RU2278236C1 - Controlled directional well and horizontal well drilling device - Google Patents

Controlled directional well and horizontal well drilling device Download PDF

Info

Publication number
RU2278236C1
RU2278236C1 RU2004132953/03A RU2004132953A RU2278236C1 RU 2278236 C1 RU2278236 C1 RU 2278236C1 RU 2004132953/03 A RU2004132953/03 A RU 2004132953/03A RU 2004132953 A RU2004132953 A RU 2004132953A RU 2278236 C1 RU2278236 C1 RU 2278236C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
whipstock
position measuring
orientator
hydraulic
Prior art date
Application number
RU2004132953/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004132953A (en
Inventor
Василий Прокопьевич Чупров (RU)
Василий Прокопьевич Чупров
Рамиль Анварович Шайхутдинов (RU)
Рамиль Анварович Шайхутдинов
Алексей Викторович Бельков (RU)
Алексей Викторович Бельков
Юрий Семенович Мишин (RU)
Юрий Семенович Мишин
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС")
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические системы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТС")
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 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС"), Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические системы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТС") filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС")
Priority to RU2004132953/03A priority Critical patent/RU2278236C1/en
Publication of RU2004132953A publication Critical patent/RU2004132953A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2278236C1 publication Critical patent/RU2278236C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: well drilling, particularly to control well direction.
SUBSTANCE: device comprises drilling bit, downhole motor with whipstock, whipstock position measuring module, hydraulic orientator and measuring and telemetric module arranged in non-magnetic sub and connected with ground-based reception and processing complex. Whipstock position measuring module comprises body with central flushing orifice on which electrode is arranged. The electrode is located between insulators and is electrically isolated from the body. Electric circuits, measuring sensors, power source and transmission means are installed in the body. Reception and processing means are included in measuring and telemetric module so that the reception and processing means is separated from whipstock position measuring module by electric spacer and is adapted to receive electric signals from whipstock position measuring module transmitter. Accelerometers may be included in measuring sensors of whipstock position measuring module. Whipstock, whipstock position measuring module and hydraulic orientator may be connected one to another by quick-releasable connector, for instance by thread.
EFFECT: increased well quality, possibility to use flexible drilling pipes, namely coiled tubing, for well drilling.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения и предназначено для контроля за направлением траектории наклонно-направленных и горизонтальных скважин с использованием гибких непрерывных бурильных труб (колтюбинга).The invention relates to the field of drilling and is intended to control the direction of the trajectory of directional and horizontal wells using flexible continuous drill pipes (coiled tubing).

При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин традиционным методом используется компоновка низа бурильной колонны (КНБК), состоящая из долота, забойного двигателя с отклонителем, установленная внизу буровой трубы, при этом ориентация отклонителя осуществляется за счет вращения с поверхности колонны буровых труб. Контроль за траекторией ствола скважины осуществляется по данным инклинометрии и гамма-каротажа.When drilling directional and horizontal wells by the traditional method, the bottom of the drill string (BHA) is used, consisting of a bit, a downhole motor with a diverter installed at the bottom of the drill pipe, while the diverter is oriented due to rotation from the surface of the drill pipe string. Monitoring of the wellbore trajectory is carried out according to inclinometry and gamma-ray logging data.

Известна навигационно-технологическая компьютеризированная система (НТКС) "Волна" для контроля за проводкой наклонно-направленных и горизонтальных стволов скважин (НТВ "Каротажник". - Тверь: Изд. АИС, 2002. - Вып.94. - С.93-97).Known navigation and technological computerized system (NTKS) "Wave" for monitoring the wiring of directional and horizontal wellbores (NTV "Logger". - Tver: Ed. AIS, 2002. - Iss. 94. - S.93-97) .

Система "Волна" разработки OOO "Союзпромгеофизика" содержит буровую колонну, забойный двигатель с отклонителем, долото, гидравлический ориентатор. В буровую колонну на каротажном кабеле спускается скважинный навигационный прибор, который может содержать инклинометры, индикаторы ГК, датчик давления, помещенные в немагнитный переводник. В состав системы входит наземная станция.The Volna system developed by Soyuzpromgeofizika LLC contains a drill string, a downhole motor with a diverter, a chisel, and a hydraulic orientator. A downhole navigation device, which may include inclinometers, GK indicators, a pressure sensor placed in a non-magnetic sub, is lowered into the drill string on the wireline. The system includes a ground station.

