RU2371575C1

RU2371575C1 - Device for checking of well curving

Info

Publication number: RU2371575C1
Application number: RU2008116378/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Андреев (RU); Юрий Васильевич Андреев; Надежда Владимировна Маргазова (RU); Надежда Владимировна Маргазова
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-10-27

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.

SUBSTANCE: device contains ground-based equipment, connected by logging optical cable to borehole instrument, allowing flexible casing. Inside the casing there are located sensing elements, implemented in the form of optical fiber for direct and backward passing of light, semitransparent and cloudy mirrors. Center of gravity of borehole instrument is shifted relative to its longitudinal axis. One of sensing elements is implemented in the form of free loop. Loop contains linear and annular sections and is fixed in plane, passing through longitudinal axis of borehole instrument and its center of gravity. Additionally linear sections allows ability of lengthwise movement relative to flexible body, remaining equidistant to its generatrix.

EFFECT: excluding uncertainty of attitude position of sensing elements of the device in plane, perpendicular to axis of well and enhanced accuracy of received measurements.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования буровых скважин, в частности к определению наклона или направления буровой скважины.The invention relates to the field of research of boreholes, in particular to determining the inclination or direction of a borehole.

Известно устройство для контроля кривизны скважины, содержащее скважинный прибор с чувствительными элементами, центрирующие элементы, наземную аппаратуру, содержащую устройство обработки сигнала, и каротажный кабель (см. SU №1719631 A1, кл. Е21В 47/022, 15.03.1992, 4 с.).A device for monitoring the curvature of a well is known, comprising a downhole tool with sensing elements, centering elements, ground equipment containing a signal processing device, and a wireline cable (see SU No. 1719631 A1, CL E21B 47/022, 03.15.1992, 4 pp. )

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы из-за размещения оптических излучателей, приемников и блоков преобразования сигнала внутри скважинного прибора, а также использования обладающего слабой помехозащищенностью канала передачи информации, представляющего собой сигнальный кабель, передающий электрический сигнал.The disadvantage of this device is the low reliability due to the placement of optical emitters, receivers and signal conversion units inside the downhole tool, as well as the use of a weakly noise-proof channel for transmitting information, which is a signal cable transmitting an electrical signal.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее скважинный прибор с гибким корпусом и центрирующими элементами, внутри которого размещены полупрозрачное и непрозрачное зеркала, а также чувствительные элементы, наземную аппаратуру, снабженную оптическим излучателем и фотоэлектрическим преобразователем, каротажный кабель, выполненный в виде трех оптических волокон (Патент РФ №2295033, Е21В 47/022, опубликованный 10.03.2007 г.).Closest to the proposed device is a device containing a downhole tool with a flexible body and centering elements, inside of which there are translucent and opaque mirrors, as well as sensitive elements, ground equipment equipped with an optical emitter and a photoelectric converter, a wireline cable made in the form of three optical fibers (RF patent No. 2295033, ЕВВ 47/022, published March 10, 2007).

Недостатками данного устройства являются неопределенность пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, а также слабое проявление эффекта падения интенсивности света, прошедшего сквозь оптическое волокно, радиус изгиба которого соответствует радиусу искривления скважины, что снижает точность получаемых измерений. Как правило, радиус искривления геологоразведочных скважин не превышает 30 м.The disadvantages of this device are the uncertainty in the spatial position of the sensitive elements of the device in a plane perpendicular to the axis of the well, as well as the weak manifestation of the effect of a drop in the intensity of light transmitted through an optical fiber, the bending radius of which corresponds to the radius of curvature of the well, which reduces the accuracy of the measurements. As a rule, the radius of curvature of exploration wells does not exceed 30 m.

Техническим результатом изобретения является исключение неопределенности пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и повышение точности получаемых измерений.The technical result of the invention is to eliminate the uncertainty in the spatial position of the sensitive elements of the device in a plane perpendicular to the axis of the well, and to increase the accuracy of the measurements obtained.

