RU2296218C1 - Drilling parameter recorder - Google Patents
Drilling parameter recorder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296218C1 RU2296218C1 RU2005131263/03A RU2005131263A RU2296218C1 RU 2296218 C1 RU2296218 C1 RU 2296218C1 RU 2005131263/03 A RU2005131263/03 A RU 2005131263/03A RU 2005131263 A RU2005131263 A RU 2005131263A RU 2296218 C1 RU2296218 C1 RU 2296218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- microprocessor
- output
- power supply
- calendar time
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительным системам режимов бурения скважин и может быть использовано при бурении, эксплуатации скважин, шурфов, а также в других процессах и механизмах вне бурения, эксплуатируемых в отдаленных местах, имеющих определенный временной ресурс эксплуатации.The invention relates to control and measuring systems of modes of drilling wells and can be used in drilling, operation of wells, pits, as well as in other processes and mechanisms outside drilling, operated in remote places having a certain temporary service life.
Известные наземные системы контроля режима бурения скважин, состоящие из множества датчиков, линий связи, компьютера, программного обеспечения, линий обратной связи и индикаторов режимов (см. а.с. СССР № 1273515, МПК Е 21 В 44/00, бюл. № 44, 1986 г. и патент США № 5226332, НКИ 73/151, 73/493, 73/650, 175/40, опуб. 13.07.93 г.).Well-known ground-based systems for monitoring the regime of well drilling, consisting of many sensors, communication lines, computer, software, feedback lines and mode indicators (see AS USSR No. 1273515, IPC E 21 V 44/00, bull. No. 44 , 1986 and US patent No. 5226332, NCI 73/151, 73/493, 73/650, 175/40, publ. 07/13/93).
Недостатком указанной наземной системы регистраторов является то, что они громоздкие и не измеряют необходимые параметры, такие как забойная температура и частота вращения долота при использовании гидравлических забойных двигателей.The disadvantage of this ground-based recorder system is that they are bulky and do not measure the necessary parameters, such as the bottomhole temperature and the bit speed when using hydraulic downhole motors.
Наиболее близким к предлагаемому является автономный забойный регистратор силовых параметров по патенту РФ № 2131973, МПК Е 21 В 44/00, 45/00, бюл. № 22, 1999 г. - прототип.Closest to the proposed is an autonomous downhole recorder of power parameters according to the patent of the Russian Federation No. 2131973, IPC E 21 V 44/00, 45/00, bull. No. 22, 1999 - a prototype.
От некоторых вышеуказанных недостатков свободен прототип - автономный забойный регистратор, состоящий из установленного в буровой колоне корпуса, выполненного в виде переводника с содержанием контейнера электронного блока и питания, многоканального элемента силовых параметров, электронного блока, включающего многоканальный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).A prototype is available from some of the above-mentioned shortcomings - an autonomous downhole logger consisting of a housing installed in the drill string, made in the form of an sub with the contents of an electronic unit and power container, a multi-channel power parameters element, an electronic block including a multi-channel amplifier, multi-channel analog-to-digital converter, processor random access memory (RAM).
Данный автономный забойный регистратор в процессе бурения регистрирует в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) только осевую нагрузку на долото и не регистрирует такие важнейшие забойные параметры, как частота вращения, температура и календарное время.This autonomous downhole logger during drilling records in the random access memory (RAM) only the axial load on the bit and does not register the most important downhole parameters such as speed, temperature and calendar time.
Запуск автономного забойного регистратора для автономной работы осуществляется по гидравлическому каналу связи, устанавливается он только в составе колоны бурильных труб, применяемые микросхемы ОЗУ требуют постоянного электропитания, при отсутствии которого вся информация теряется, при считывании данных из ОЗУ регистратора процессор обнуляет память. По питанию в описании не сказано, что он автоматически отключается - следовательно, автономный регистратор после активации включается в работу, по гидроканалу он постоянно находится в работе, а значит, и ресурс его источника питания ограничен, только на одну проходку и после подъема инструмента его снимают или меняют на новый.The autonomous downhole recorder for autonomous operation is launched via the hydraulic communication channel, it is installed only as part of the drill pipe string, the used RAM chips require constant power supply, in the absence of which all information is lost, when the data is read from the recorder RAM, the processor resets the memory. According to the power supply, the description does not say that it automatically turns off - therefore, the autonomous recorder is activated after activation, it is constantly in operation through the hydrochannel, which means that the power supply resource is limited, it is removed only after one run and after lifting the tool or change to a new one.