НТКС "Волна" предназначена для получения и обработки информации о характере искривления ствола скважины в реальном масштабе времени, прогнозирования и корректировки траектории ствола скважины.NTKS “Volna” is designed to receive and process information about the nature of the wellbore curvature in real time, to predict and correct the wellbore trajectory.

Такую компоновку при бурении с использованием колтюбинга применить нельзя, так как из-за своих конструктивных особенностей колтюбинговые установки не имеют возможность вращать КНБК. Для ориентации долота при бурении с колтюбингом в состав КНБК включается ориентатор, который поворачивает КНБК и долото на необходимый угол.Such a layout cannot be used when drilling using coiled tubing, because, due to its design features, coiled tubing units are not able to rotate the BHA. To orient the bit when drilling with coiled tubing, an orientator is included in the BHA, which rotates the BHA and bit at the required angle.

Управление ориентатором осуществляется с поверхности. Привод этого механизма может быть гидравлический или электрический (по кабелю). Самый простой - по перепаду давления бурового раствора.The orientator is controlled from the surface. The drive of this mechanism can be hydraulic or electric (via cable). The simplest is the differential pressure of the drilling fluid.

Известна компоновка КНБК для бурения наклонно-направленных скважин колтюбингом, содержащая винтовой забойный двигатель с искривленным переходником (отклонителем), двойной переводник с обратным клапаном, немагнитную утяжеленную буровую трубу (УБТ) с измерительными приборами систем телеметрии, быстроразъемный соединитель, ориентатор и соединитель с гибкой трубой (Груздилович Л., Шуригин Г., Каблаш С. Бурение скважин с применением колтюбинга. // Технологии ТЭК. Специальное приложение к журналу "Нефть и капитал". - 2002. - №7. - С.34.).There is a known BHA arrangement for drilling directional wells with coiled tubing, comprising a downhole screw motor with a bent adapter (diverter), a double sub with a check valve, a non-magnetic weighted drill pipe (UBT) with measuring instruments for telemetry systems, a quick disconnect connector, an orientator, and a bend connector (Gruzdilovich L., Shurigin G., Kablash S. Drilling wells using coiled tubing. // Fuel and Energy Complex Technologies. Special supplement to the journal "Oil and Capital". - 2002. - No. 7. - P.34.).

Измерительные приборы (инклинометрический датчик, датчик гамма-каротажа, датчик нагрузки на долото и др.) расположены в УБТ в непосредственной близости от забойного двигателя и обеспечивают контроль за процессом бурения.Measuring instruments (inclinometric sensor, gamma-ray sensor, bit load sensor, etc.) are located in the drill collar in the immediate vicinity of the downhole motor and provide control over the drilling process.

Такая компоновка эффективна при использовании электрического ориентатора, управляемого с поверхности с помощью пропущенного внутри трубы кабеля, при этом немагнитную УБТ с измерительными приборами систем телеметрии можно разместить ниже направляющего инструмента (ориентатора).Such an arrangement is effective when using an electric orientator controlled from the surface by means of a cable passed inside the pipe, while a non-magnetic drill collar with measuring instruments of telemetry systems can be placed below the guide tool (orientator).

При использовании гидравлического ориентатора, управляемого с поверхности через перепад давления, установить телесистему ниже ориентатора очень проблематично из-за сложности технической задачи - проводки кабеля через гидравлический ориентатор, что резко понижает надежность КНБК.When using a hydraulic orientator controlled from the surface through a differential pressure, it is very problematic to install a telesystem below the orientator due to the complexity of the technical task of cable routing through the hydraulic orientator, which drastically reduces the reliability of the BHA.

Предлагаемое устройство решает задачу повышения надежности проводки наклонно-направленных скважин с использованием колтюбинга, включающего гидравлический ориентатор, за счет введения отдельного дополнительного модуля измерения положения отклонителя, установленного в непосредственной близости от последнего, и использования дополнительного беспроводного электромагнитного канала связи.The proposed device solves the problem of increasing the reliability of drilling directional wells using coiled tubing, including a hydraulic orientator, by introducing a separate additional module for measuring the position of the diverter installed in the immediate vicinity of the latter, and using an additional wireless electromagnetic communication channel.

