth 8, made at the end of the module, and is fixed with a nut 6, which prevents its axial displacement, as well as the rotation of the module. The angle α formed by the tooth is less than half the angle β formed by the tooth and the cavity, which allows for free assembly of the module and the centralizer.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Обеспечить крепление и защиту скважинной аппаратуры от воздействия высокого давления и температуры.1. To secure and protect the downhole equipment from high pressure and temperature.

2. Повысить точность измерений.2. Improve measurement accuracy.

3. Обеспечить бесперебойную работу скважинной аппаратуры.3. To ensure uninterrupted operation of downhole equipment.

4. Обеспечить унификацию деталей телеметрической системы.4. To ensure the unification of the details of the telemetry system.

5. Снизить трудоемкость обслуживания при эксплуатации телеметрической системы.5. Reduce the complexity of maintenance during the operation of the telemetry system.

Claims (5)

1. Телеметрическая система контроля забойных параметров, содержащая передающее устройство и электронную аппаратуру, смонтированную в виде модулей и включающую блок питания, датчики измеряемых параметров и электронику обработки данных, при этом модули электронной аппаратуры установлены после передающего устройства непосредственно в бурильной трубе и между отдельными модулями установлены центраторы, отличающаяся тем, что модуль с датчиками измеряемых параметров размещен внизу, на максимальном удалении от замков бурильной трубы, центраторы соединяют модули между собой, при этом дополнительно введен нижний центратор, имеющий свободную сторону, а каждый модуль зафиксирован от разворота подвижной втулкой, установленной на соответствующем центраторе и прижатой к торцу модуля гайкой.1. A downhole telemetry monitoring system containing a transmitting device and electronic equipment mounted in the form of modules and including a power supply unit, sensors of measured parameters and data processing electronics, while the electronic equipment modules are installed after the transmitting device directly in the drill pipe and between the individual modules are installed centralizers, characterized in that the module with the sensors of the measured parameters is located below, at the maximum distance from the drill pipe locks, cent Ator connect modules to each other, wherein the bottom additionally introduced centralizer having a free side, and each unit is fixed by turning the movable sleeve mounted on the corresponding centralizer and pressed against the end face of the nut unit. 2. Телеметрическая система контроля забойных параметров по п.1, отличающаяся тем, что на торцах подвижной втулки и корпусах модулей выполнены зубья.2. The telemetry system for monitoring downhole parameters according to claim 1, characterized in that the teeth are made at the ends of the movable sleeve and the module bodies. 3. Телеметрическая система контроля забойных параметров по п.1 или 2, отличающаяся тем, что подвижные втулки центраторов имеют возможность только осевого перемещения и зафиксированы от разворота направляющими винтами или штифтами.3. The telemetry system for monitoring downhole parameters according to claim 1 or 2, characterized in that the movable hubs of the centralizers are only able to axially move and are fixed from rotation by guide screws or pins. 4. Телеметрическая система контроля забойных параметров по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что центраторы с двух сторон имеют присоединительные резьбы, соединительные разъемы и концентрические канавки под уплотнительные кольца.4. The telemetry system for monitoring downhole parameters according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the centralizers on both sides have connecting threads, connecting sockets and concentric grooves for the sealing rings. 5. Телеметрическая система контроля забойных параметров по любому из пп.2-4, отличающаяся тем, что нижний центратор закрыт со свободной стороны крышкой, имеющей на торце такие же зубья, как на торцах подвижной втулки и корпусах модулей.5. The telemetry system for monitoring downhole parameters according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the lower centralizer is closed on the free side by a lid having the same teeth on the end as on the ends of the movable sleeve and the module housings.
RU2001104365/03A 2001-02-19 2001-02-19 Telemetering system controlling downhole parameters RU2219336C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104365/03A RU2219336C2 (en) 2001-02-19 2001-02-19 Telemetering system controlling downhole parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104365/03A RU2219336C2 (en) 2001-02-19 2001-02-19 Telemetering system controlling downhole parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001104365A RU2001104365A (en) 2003-02-20
RU2219336C2 true RU2219336C2 (en) 2003-12-20

Family

ID=32065265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001104365/03A RU2219336C2 (en) 2001-02-19 2001-02-19 Telemetering system controlling downhole parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2219336C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651826C1 (en) * 2017-02-10 2018-04-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" Flexible connection for well complexes
CN111648763A (en) * 2020-07-15 2020-09-11 重庆科技学院 While-drilling well leakage prediction and leakage point measurement nipple

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МОЛЧАНОВ А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра, 1983, с.151-183. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651826C1 (en) * 2017-02-10 2018-04-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" Flexible connection for well complexes
CN111648763A (en) * 2020-07-15 2020-09-11 重庆科技学院 While-drilling well leakage prediction and leakage point measurement nipple
CN111648763B (en) * 2020-07-15 2024-03-19 重庆科技学院 Short joint for leakage prediction and leakage point measurement while drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6688396B2 (en) Integrated modular connector in a drill pipe
US5725061A (en) Downhole drill bit drive motor assembly with an integral bilateral signal and power conduction path
RU2304718C2 (en) Section of pipe column with wires (variants) and inductive communication device for said section
US9874083B2 (en) Downhole probes and systems
US10287871B2 (en) Axially-supported downhole probes
RU2524068C1 (en) Universal adapter for downhole drill motor with conductors or ports
US8474875B2 (en) Repeater for wired pipe
US20110308795A1 (en) Downhole signal coupling system
RU2552249C2 (en) Port of light connection for use on well instruments
RU2219336C2 (en) Telemetering system controlling downhole parameters
RU19091U1 (en) BOTTOM TELEMETRY SYSTEM
CN106685630A (en) Underground bidirectional communication device
CN112771246A (en) Data collection and communication device between tubular columns of oil and gas well
RU2190097C2 (en) Telemetering system for logging in process of drilling
CN213176013U (en) Wired electric pump testing device for offshore oil field
US8821137B2 (en) Modular down hole gauge for use in retrievable electric submersible pump systems with wet connect
US10060216B2 (en) Multiple channel rotary electrical connector
CN112483010B (en) Downhole tool
CN201943692U (en) Main measuring housing for measuring instrument while drilling
CN116723428B (en) Near-bit guiding system and screw drilling tool
RU94042363A (en) Downhole telemetering system
CN214273627U (en) Mining continuous wave mud impulse generator
CN110761777B (en) Pulse generator for well logging
US11473418B1 (en) Horizontal directional drilling system and method
RU2101488C1 (en) Device for measuring changes of inner diameter of casing strings

Legal Events

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

Effective date: 20040220