Задачей создания изобретения является разработка малогабаритного и надежного в работе регистратора забойных параметров, конструкция которого позволит расширить функциональные возможности устройства.The objective of the invention is to develop a compact and reliable downhole parameters recorder, the design of which will expand the functionality of the device.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности информативности за счет регистрации новых параметров, частоты вращения ротора гидравлического забойного двигателя, вертикальной вибрации инструмента, измерения температуры и привязка к календарному времени с большой точностью.The present invention solves the problem of increasing the accuracy of information content by registering new parameters, the rotational speed of the rotor of the hydraulic downhole motor, vertical vibration of the instrument, temperature measurement and reference to the calendar time with great accuracy.
Кроме того, предлагаемый регистратор имеет размеры корпуса: диаметр 20 мм и высотой 60 мм, включая источник питания, что в несколько раз меньше аналога. Это позволяет устанавливать его в различные элементы забойной компоновки.In addition, the proposed recorder has housing dimensions: diameter 20 mm and a height of 60 mm, including a power source, which is several times smaller than the analogue. This allows you to install it in various elements of the bottomhole layout.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как регистратор забойных параметров, включающий корпус с установленным в нем электронным блоком и блоком питания, и отличительных, существенных признаков, таких как электронный блок, снабжен микропроцессором, в который программируется управляющая программа, акселерометром плоскостей х и y, энергонезависимой микросхемой памяти, таймером календарного времени, измерителем температуры, портом ввода-вывода информации на компьютер с помощью интерфейса связи, при этом выход микропроцессора соединен с первым входом энергонезависимой микросхемы памяти, на первый вход микропроцессора подключен акселерометр плоскостей х и y, на второй вход таймер календарного времени, а третий вход подключен к выходу измерителя температуры, вход которого связан с блоком питания, а вход/выход порта ввода-вывода данных подключен своим входом/выходом к микропроцессору, вход порта ввода-вывода подключен к блоку питания, причем вход таймера календарного времени, четвертый вход микропроцессора и вход акселерометра подключены ко второму входу энергонезависимой микросхемы памяти.The problem is solved using the features specified in the claims common to the prototype, such as a downhole recorder, including a housing with an electronic unit and a power supply installed in it, and distinctive, essential features, such as an electronic unit, equipped with a microprocessor, in which the control program is programmed, an accelerometer of the x and y planes, a non-volatile memory chip, a calendar time timer, a temperature meter, an input / output port for information on a computer with using the communication interface, while the microprocessor output is connected to the first input of the non-volatile memory chip, an x and y plane accelerometer is connected to the first input of the microprocessor, a calendar time timer is connected to the second input, and the third input is connected to the output of the temperature meter, the input of which is connected to the power supply, and the input / output port of the data input / output port is connected by its input / output to the microprocessor, the input / output port input is connected to the power supply, and the calendar time timer input, the fourth microprocess input pa and accelerometer input connected to a second input of non-volatile memory chips.
Ниже иллюстрируется причинно-следственная связь отличительных признаков предлагаемого решения с достигаемым техническим результатом. Благодаря наличию акселерометра плоскостей Х и Y, сигналы которого поступают на микропроцессор для обработки по заданному алгоритму управляющей программы, происходит регистрация в энергонезависимой микросхеме памяти значения частот оборотов и вертикальной вибрации инструмента, а также позволяет производить автоматическое включение и выключение регистратора (микроконтроллера ГЗД) в активное (рабочее) и пассивное (спящий режим для экономии ресурса источника питания и объема энергонезависимой микросхемы памяти). Таким образом, регистрация параметров происходит только при активном состоянии регистратора (микроконтроллера ГЗД), т.е. при бурении скважин. В период простоя, наращивания, спускоподъемных операций, транспортировки ГЗД микроконтроллер находится в пассивном состоянии. Благодаря такому алгоритму управляющей программы рабочий ресурс регистратора (микроконтроллера ГЗД) сопоставим всему периоду работы бурового инструмента с учетом межремонтного периода без замены источника питания и необходимости обнуления энергонезависимой микросхемы памяти. Помимо этого, программа позволяет присвоить индивидуальный идентификационный номер регистратору (контроллеру ГЗД) для отслеживания его работы на различных объектах. Благодаря наличию микросхемы таймера календарного времени каждая регистрация в памяти контроллера регистрируется с датой реального времени с точностью до секунд, что важно при исследовании различного характера работы инструмента, а также для привязки к данным из других имеющихся на буровых источников информации. Благодаря наличию измерителя температуры регистратор (микроконтроллер) регистрирует температуру на забое, что важно для определения рабочего ресурса инструмента при бурении на забое и выборе бурового инструмента для дальнейшего бурения. Благодаря использованию энергонезависимой микросхемы памяти вся записанная информация регистратором (микроконтроллером) хранится бесконечно долго даже при полностью разряженном источнике питания. Алгоритм управляющей программы дает возможность прочитать сохраненные данные из памяти, в