Поставленная задача решается описываемым устройством для проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин, включающим долото, забойный двигатель с отклонителем, гидравлический ориентатор и расположенный в немагнитном переводнике модуль измерения и телеметрии, связанный посредством кабеля с наземным приемно-обрабатывающим комплексом, при этом между отклонителем и гидравлическим ориентатором установлен отдельный модуль измерения положения отклонителя (МИПО), содержащий корпус с центральным промывочным отверстием, на котором размещен электрод, расположенный между изоляторами и электрически изолированный от корпуса. В корпусе расположены электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство, а в модуль измерения и телеметрии введено приемно-обрабатывающее устройство, отделенное от МИПО электрическим разделителем и осуществляющее прием электромагнитных сигналов от передающего устройства МИПО.The problem is solved by the described device for drilling directional and horizontal wells, including a bit, a downhole motor with a diverter, a hydraulic orientator and a measurement and telemetry module located in the non-magnetic sub, connected via a cable to the ground receiving and processing complex, while between the diverter and the hydraulic the orientator installed a separate module for measuring the position of the deflector (MIPO), comprising a housing with a central flushing hole, on which Situated electrode disposed between the insulators and electrically insulated from the housing. The case contains electrical circuits, measuring sensors, a power source and a transmitting device, and a receiving and processing device is introduced into the measurement and telemetry module, separated from MIPO by an electric separator and receiving electromagnetic signals from the MIPO transmitting device.

В состав измерительных датчиков указанного модуля входят акселерометры, кроме того, отклонитель, указанный модуль и гидравлический ориентатор связаны между собой быстроразъемным соединением, например, при помощи резьбы.The composition of the measuring sensors of the specified module includes accelerometers, in addition, the diverter, the specified module and the hydraulic orientator are interconnected by a quick coupling, for example, by means of a thread.

На фиг.1 представлен общий вид устройства.Figure 1 presents a General view of the device.

На фиг.2 представлена конструкция модуля измерения положения отклонителя.Figure 2 presents the design of the module for measuring the position of the diverter.

Предлагаемое устройство на непрерывных гибких бурильных трубах 1 состоит из модуля измерения и телеметрии (МИТ), размещенного внутри стального диамагнитного переводника 2. На переводник 2 навернут корпусной электрический разделитель 3, ниже размещен гидравлический ориентатор 4, к нему на резьбе подсоединен модуль измерения положения (МИПО) 5 отклонителя, ниже навернут забойный двигатель с отклонителем 6, а на вал двигателя навернуто долото 7.The proposed device on continuous flexible drill pipes 1 consists of a measurement and telemetry module (MIT) located inside a steel diamagnetic sub 2. A case-mounted electrical divider 3 is screwed onto the sub 2, a hydraulic orientator 4 is placed below, a position measurement module is connected to it (MIPO ) 5 deflectors, a downhole motor with a deflector 6 is screwed lower, and a chisel 7 is likely on the motor shaft.

В модуле МИТ размещен приемно-обрабатывающий блок 8 сигналов, поступающих от модуля МИПО.In the MIT module there is a receiving-processing unit 8 of signals coming from the MIPO module.

МИПО (фиг.2) состоит из корпуса 9, на котором размещен центральный электрод 10, изолированный от корпуса покрытием 11 из электроизоляционного материала. В корпусе выполнены выемки 12, в них расположены электрические схемы 13, измерительные датчики 14, например акселерометр, и источник питания 15.MIPO (figure 2) consists of a housing 9, on which a central electrode 10 is placed, isolated from the housing by a coating 11 of electrical insulating material. In the housing there are recesses 12, in them are electrical circuits 13, measuring sensors 14, for example an accelerometer, and a power source 15.