Результат достигается тем, что устройство для контроля искривления скважины, включающее наземную аппаратуру, соединенную каротажным волоконно-оптическим кабелем со скважинным прибором, содержащим гибкий корпус, внутри которого размещены чувствительные элементы, выполненные в виде оптических волокон для прямого и обратного прохождения света, полупрозрачное и непрозрачное зеркала, отличается тем, что скважинный прибор выполнен со смещением центра тяжести относительно продольной оси, а один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, и установлен с фиксацией в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести, при этом линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно корпуса эквидистантно его образующей.The result is achieved by the fact that the device for controlling the curvature of the well, including ground equipment, connected by a fiber-optic cable with a downhole tool containing a flexible housing, inside of which there are sensitive elements made in the form of optical fibers for direct and return light transmission, translucent and opaque mirrors, characterized in that the downhole tool is made with a displacement of the center of gravity relative to the longitudinal axis, and one of the sensitive elements is made in the form free loop comprising linear and circular portions, and is mounted with fixing in a plane passing through the longitudinal axis of the downhole tool and its center of gravity, the linear portions have a possibility of longitudinal movement relative to the housing equidistantly its generatrix.

Отличительные признаки предлагаемого устройства заключаются в том, что центр тяжести скважинного прибора смещен относительно его продольной оси, а один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, зафиксированной в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и центр его тяжести так, что линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса, оставаясь эквидистантными его образующей.Distinctive features of the proposed device are that the center of gravity of the downhole tool is offset relative to its longitudinal axis, and one of the sensitive elements is made in the form of a free loop containing linear and annular sections, fixed in a plane passing through the longitudinal axis of the downhole tool and its center of gravity so that the linear sections have the possibility of longitudinal movement of a relatively flexible body, remaining equidistant to its generatrix.

Смещение центра тяжести скважинного прибора относительно его продольной оси и фиксация чувствительного элемента, выполненного в форме свободной петли, в плоскости, проходящей через продольную ось гибкого корпуса и центр его тяжести, позволит, при спуске устройства в скважину, автоматически установить чувствительный элемент в апсидальной плоскости скважины. Тем самым исключается неопределенность пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины.The shift of the center of gravity of the downhole tool relative to its longitudinal axis and the fixation of the sensing element, made in the form of a free loop, in a plane passing through the longitudinal axis of the flexible body and its center of gravity, will allow, when the device is lowered into the well, to automatically install the sensing element in the apsidal plane of the well . This eliminates the uncertainty of the spatial position of the sensitive elements of the device in a plane perpendicular to the axis of the well.

Выполнение одного из чувствительных элементов в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, зафиксированной в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и центр его тяжести так, что линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса, оставаясь эквидистантными относительно его образующей, позволит значительно уменьшить радиус кольцевого участка чувствительного элемента при размещении скважинного прибора в искривленном участке скважины и усилить эффект падения интенсивности света, прошедшего сквозь изогнутое оптическое волокно. Тем самым повышается точность получаемых измерений.The implementation of one of the sensitive elements in the form of a free loop containing linear and annular sections, fixed in a plane passing through the longitudinal axis of the downhole tool and its center of gravity so that the linear sections have the possibility of longitudinal movement relative to the flexible body, remaining equidistant relative to its generatrix, will allow significantly reduce the radius of the annular section of the sensing element when placing the downhole tool in a curved section of the well and enhance the effect of the intensity of light transmitted through a curved optical fiber. This improves the accuracy of the measurements.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - схема устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1;figure 1 - diagram of the device; figure 2 is a section aa in figure 1;

