RU2475644C1 - Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра - Google Patents
Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475644C1 RU2475644C1 RU2011129534/03A RU2011129534A RU2475644C1 RU 2475644 C1 RU2475644 C1 RU 2475644C1 RU 2011129534/03 A RU2011129534/03 A RU 2011129534/03A RU 2011129534 A RU2011129534 A RU 2011129534A RU 2475644 C1 RU2475644 C1 RU 2475644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic
- well
- communication channel
- well bottom
- data
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области промыслово-геофизического исследования скважин и может быть использовано как телеметрическая система с электромагнитным каналом связи по породе для передачи технологической информации о забойных параметрах бурения, например, от инклинометра. Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по беспроводному каналу связи электромагнитным способом включает находящуюся в забое скважины на колонне бурового инструмента передающую антенну. Антенна служит источником электромагнитного поля. На дневной поверхности расположена приемная антенна, связанная с входом СКВИД-магнитометра. При этом для передачи данных в забое скважины организуется низкочастотное переменное амплитудно- или фазово-модулированное электромагнитное излучение. Техническим результатом является увеличение дальности связи и передача большего объема информации за счет возможности увеличения несущей частоты информационного сигнала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области промыслово-геофизического исследования скважин и может быть использовано как телеметрическая система с электромагнитным каналом связи по породе для передачи технологической информации о забойных параметрах бурения, например, от инклинометра.
Предлагаемый способ для повышения надежности и скорости приема информации с забоя скважины на дневную поверхность снабжен высокочувствительным магнитометром на основе высокотемпературного сверхпроводящего квантового интерференционного датчика постоянного тока (СКВИДа), расположенным на поверхности.
Оперативность получения информации, например о 3-мерном пространственном положении оси ствола скважины, о направлении действия отклонителя, о величине гамма-излучения в скважине и т.д., является одним из важнейших направлений повышения эффективности наклонно-направленного бурения. Известны различные способы передачи информации с забоя скважины на дневную поверхность: с использованием инклинометрических автономных приборов, с использованием инклинометров на каротажном кабеле, с использованием телеметрических систем. Наиболее перспективным на сегодняшний день является телеметрический принцип получения информации с забоя скважины, поскольку такой метод не требует остановки бурения, а сама информация может поступать на поверхность практически непрерывно. Кроме того, например, в отличие от каротажного принципа, не требуется дорогостоящих каротажных кабелей, способных выдерживать огромные механические нагрузки.
Существующие на сегодняшний день телеметрические системы можно разделить по типу канала связи на следующие основные группы: проводный канал связи (авторское свидетельство SU №1461892, 1985, «Способ приема-передачи информации из скважины на поверхность»); передача информации в виде импульсов давления по столбу промывочной жидкости (авторское свидетельство SU №1647127, 1989, «Скважинное гидроимпульсное устройство», авторское свидетельство SU №1624143, 1989, «Устройство для передачи информации по гидравлическому каналу»; электромагнитный канал связи по породе и по колонне бурильных труб (В.Х.Исаченко. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987); использование акустических колебаний (авторское свидетельство SU №1640396, 1988, «Способ передачи информации при турбинном бурении скважины»).
Известна телеметрическая забойная инклинометрическая система (ЗИС-1) (А.А.Молчанов. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. М.: Недра, 1983). В ней используется беспроводный электрический канал связи по породе и по колонне бурильных труб. Система предназначена для контроля в процессе бурения зенитного угла, азимута, угла установки отклонителя, частоты вращения турбобура и др. Телеметрическая система включает скважинный прибор, рассчитанный на работу в составе бурильной колонны, и наземное устройство для приема и выделения полезного сигнала с последующим его преобразованием и регистрацией. Параметры канала связи и его дальность действия в значительной мере зависят от среднего удельного электрического сопротивления породы, материала колонны труб и других факторов. Электрический канал связи основан на создании электрических полей, доходящих до поверхности за счет токов растекания. Обычная частота несущего напряжения находится в пределах 5-15 Гц. Недостатками описываемой системы являются: во-первых, ограниченная дальность передачи информации при наличии хорошо электропроводящих пород; во-вторых, низкая скорость передачи объема информации из-за ограничения по несущей частоте.
