RU2263782C2 - Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263782C2 RU2263782C2 RU2003136481/03A RU2003136481A RU2263782C2 RU 2263782 C2 RU2263782 C2 RU 2263782C2 RU 2003136481/03 A RU2003136481/03 A RU 2003136481/03A RU 2003136481 A RU2003136481 A RU 2003136481A RU 2263782 C2 RU2263782 C2 RU 2263782C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- angles
- inclinometer
- sealed container
- deflector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к телеметрическим системам передачи забойной информации и может быть использовано при бурении разветвленно-горизонтальных стволов скважин с помощью забойных двигателей. Технический результат заключается в получении наглядной и достоверной забойной информации с упрощенным технологическим обслуживанием, позволяющей оперативно с меньшими трудозатратами контролировать и управлять бурением в заданном направлении с требуемой интенсивностью искривления. Способ основан на передаче забойной информации о положении отклонителя и величине зенитных и азимутальных углов скважин к наземным регистрирующим приборам в виде времяимпульсных сигналов по проводному каналу связи. При этом непрерывный контроль за указанными параметрами осуществляют в натуральном масштабе времени по визуальному отображению на экране компьютера индикатора слежения за положением отклонителя относительно магнитного меридиана и величины азимутальных и зенитных углов, видимых на забойных датчиках. Устройство для осуществления способа содержит датчик измерения угла установки отклонителя и инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, размещенных в герметичном контейнере, ориентированно закрепленном в немагнитном корпусе, жестко связанном с отклонителем, а также проводной канал связи забойных датчиков с наземными регистрирующими приборами, сбрасываемый через бурильную колонну. В герметичном контейнере устанавливают телевизионную камеру, против которой размещают инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, доступных для визуального наблюдения, и индикатором слежения за углом установки отклонителя, выполненным в виде линии-метки, нанесенной на сферическую крышку инклинометра и проходящей через ее полюсную точку. Герметичный контейнер с телекамерой и датчиками закрепляют на кабеле с возможностью его доставки в немагнитный корпус. Причем герметичный контейнер имеет узел фиксированного крепления с немагнитным корпусом. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к телеметрическим системам передачи забойной информации и может быть использовано при бурении разветвленно-горизонтальных стволов скважин с помощью забойных двигателей.
Известен способ непрерывного контроля пространственного положения отклонителя и инклинометрических измерений в процессе проводки скважин забойными двигателями, заключающийся в том, что полученная информация об угле установки отклонителя, а также зенитных и азимутальных углах после частотного модулирования передается на поверхность по проводному каналу связи в виде времяимпульсных сигналов, которые поступают в наземное приемно-регистрирующее устройство, где сигналы фильтруют, дешифруют и регистрируют с помощью записывающей аппаратуры. Калинин А.Г. и др., Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М., Недра, 1997, 200 с.
Способ реализован устройством, содержащим датчики зенитных и азимутальных углов, с подвижными рамками и магнитной стрелкой. Положение отклонителя контролируется датчиком, чувствительным к вектору гравитации. В качестве датчиков угловых параметров применены бесконтактные поворотные трансформаторы, работающие в режиме двухфазных фазовращателей.
Указанные датчики совместно с электронными преобразователями частотного модулирования размещены внутри герметичного контейнера, закрепленного в корпусе, изготовленном из немагнитной трубы и установленном над отклонителем. При этом угол установки отклонителя ориентируют относительно магнитного меридиана на заданную проектом величину.
Контакт забойных датчиков с наземной аппаратурой, включающей фильтр очистки от помех, пульт для дешифровки сигналов, регистрирующие приборы и самописцы, осуществляют с помощью сбрасываемого через бурильную колонну проводного канала связи. Калинин А.Г. и др. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М., Недра, 1997, 200 с.
Недостатком описанного способа является сложность схемы преобразования угла поворота и измеряемых инклинометрических углов в фазы выходного сигнала и последующей дешифровкой суммарного широтно-импульсного модулированного сигнала с выходом на регистрирующие приборы.