В корпусе также размещен контактный узел 16, соединяющий электрическую схему с центральным электродом 10. Все эти элементы находятся в герметичной части модуля, изолированной от попадания скважинной жидкости с помощью уплотнительных элементов 17.The housing also houses a contact assembly 16 connecting the electrical circuit to the central electrode 10. All these elements are located in the sealed part of the module, isolated from the ingress of well fluid using sealing elements 17.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Система спускается в скважину на непрерывных гибких бурильных трубах 1 (см. фиг.1). Наземный приемно-обрабатывающий комплекс с устройством сопряжения (УСО) и Note-book обеспечивает прием и выдачу информации об измеряемых параметрах.The system descends into the borehole on a continuous flexible drill pipe 1 (see figure 1). The ground receiving-processing complex with the interface device (USO) and Note-book provides reception and delivery of information about the measured parameters.

Обеспечение получения информации с забоя скважины осуществляется поэтапно. Информация, измеренная МИПО 5 (который служит для контроля установки и корректировки апсидального угла), передается по беспроводному электромагнитному каналу связи на приемно-обрабатывающий блок МИТ.The provision of information from the bottom of the well is carried out in stages. The information measured by IIEP 5 (which serves to control the installation and adjust the apsidal angle) is transmitted via a wireless electromagnetic communication channel to the MIT receiving-processing unit.

МИТ наряду с данными, измеренными им самим, передает на поверхность по каротажному кабелю также и данные, полученные от МИПО в виде дополнительных каналов. На поверхности информация принимается и обрабатывается наземным приемно-обрабатывающим комплексом. На основе этих данных технолог дает команду на поворот с помощью гидравлического ориентатора 4 на заданный угол отклонителя 6 с долотом 7.MIT, along with the data measured by it, also transmits to the surface via a wireline the data received from IIEP in the form of additional channels. On the surface, information is received and processed by the ground receiving and processing complex. Based on these data, the technologist gives a command to turn with the help of a hydraulic orientator 4 to a given angle of the diverter 6 with a bit 7.

Преимущество предложенного устройства вытекает из конструктивных особенностей его компоновки, а именно за счет введения отдельного дополнительного модуля измерения положения отклонителя, установленного в непосредственной близости от последнего. В результате повышается надежность конструкции КНБК, и обеспечивается качественная проводка наклонно-направленных и горизонтальных скважин с использованием колтюбинга, включающего гидравлический ориентатор.The advantage of the proposed device arises from the design features of its layout, namely due to the introduction of a separate additional module for measuring the position of the diverter installed in the immediate vicinity of the latter. As a result, the reliability of the BHA design is increased, and high-quality wiring of directional and horizontal wells using coiled tubing, including a hydraulic orientator, is ensured.

Claims (3)

1. Устройство для проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин, включающее долото, забойный двигатель с отклонителем, гидравлический ориентатор и расположенный в немагнитном переводнике модуль измерения и телеметрии, связанный посредством кабеля с наземным приемно-обрабатывающим комплексом, отличающееся тем, что между отклонителем и гидравлическим ориентатором установлен отдельный модуль измерения положения отклонителя (МИПО), содержащий корпус с центральным промывочным отверстием, на котором размещен электрод, расположенный между изоляторами и электрически изолированный от корпуса, в корпусе расположены электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство, а в модуль измерения и телеметрии введено приемно-обрабатывающее устройство, отделенное от МИПО электрическим разделителем и осуществляющее прием электромагнитных сигналов от передающего устройства МИПО.1. A device for conducting directional and horizontal wells, including a bit, a downhole motor with a diverter, a hydraulic orientator and a measurement and telemetry module located in a non-magnetic sub, connected via a cable to a ground receiving and processing complex, characterized in that between the diverter and the hydraulic the orientator installed a separate module for measuring the position of the deflector (MIPO), comprising a housing with a central flushing hole on which the electrode is located Between the insulators and electrically isolated from the housing, electrical circuits, measuring sensors, a power source and a transmitting device are located in the housing, and a receiving-processing device is introduced into the measurement and telemetry module, separated from MIPO by an electric separator and receiving electromagnetic signals from the MIPO transmitting device . 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в состав измерительных датчиков указанного модуля входят акселерометры.2. The device according to claim 1, characterized in that the composition of the measuring sensors of the specified module includes accelerometers. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отклонитель, указанный модуль и гидравлический ориентатор связаны между собой быстроразъемным соединением, например, при помощи резьбы.3. The device according to claim 1, characterized in that the diverter, the specified module and the hydraulic orientator are interconnected by a quick coupling, for example, by means of a thread.
RU2004132953/03A 2004-11-11 2004-11-11 Controlled directional well and horizontal well drilling device RU2278236C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132953/03A RU2278236C1 (en) 2004-11-11 2004-11-11 Controlled directional well and horizontal well drilling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132953/03A RU2278236C1 (en) 2004-11-11 2004-11-11 Controlled directional well and horizontal well drilling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004132953A RU2004132953A (en) 2006-04-20
RU2278236C1 true RU2278236C1 (en) 2006-06-20