Предлагаемое устройство для контроля искривления скважины состоит из наземной аппаратуры 1, каротажного кабеля 2 и скважинного прибора 3. Наземная аппаратура 1 содержит: источник оптического излучения (например, лазер или светодиод), фотоэлектрический преобразователь и устройство обработки сигнала, функции которого может выполнять, например, комплекс из аналого-цифрового преобразователя и компьютера. Скважинный прибор 3 имеет в своем составе полупрозрачное зеркало 4, непрозрачное зеркало 5, чувствительный элемент 6 для прямого прохождения света и чувствительный элемент 7 для обратного прохождения света, выполненный в форме свободной петли, включающей кольцевой «д» и два линейных участка «е», жестко прикрепленных в двух точках "а" и "б" к гибкому корпусу 8. За счет эксцентричного груза 9 центр тяжести "С" скважинного прибора 3 смещен относительно оси.The proposed device for controlling the curvature of the well consists of ground-based equipment 1, logging cable 2 and downhole tool 3. Ground-based equipment 1 contains: an optical radiation source (for example, a laser or LED), a photoelectric converter and a signal processing device, the functions of which can perform, for example, complex of analog-to-digital converter and computer. The downhole tool 3 includes a translucent mirror 4, an opaque mirror 5, a sensing element 6 for direct light passage and a sensing element 7 for back light passage, made in the form of a free loop, including an annular "e" and two linear sections "e", rigidly attached at two points "a" and "b" to the flexible body 8. Due to the eccentric load 9, the center of gravity "C" of the downhole tool 3 is offset from the axis.

На фигуре 2 показан поперечный разрез скважинного прибора, где чувствительный элемент 7, выполненный в виде свободной петли и двух линейных участков, зафиксирован, например, с помощью штырей 10 в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести, а линейные участки за счет скоб 11 имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса 8, оставаясь эквидистантными его образующей.The figure 2 shows a cross section of a downhole tool, where the sensing element 7, made in the form of a free loop and two linear sections, is fixed, for example, using pins 10 in a plane passing through the longitudinal axis of the downhole tool and its center of gravity, and the linear sections behind account brackets 11 have the possibility of longitudinal movement relative to the flexible body 8, remaining equidistant to its generatrix.

Устройство работает следующим образом. При спуске скважинного прибора 3 на каротажном кабеле 2 производится замер глубины спуска. За счет смещения центра тяжести «С» скважинного прибора 3, он устанавливается так, что плоскость, в которой располагается чувствительный элемент 7, выполненный в форме свободной петли, включающей кольцевой «д» и два линейных участка «е», совпадает с апсидальной плоскостью скважины. Та часть гибкого корпуса 8, к которой прикреплен чувствительный элемент 7, устанавливается на лежачей стенке искривленной скважины и, копируя ее профиль, растягивается, а противоположная сторона гибкого корпуса 8 сжимается. При растяжении части гибкого корпуса 8, к которой в точках «а» и «б» прикреплен чувствительный элемент 7, за счет возможности свободного продольного перемещения линейных участков «е» относительно гибкого корпуса, длина этих участков увеличивается, а радиус кольцевого участка «д» чувствительного элемента 7 уменьшается. Тем самым усиливается эффект падения интенсивности света, прошедшего сквозь изогнутое оптическое волокно, и повышается точность получаемых измерений.The device operates as follows. When lowering the downhole tool 3 on the logging cable 2, the depth of descent is measured. Due to the displacement of the center of gravity “C” of the downhole tool 3, it is set so that the plane in which the sensing element 7 is located, made in the form of a free loop, including an annular “e” and two linear sections “e”, coincides with the apsidal plane of the well . The part of the flexible body 8 to which the sensing element 7 is attached is mounted on the lying wall of the curved well and, copying its profile, is stretched, and the opposite side of the flexible body 8 is compressed. When stretching the part of the flexible body 8, to which the sensing element 7 is attached at points “a” and “b”, due to the possibility of free longitudinal movement of the linear sections “e” relative to the flexible body, the length of these sections increases, and the radius of the annular section “d” the sensing element 7 is reduced. Thereby, the effect of a decrease in the intensity of light transmitted through a curved optical fiber is enhanced, and the accuracy of the measurements obtained is increased.

Claims

A device for controlling the curvature of a well, including ground equipment, connected by a fiber-optic cable with a downhole tool containing a flexible housing, inside of which there are sensitive elements made in the form of optical fibers for direct and return light transmission, a translucent and opaque mirror, characterized in that that the downhole tool is made with a displacement of the center of gravity relative to the longitudinal axis, and one of the sensitive elements is made in the form of a free loop containing linear and annular sections, and is installed with fixation in a plane passing through the longitudinal axis of the downhole tool and its center of gravity, while the linear sections have the possibility of longitudinal movement relative to the body of its equidistant generatrix.