Сложность схемы передачи забойной информации определила конструкцию и устройство передающей (забойной) и приемной (наземной) аппаратуры, что отразилось не только на ее сложности, но и на габаритах устройства, исключающих его применение в скважинах малого диаметра.
Кроме того, в условиях агрессивной среды трудно обеспечить надежный электрический контакт сбрасываемого кабеля с забойной аппаратурой, что снижает надежность и качество передаваемой информации.
Известен инклинометр, включающий цилиндрический корпус с верхней прозрачной частью, заполненной инертной жидкостью, в которой во взвешенном состоянии размещен шар с вмонтированными в него чувствительным магнитным элементом и отвесом, при этом на поверхность шара нанесена измерительная градусная сетка. (Патент РК №3735, кл. Е 21 В 47/02, 2001.)
Задача изобретения состоит в упрощении технологической оснастки, обеспечивающей передачу забойной информации, уменьшении трудоемкости измерений, повышении их качества и надежности и расширении области применения.
Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в получении наглядной и достоверной забойной информации с упрощенным технологическим обслуживанием, позволяющей оперативно с меньшими трудозатратами контролировать и управлять бурением в заданном направлении с требуемой интенсивностью искривления.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин, основанном на передаче забойной информации о положении отклонителя и величине зенитных и азимутальных углов скважин к наземным регистрирующим приборам в виде времяимпульсных сигналов по проводному каналу связи, согласно изобретению, непрерывный контроль за указанными параметрами осуществляют в натуральном масштабе времени по визуальному отображению на экране компьютера индикатора слежения за положением отклонителя относительно магнитного меридиана и величины азимутальных и зенитных углов, видимых на забойных датчиках.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин, содержащем датчик измерения угла установки отклонителя и инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, размещенных в герметичном контейнере, ориентированно устанавливаемом в немагнитном корпусе, жестко связанном с отклонителем, а также проводной канал связи забойных датчиков с наземными регистрирующими приборами, сбрасываемый через бурильную колонну, согласно изобретению, в герметичном контейнере устанавливают телевизионную камеру, против которой размещают инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, доступных для визуального наблюдения, и индикатором слежения за углом установки отклонителя, выполненным в виде линии-метки, нанесенной на сферическую крышку инклинометра и проходящей через ее полюсную точку, при этом герметичный контейнер с телекамерой и датчиками закрепляют на кабеле с возможностью его доставки в немагнитный корпус, причем герметичный контейнер имеет узел фиксированного крепления с немагнитным корпусом.
На фиг.1 изображено устройство для непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин, общий вид. На фиг.2 показана градусная сетка инклинометра, доступная для визуального наблюдения.
Устройство для непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин содержит породоразрушающий инструмент 1, забойный двигатель 2, отклонитель 3, жестко связанный с немагнитным корпусом 4, куда доставляется герметичный контейнер 5 с телекамерой 6, инклинометром 7 и индикатором слежения 8. Фиксированная посадка контейнера 5 в немагнитный корпус 4 осуществляется с помощью наконечника 9 с винтовым вырезом и ловителя 10. Контейнер 5 доставляют на кабеле 11 через бурильную колонну 12. Забойная информация передается на компьютер 13 посредством кабеля 11.
Инклинометр 7 содержит сферический поплавок, на поверхность которого нанесена градусная сетка 14 (фиг.2). Индикатор слежения 8 представляет собой линию, нанесенную на прозрачную крышку корпуса инклинометра и проходящую через реперную точку 15, она же является полюсной точкой прозрачной крышки корпуса инклинометра и реперной точкой отсчета.
Горизонтальная ось инклинометра всегда устанавливается по направлению силовых линий магнитного поля земли, а вертикальная - в направлении вектора силы тяжести, в то время как положение реперной точки 15 определяется направлением и наклоном апсидальной плоскости.