Известна телеметрическая система с электромагнитным каналом связи фирмы «Девелко» (США), применяющаяся при бурении неглубоких скважин (В.Х.Исаченко. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987). В этой системе используется метод локации стволов при установке передатчика в одном стволе, а приемника - в соседнем, ранее пробуренном. Недостатком этого метода являются: во-первых, ограниченная глубина бурения; во-вторых, обязательность наличия соседней скважины, что не всегда возможно.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по окружающей породе, используемый в телеметрической системе «Дата Тул» фирмы «Теле-Дрилл», применяющейся при бурении скважин до 3200 м (В.Х.Исаченко. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987, Second-generation MWD tool passes field tests. - "Oil and Gas j.", 1983, vol.81, N 8, p.84-90). Питание системы осуществляется от автономных батарей, что позволяет работать в отсутствии циркуляции промывочной жидкости и получать забойную информацию во время спуска и подъема инструмента. Скорость передачи данных - 24 параметра со средней скоростью 3 сек на параметр. Основу системы составляет выполненный из изоляционного материала отрезок бурильной трубы, внутри которой размещается низкочастотный радиопередатчик. Радиосигналы принимаются на поверхности антенной, располагаемой вокруг буровой на некотором расстоянии. Длина антенны 120-180 м. Данные передаются непрерывно с частотой 2,5-50 Гц со скоростью 2-45 бит/с. Недостатками описываемой системы являются: во-первых, использование изоляционной вставки из приемлемого по прочности материала; во-вторых, система обеспечивает измерение только таких параметров, как искривления скважины, температуры и давления, а в промышленных системах предполагается контролировать также и многие другие параметры, например данные гамма-каротажа, резистивного каротажа, температуру и давление внутри бурильной трубы и в затрубном пространстве, нагрузку на долото, момент на долоте и т.д.; в-третьих, необходимость использования приемной антенны с большим периметром приводит к дополнительным затратам и наличию сильных помех, что затрудняет выделение полезного сигнала; в-четвертых, ограниченная дальность передачи информации при наличии низкоомных пород; в-пятых, низкая скорость передачи объема информации из-за ограничения по несущей частоте.
Задачей настоящего изобретения является создание телеметрического способа передачи информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием высокочувствительного магнитометра на основе сверхпроводящего квантового интерференционного датчика (СКВИД) постоянного тока. Данный способ обеспечивает не только повышенную дальность связи, но и передачу большего объема информации за счет возможности увеличения несущей частоты информационного сигнала.
Положительный результат достигается тем, что для передачи данных с забоя скважины используются электромагнитные волны, распространяющиеся по окружающей породе, при этом способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по беспроводному каналу связи электромагнитным способом содержит электромагнитные источники полезного сигнала забойных параметров, приемники на поверхности, в забое скважины организуется низкочастотное переменное амплитудно- или фазово-модулированное электромагнитное излучение, в забое скважины на колонне бурового инструмента находится передающая антенна, служащая источником электромагнитного поля, а на дневной поверхности расположена приемная антенна, связанная с входом СКВИД-магнитометра, полезный сигнал обнаруживается СКВИД-магнитометром, имеющим чувствительность до 10-14 , передача полезного сигнала с приемной антенны на контур квантования СКВИДа осуществляется трансформатором потока, настроенным на резонансную частоту, первичным контуром трансформатора потока служит приемная катушка, а вторичный контур совмещен с контуром квантования СКВИДа.
Технически это достигается тем, что (рис.1) в забое скважины на бурильном стволе 1 находится передающая антенна 2, являющаяся источником электромагнитных волн 3. Электромагнитное поле 3 может быть промодулировано по амплитуде или по фазе и нести полезную информацию от инклинометра и других датчиков.
На дневной поверхности приемной антенной 4 снимается полезный сигнал и через трансформатор потока 5, настроенный на резонансную частоту, передается на контур квантования 6 СКВИДа 7. Первичным контуром трансформатора потока 5 служит приемная катушка 4, а вторичный контур 8 совмещен с контуром квантования 6 СКВИДа 7. На рисунке приведено схематическое изображение СКВИДа 7. Чувствительность СКВИД-магнитометра по магнитному полю составляет до 10-14 Сверхвысокая чувствительность СКВИДа обнаруживает очень слабые сигналы, что позволяет значительно увеличить расстояние до источника сигнала, т.е. использовать данный способ для глубоких скважин. Принцип работы указанного СКВИД-магнитометра представлен в (патент РФ №2184407, 2002, «СКВИД-магнитометр на высокотемпературных пленках»).