Family

ID=36607813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004132953/03A RU2278236C1 (en) 2004-11-11 2004-11-11 Controlled directional well and horizontal well drilling device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2278236C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580563C1 (en) * 2014-12-26 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС - Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС - ЗТК") Electric signal splitter-relay
RU169710U1 (en) * 2016-07-27 2017-03-29 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" (ООО "РИЦ") DEVELOPMENT OF BOREHOLE TELEMETRY OF THE DRILLING COMPLEX
RU181692U1 (en) * 2017-12-01 2018-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" DEVICE FOR TRANSMISSION OF SIGNALS IN A BOREHOLE ENVIRONMENT
EA034536B1 (en) * 2016-05-16 2020-02-18 Павел Иванович ПОПОВ Method of intensification of production from oil, gas and condensate wells by means of hydromonitor radial overbalance formation penetration
RU2798542C1 (en) * 2023-01-24 2023-06-23 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for drilling a sidetrack of a well with unstable rocks

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116084839B (en) * 2023-04-11 2023-06-27 中南大学 Space attitude self-adaptive intelligent targeted drilling tool system under complex geological environment

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГРУЗДИЛОВИЧ Л. И ДР. Бурение скважин с применением колтюбинга. Технологии ТЭК. Специальное приложение к журналу «Нефть и капитал». 2002, №7, с.34. *
КАЛИНИН А.Г. Бурение наклонных скважин. М.: Недра, 1990, с.113-114. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580563C1 (en) * 2014-12-26 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС - Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС - ЗТК") Electric signal splitter-relay
EA034536B1 (en) * 2016-05-16 2020-02-18 Павел Иванович ПОПОВ Method of intensification of production from oil, gas and condensate wells by means of hydromonitor radial overbalance formation penetration
RU169710U1 (en) * 2016-07-27 2017-03-29 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" (ООО "РИЦ") DEVELOPMENT OF BOREHOLE TELEMETRY OF THE DRILLING COMPLEX
RU181692U1 (en) * 2017-12-01 2018-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" DEVICE FOR TRANSMISSION OF SIGNALS IN A BOREHOLE ENVIRONMENT
RU2798542C1 (en) * 2023-01-24 2023-06-23 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for drilling a sidetrack of a well with unstable rocks

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004132953A (en) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10570726B2 (en) Detection of downhole data telemetry signals
EP0900917B1 (en) An apparatus and system for making at-bit measurements while drilling
US7303007B2 (en) Method and apparatus for transmitting sensor response data and power through a mud motor
US20070257812A1 (en) Inductive Coupling System
RU27839U1 (en) DEVICE FOR MEASURING GEOPHYSICAL AND TECHNOLOGICAL PARAMETERS DURING DRILLING WITH AN ELECTROMAGNETIC COMMUNICATION CHANNEL
MX2007009331A (en) Wireless telemetry between wellbore tools.
CA2699023A1 (en) System, method and apparatus for downhole string having integrated measurement while operating components
US9739100B1 (en) Systems and methods for directional drilling
CA3019279C (en) Systems and methods for directional drilling
CA2144497C (en) Modular measurement while drilling sensor assembly
CN112096289A (en) Near-bit geological guiding drilling system
RU2278236C1 (en) Controlled directional well and horizontal well drilling device
CA3070383C (en) Connector ring
US10215020B2 (en) Mud motor with integrated MWD system
RU60619U1 (en) TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING WIRE AND HORIZONTAL WELL
RU2105880C1 (en) Down-hole telemetric system
RU2243377C1 (en) Method and device for controlling face parameters in screening highly conductive beds
RU2235179C2 (en) Method of inclined and horizontal wells boring
GB2589815A (en) Telemetry safety & life of well monitoring system

Legal Events

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

Effective date: 20101112