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
На поверхности устройство собирают в последовательности, представленной на фиг.1. При этом направление действия отклонителя 3 разворачивают относительно ловителя 10 на расчетный угол, а индикатор слежения 8 путем поворота корпуса инклинометра совмещают с плоскостью, симметрично секущей винтовой вырез наконечника 9. Устройство, включая позиции 5-9, 11, 13, опускают на забой скважины с помощью бурильной колонны 12, после чего на кабеле 11 опускают герметичный контейнер 5 в немагнитный корпус 4, который жестко связан с отклонителем 3. При этом винтовой вырез наконечника 9 поворачивает герметичный контейнер 5, а вместе с ним инклинометр 7 и индикатор слежения 8 так, что ловитель 10 и индикатор слежения 8 образуют одну прямую линию.
Далее ротором, выполняющим роль тормозной колодки, не дающей провернуться бурильной колонне путем отслеживания на экране компьютера, поворачивают последнюю до тех пор, пока линия индикатора слежения 8 из первоначального положения (пунктирная линия) не станет параллельной линии инклинометра север-юг (фиг.2), что отслеживается по экрану компьютера.
Дальнейшие действия сводятся к заклиниванию ротора, включению забойного двигателя и бурению в заданном проектом направлении.
Здесь следует иметь в виду, что при работе забойного двигателя, помимо вращающегося момента, на его валу создается реактивный момент, который воспринимается и компенсируется неподвижной бурильной колонной при застопоренном роторе. Поскольку бурильная колонна из-за своей достаточно большой линейной протяженности является довольно гибким звеном, то возникающий реактивный момент поворачивает забойный двигатель в направлении, обратном вращению до тех пор, пока накопленная потенциальная энергия в закрученной колонне не компенсирует реактивные силы забойного двигателя. Это сбивает отклонитель с заданного направления. Кроме того, в процессе бурения длина колонны непрерывно увеличивается, что уменьшает ее жесткость. К тому же возможные различного рода спонтанные колебания всей системы при бурении, например при смене разрушаемой породы, изменении режима промывки, приводят к непредсказуемым изменениям направления действия отклонителя и требуют непрерывного контроля за индикатором слежения, отмечающего эти изменения направления, и периодического подкручивания колонны и отклонителя с помощью ротора.
По отображению на экране компьютера определяют также углы искривления скважин по положению реперной точки 15 (фиг.2) относительно градусной сетки 14, что дает возможность оперативного изменения, в случае необходимости, программы проводки скважин по заданному профилю.
Компьютерная программа по визуальному отображению углов искривления может отстраивать профиль скважины в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Предлагаемый способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения углов скважин в процессе бурения и устройство для его осуществления упрощают конструкцию и технологию получения информации о забойных процессах и повышают качество и надежность проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин в различных геолого-технических условиях.
Claims (4)
1. Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин, основанный на передаче забойной информации о положении отклонителя и величине зенитных и азимутальных углов скважин к наземным регистрирующим приборам по проводному каналу связи, отличающийся тем, что непрерывный контроль за указанными параметрами осуществляют в натуральном масштабе времени по визуальному отображению на экране компьютера индикатора слежения за положением отклонителя относительно магнитного меридиана и величины азимутальных и зенитных углов, видимых на забойных датчиках.
2. Устройство для непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин, содержащее датчик измерения угла установки отклонителя и инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, размещенные в герметичном контейнере, ориентированно устанавливаемом в немагнитном корпусе, жестко связанном с отклонителем, а также проводной канал связи забойных датчиков с наземными регистрирующими приборами, сбрасываемый через бурильную колонну, отличающееся тем, что в герметичном контейнере установлена телевизионная камера, напротив которой размещен инклинометр с датчиками зенитных и азимутальных углов, доступных для визуального наблюдения, и индикатором слежения за углом установки отклонителя, выполненным в виде линии-метки, нанесенной на сферическую крышку инклинометра и проходящей через ее полюсную точку.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что герметичный контейнер с телекамерой и датчиками закреплен на кабеле с возможностью его доставки в немагнитный корпус.