Claims (4)
1. Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по беспроводному каналу связи электромагнитным способом, содержащим электромагнитный источник полезного сигнала забойных параметров, приемник на поверхности, в забое скважины организуется низкочастотное переменное амплитудно- или фазово-модулированное электромагнитное излучение, отличающийся тем, что в забое скважины на колонне бурового инструмента находится передающая антенна, служащая источником электромагнитного поля, а на дневной поверхности расположена приемная антенна, связанная с входом сверхпроводящего квантового интерференционного датчика постоянного тока (СКВИД-магнитометра).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача полезного сигнала с приемной антенны на контур квантования СКВИДа осуществляется трансформатором потока, настроенным на резонансную частоту.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первичным контуром трансформатора потока служит приемная катушка, а вторичный контур совмещен с контуром квантования СКВИДа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129534/03A RU2475644C1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129534/03A RU2475644C1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011129534A RU2011129534A (ru) | 2013-01-20 |
RU2475644C1 true RU2475644C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=48805154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129534/03A RU2475644C1 (ru) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475644C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695434C1 (ru) * | 2015-10-23 | 2019-07-23 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Скважинный электромагнитный телеметрический приемник |
RU2726081C1 (ru) * | 2020-03-13 | 2020-07-09 | Мария Павловна Руденко | Устройство передачи информации из скважины |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4787463A (en) * | 1985-03-07 | 1988-11-29 | Flowmole Corporation | Method and apparatus for installment of underground utilities |
US5394141A (en) * | 1991-09-12 | 1995-02-28 | Geoservices | Method and apparatus for transmitting information between equipment at the bottom of a drilling or production operation and the surface |
RU93003278A (ru) * | 1993-01-19 | 1995-06-27 | А.Я. Картелев | Способ беспроводной передачи информации с забоя скважины на поверхность земли |
US20050183887A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-08-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole positioning system |
RU2273732C2 (ru) * | 2004-05-21 | 2006-04-10 | Виктор Серафимович Степной | Способ приема/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность |
RU2006135854A (ru) * | 2005-10-11 | 2008-04-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. (Nl) | Беспроводная электромагнитная телеметрическая система для забойного узла буровой скважины и способ ее работы |
RU2401944C1 (ru) * | 2009-11-03 | 2010-10-20 | Владимир Алексеевич Королев | Комплексная геофизическая аппаратура на бурильных трубах (варианты) |
RU2415500C1 (ru) * | 2007-02-14 | 2011-03-27 | Шарп Кабусики Кайся | Беспроводный интерфейс |
WO2011041248A2 (en) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | Schlumberger Canada Limited | Electromagnetic logging between a cased borehole and surface |
-
2011
- 2011-07-15 RU RU2011129534/03A patent/RU2475644C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4787463A (en) * | 1985-03-07 | 1988-11-29 | Flowmole Corporation | Method and apparatus for installment of underground utilities |
US5394141A (en) * | 1991-09-12 | 1995-02-28 | Geoservices | Method and apparatus for transmitting information between equipment at the bottom of a drilling or production operation and the surface |
RU93003278A (ru) * | 1993-01-19 | 1995-06-27 | А.Я. Картелев | Способ беспроводной передачи информации с забоя скважины на поверхность земли |
US20050183887A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-08-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole positioning system |
RU2273732C2 (ru) * | 2004-05-21 | 2006-04-10 | Виктор Серафимович Степной | Способ приема/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность |
RU2006135854A (ru) * | 2005-10-11 | 2008-04-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. (Nl) | Беспроводная электромагнитная телеметрическая система для забойного узла буровой скважины и способ ее работы |
RU2415500C1 (ru) * | 2007-02-14 | 2011-03-27 | Шарп Кабусики Кайся | Беспроводный интерфейс |
WO2011041248A2 (en) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | Schlumberger Canada Limited | Electromagnetic logging between a cased borehole and surface |
RU2401944C1 (ru) * | 2009-11-03 | 2010-10-20 | Владимир Алексеевич Королев | Комплексная геофизическая аппаратура на бурильных трубах (варианты) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695434C1 (ru) * | 2015-10-23 | 2019-07-23 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Скважинный электромагнитный телеметрический приемник |
RU2726081C1 (ru) * | 2020-03-13 | 2020-07-09 | Мария Павловна Руденко | Устройство передачи информации из скважины |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011129534A (ru) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8400326B2 (en) | Instrumentation of appraisal well for telemetry | |
CA2959346C (en) | Electromagnetic telemetry for measurement and logging while drilling and magnetic ranging between wellbores | |
US10408041B2 (en) | Well ranging apparatus, systems, and methods | |
CA2476521C (en) | Electromagnetic mwd telemetry system incorporating a current sensing transformer | |
US7347271B2 (en) | Wireless communications associated with a wellbore | |
US20100182161A1 (en) | Wireless telemetry repeater systems and methods | |
US8657035B2 (en) | Systems and methods for providing wireless power transmissions and tuning a transmission frequency | |
US8284073B2 (en) | Downlink while pumps are off | |
US10301931B2 (en) | Measuring while drilling systems, method and apparatus | |
EP1953570B1 (en) | A downhole telemetry system | |
CN110114551A (zh) | 用于相邻钻孔之间数据遥测的系统和方法 | |
EP2329300B1 (en) | Method and system of an electromagnetic telemetry repeater | |
CA2960318C (en) | Well ranging apparatus, methods, and systems | |
CN106471211A (zh) | 使用节点和钻头处传感器来优化井下数据通信 | |
CN105874163B (zh) | 钻井辅助系统 | |
RU2475644C1 (ru) | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра | |
Gooneratne et al. | Downhole Communication and Power Supplies to Instruments and Communication Modules | |
RU2272132C2 (ru) | Способ передачи информации из скважины на поверхность | |
RU49898U1 (ru) | Бескабельная телеметрическая система | |
RU2401944C1 (ru) | Комплексная геофизическая аппаратура на бурильных трубах (варианты) | |
RU2537717C2 (ru) | Способ передачи скважинной информации по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления | |
JPH0750168B2 (ja) | 地層探査方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150716 |