любой период не обнуляя ее. Таким образом, в памяти регистратора (микроконтроллера) данные сохраняются путем накопления, что дает полную картину параметров работы регистратора (микроконтроллера) на различных скважинах и в межремонтный период.The following illustrates the causal relationship of the distinguishing features of the proposed solution with the achieved technical result. Due to the presence of the accelerometer of the X and Y planes, the signals of which are fed to the microprocessor for processing according to the specified control program algorithm, the values of the frequency of revolutions and vertical vibration of the instrument are recorded in the non-volatile memory microcircuit, and it also allows automatic activation and deactivation of the recorder (gas microcontroller) in the active (working) and passive (sleep mode to save power supply resource and non-volatile memory chip). Thus, the registration of parameters occurs only when the registrar (microcontroller HDD) is active, i.e. when drilling wells. In the period of downtime, build-up, hoisting operations, transportation of gas discharges, the microcontroller is in a passive state. Thanks to this algorithm of the control program, the working resource of the recorder (hydraulic microcontroller) is comparable to the entire period of operation of the drilling tool, taking into account the overhaul period without changing the power source and the need to reset the non-volatile memory chip. In addition, the program allows you to assign an individual identification number to the registrar (GZD controller) to track its work at various facilities. Due to the presence of a calendar timer chip, each registration in the controller's memory is recorded with a real-time date accurate to seconds, which is important when examining the different nature of the tool, as well as for linking to data from other information available on the drilling sources. Due to the presence of a temperature meter, a recorder (microcontroller) records the temperature at the bottom, which is important for determining the working life of the tool when drilling at the bottom and choosing a drilling tool for further drilling. Thanks to the use of a non-volatile memory chip, all recorded information by the recorder (microcontroller) is stored indefinitely, even with a completely discharged power source. The control program algorithm makes it possible to read stored data from memory, at any time without resetting it. Thus, in the memory of the registrar (microcontroller), data is stored by accumulation, which gives a complete picture of the parameters of the registrar (microcontroller) at various wells and during the overhaul period.
Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи - создание малогабаритного и надежного в работе регистратора забойных параметров, конструкция которого позволит расширить функциональные возможности устройства, и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».The above distinguishing features, each separately and all together, are aimed at solving the problem - the creation of a compact and reliable downhole parameters recorder, the design of which will expand the functionality of the device, and are essential. The use of the proposed combination of significant distinguishing features in the prior art is not found, therefore, the proposed solution meets the patentability criterion of "novelty."
Единая совокупность новых существенных признаков с общими, известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень». Предложенный регистратор забойных параметров иллюстрируется на приведенной блок-схеме, фиг.1A single set of new essential features with common, well-known provides a solution to the problem, is not obvious to specialists in this field of technology and indicates that the claimed technical solution meets the patentability criterion of "inventive step". The proposed registrar downhole parameters is illustrated in the block diagram, figure 1
Регистратор забойных параметров, включает корпус (на чертеже не показан) с установленным в нем электронным блоком 1 и блоком питания 2 (фиг.1). Электронный блок 1 снабжен микропроцессором 3, в который программируется управляющая программа, акселерометром 4 плоскостей х и y, энергонезависимой микросхемой памяти 5, таймером календарного времени 6, измерителем температуры 7, портом ввода-вывода 8 информации на компьютер с помощью интерфейса связи (на схеме не показан).The downhole parameters recorder includes a housing (not shown in the drawing) with an electronic unit 1 and a
Выход микропроцессора 3 соединен с первым входом энергонезависимой микросхемы памяти 5, на первый вход микропроцессора 3 подключен акселерометр 4 плоскостей х и y, на второй вход - таймер календарного времени 6, а третий вход подключен к выходу измерителя температуры 7, вход которого связан с блоком питания 2, а вход/выход порта ввода-вывода данных 8 подключен своим входом/выходом к микропроцессору 3, вход порта ввода-вывода 8 подключен к блоку питания 2, причем вход таймера календарного времени 6, четвертый вход микропроцессора 3 и вход акселерометра 4 подключены ко второму входу энергонезависимой микросхемы памяти 5. Кроме того, предлагаемый регистратор имеет размеры корпуса: диаметр 20 мм и высота 60 мм, включая источник питания, что в несколько раз меньше аналога. Это позволяет устанавливать его в различные элементы забойной компоновки. Устройство работает следующим образом. Регистратор помещают в элемент забойного инструмента, например в ротор забойного двигателя (ГЗД) непосредственно в ремонтном цехе, в стационарных условиях и отправляют инструмент, например ГЗД на буровую.The output of microprocessor 3 is connected to the first input of the non-volatile memory chip 5, the accelerometer 4 of the x and y planes is connected to the first input of microprocessor 3, the calendar time timer 6 is connected to the second input, and the third input is connected to the output of the temperature meter 7, the input of which is connected to the