4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что герметичный контейнер имеет узел фиксированного крепления с немагнитным корпусом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136481/03A RU2263782C2 (ru) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136481/03A RU2263782C2 (ru) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003136481A RU2003136481A (ru) | 2005-05-20 |
RU2263782C2 true RU2263782C2 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35820367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003136481/03A RU2263782C2 (ru) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263782C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459951C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Устройство для измерения зенитных и азимутальных углов скважин |
RU2495374C1 (ru) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Устройство для измерения пространственных угловых отклонений |
RU2496004C2 (ru) * | 2009-02-20 | 2013-10-20 | Кэнриг Дриллинг Текнолоджи Лтд | Оценочный лист бурения |
RU2728000C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ проводки горизонтального ствола скважины в целевом интервале осадочных пород на основании элементного анализа шлама |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102061909B (zh) * | 2010-12-14 | 2012-12-12 | 山东大学 | 圆盘刻度定方位角的工艺方法 |
-
2003
- 2003-12-16 RU RU2003136481/03A patent/RU2263782C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЛИНИН А.Г. и др., Бурение наклонных и горизонтальных скважин, Москва, Недра, 1997, с.200. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496004C2 (ru) * | 2009-02-20 | 2013-10-20 | Кэнриг Дриллинг Текнолоджи Лтд | Оценочный лист бурения |
RU2496004C9 (ru) * | 2009-02-20 | 2013-12-27 | Кэнриг Дриллинг Текнолоджи Лтд | Оценочный лист бурения |
RU2459951C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Устройство для измерения зенитных и азимутальных углов скважин |
RU2495374C1 (ru) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Устройство для измерения пространственных угловых отклонений |
RU2728000C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ проводки горизонтального ствола скважины в целевом интервале осадочных пород на основании элементного анализа шлама |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003136481A (ru) | 2005-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10365401B2 (en) | System for geosteering and formation evaluation utilizing near-bit sensors | |
US3753296A (en) | Well mapping apparatus and method | |
US4197654A (en) | Survey apparatus and method employing all latitude, all attitude gyrocompassing | |
US5652617A (en) | Side scan down hole video tool having two camera | |
CA1123237A (en) | Mapping apparatus employing two input axis gyroscopic means | |
US4813274A (en) | Method for measurement of azimuth of a borehole while drilling | |
US5163521A (en) | System for drilling deviated boreholes | |
US5657547A (en) | Rate gyro wells survey system including nulling system | |
US6736222B2 (en) | Relative drill bit direction measurement | |
US5602541A (en) | System for drilling deviated boreholes | |
US4611405A (en) | High speed well surveying | |
EP0900917A1 (en) | An apparatus and system for making at-bit measurements while drilling | |
US4468863A (en) | High speed well surveying | |
US20050193811A1 (en) | Method and system for detecting conditions inside a wellbore | |
US3137077A (en) | Drill-hole direction indicator | |
NO167103B (no) | Apparat til maaling av et elements dreiehastighet. | |
US3935642A (en) | Directional drilling of bore holes | |
US4459760A (en) | Apparatus and method to communicate information in a borehole | |
RU2263782C2 (ru) | Способ непрерывного контроля за направлением действия отклонителя, измерения зенитных и азимутальных углов скважин и устройство для его осуществления | |
GB2027904A (en) | Determining bore-hole orientation | |
KR101896984B1 (ko) | 지표면 지형지물의 기준점 위치 확인과 지형정보를 이용한 공간영상도화 시스템 | |
US4696112A (en) | Bore hole navigator | |
EP2514916B1 (en) | Apparatus and method for monitoring geotechnical and structural parameters of soils, rocks and structures in general, in holes having different inclinations or on surfaces having different spatial orientations | |
US4245498A (en) | Well surveying instrument sensor | |
RU2066749C1 (ru) | Способ инклинометрии обсаженной скважины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091217 |