Микропроцессор по заданному алгоритму уникальной специально разработанной управляющей программе обрабатывает сигнал с акселерометра и при обнаружении запуска бурового инструмента производит регистрацию в микросхему памяти данных с акселерометра отдельно по плоскости Х и Y, данных измерителя температуры и даты с временем записи от таймера календарного времени. Дискретность запроса и обработка сигналов программируется оператором в стационарных условиях перед установкой регистратора в узел инструмента. При прекращении подачи промывочной жидкости происходит остановка ГЗД и регистратор переходит в спящий режим. После отработки ГЗД на скважине его поднимают и отправляют на очередной ремонт в стационарные условия, где во время разборки ГЗД вынимают регистратор и через порт ввода-вывода (предназначен для подключения через интерфейс связи к компьютеру) осуществляют считывание данных регистрации (см. график фиг.2) и дальнейшую обработку данных, а также обнуляют микросхему памяти и при необходимости вводят индивидуальный идентификационный номер микроконтроллера. Применение высокотемпературных компонентов и микросхем делает стабильными параметры измерений и работу микроконтроллера в широком диапазоне температур и исключает влияние изменения температуры окружающей среды.The microprocessor, according to the specified algorithm of a unique specially developed control program, processes the signal from the accelerometer and, upon detection of the launch of the drilling tool, registers data from the accelerometer separately on the X and Y plane, temperature meter data and date with the recording time from the calendar time timer. The discreteness of the request and signal processing is programmed by the operator in stationary conditions before installing the recorder in the instrument node. When the supply of flushing fluid is stopped, the hydraulic shutdown stops and the recorder goes into sleep mode. After working out the hydraulic circuit breaker at the well, it is lifted and sent for the next repair in stationary conditions, where during the disassembling the hydraulic breakdown the recorder is taken out and through the input / output port (designed to connect via the communication interface to the computer), registration data is read (see the graph of figure 2 ) and further data processing, as well as reset the memory chip and, if necessary, enter the individual identification number of the microcontroller. The use of high-temperature components and microcircuits makes the measurement parameters and the operation of the microcontroller stable over a wide temperature range and eliminates the influence of changes in ambient temperature.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131263/03A RU2296218C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Drilling parameter recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131263/03A RU2296218C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Drilling parameter recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296218C1 true RU2296218C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005131263/03A RU2296218C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Drilling parameter recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296218C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499138C1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Нефтяная научно-производственная компания "ЭХО" | Method of control over downhole instrument operation |
-
2005
- 2005-10-11 RU RU2005131263/03A patent/RU2296218C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499138C1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Нефтяная научно-производственная компания "ЭХО" | Method of control over downhole instrument operation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5610339A (en) | Method for collecting machine vibration data | |
TWI585306B (en) | Anchor system, particulary undercut anchor system | |
US5130705A (en) | Downhole well data recorder and method | |
DE60304328D1 (en) | ANALYSIS SYSTEM | |
CA2473495A1 (en) | System and method for autonomously performing a downhole well operation | |
WO2004106942A3 (en) | Method for measuring fluid chemistry in drilling and production operations | |
ATE495504T1 (en) | METHOD AND COMMUNICATION SYSTEM FOR COMPARING BIOMETRIC DATA RECORDED WITH BIOMETRIC SENSORS WITH REFERENCE DATA | |
DE602004019461D1 (en) | System for taking body fluids | |
WO2007044558A3 (en) | Light guided assembly system | |
WO2007098221A3 (en) | A method and apparatus for ion-selective discriminaion of fluids downhole | |
ATE362804T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC PIN DETECTION IN INSTRUMENTS FOR GENERATING MICROARRAYS | |
WO2006023504A3 (en) | Method and apparatus for magnetic sensing and control of reagents | |
WO2007139648A3 (en) | Method for improving the precision of a temperature-sensor circuit | |
RU2296218C1 (en) | Drilling parameter recorder | |
TW201241449A (en) | Test auxiliary device | |
DE69914604D1 (en) | METHOD FOR MONITORING A RECORDING AND DELIVERY SYSTEM | |
BRPI1104036A2 (en) | COMPLEX WELL MONITORING TOOL | |
GB2352042A (en) | A sensing device transported by fluid flow | |
CN104612669A (en) | Shaft leakage detecting device used for continuous coiled tube drilling | |
SE533954C2 (en) | Recorders and method for registering a drill parameter, a computer program, a computer-readable medium, a rock drill and a drill rig | |
CN114151064B (en) | Drilling tool rotating speed measuring method, device, system and storage medium | |
CN105424772A (en) | Integrated chemical sensor chip | |
US6263730B1 (en) | Downhole pump strainer data recording device and method | |
RU2336415C1 (en) | Bottom-hole conditions logger | |
TW200518662A (en) | Temperature measurement method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071012 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111012 |