RU2476668C1 - Borehole deviation monitoring method - Google Patents

Borehole deviation monitoring method Download PDF

Info

Publication number
RU2476668C1
RU2476668C1 RU2011126610/03A RU2011126610A RU2476668C1 RU 2476668 C1 RU2476668 C1 RU 2476668C1 RU 2011126610/03 A RU2011126610/03 A RU 2011126610/03A RU 2011126610 A RU2011126610 A RU 2011126610A RU 2476668 C1 RU2476668 C1 RU 2476668C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulses
borehole
sequence
sounding
acoustic
Prior art date
Application number
RU2011126610/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011126610A (en
Inventor
Олег Евгеньевич Аксютин
Сергей Викторович Власов
Сергей Алексеевич Егурцов
Юрий Владимирович Иванов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергодиагностика"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергодиагностика" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергодиагностика"
Priority to RU2011126610/03A priority Critical patent/RU2476668C1/en
Publication of RU2011126610A publication Critical patent/RU2011126610A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476668C1 publication Critical patent/RU2476668C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: borehole deviation monitoring method consists in measurement of deflection value of drill pipe or oil well tubing by means of a borehole tool lowered vertically to the well pipe. At that, as a borehole tool, a reversible acoustic transducer with uniform directivity characteristic is used, which operates in the mode of sequence of sounding pulses. Besides, the borehole deviation value is determined as per enlargement of sounding pulses reflected from walls. As sounding acoustic pulses, a sequence of radio pulses of rectangular or bell-shaped form is used.
EFFECT: contactless performance of borehole measurements.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля целостности скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used to control the integrity of wells.

Известен способ того же назначения, согласно которому величину прогиба скважины определяют с помощью скважинного прибора, вертикально спускаемого в бурильную или насосно-компрессорную трубу (НКТ) скважины (Патент РФ №2055178, кл. Е21В 47/00, 1996).A known method of the same purpose, according to which the value of the deflection of the well is determined using a downhole tool, vertically lowered into the drill or tubing of the well (RF Patent No. 2055178, CL ЕВВ 47/00, 1996).

Данный способ принят за прототип.This method is adopted as a prototype.

В прототипе в качестве скважинного прибора, вертикально спускаемого в НКТ, используют датчики прогиба, выполненные в виде выдвижных элементов, расположенных попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось корпуса прибора.In the prototype, as the downhole tool, vertically lowered into the tubing, use deflection sensors made in the form of retractable elements arranged in pairs in two mutually perpendicular planes passing through the axis of the device body.

Недостатком прототипа является контактный характер проводимых измерений, что снижает надежность исследований ствола скважины из-за возможной поломки скважинного прибора.The disadvantage of the prototype is the contact nature of the measurements, which reduces the reliability of the study of the wellbore due to possible breakdown of the downhole tool.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является обеспечение бесконтактных измерений, проводимых в скважине с помощью спускаемого в нее скважинного прибора.The technical result obtained from the implementation of the invention is to provide contactless measurements carried out in the well using a downhole tool.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном способе контроля искривления ствола скважины, заключающемся в измерении величины прогиба бурильной или насосно-компрессорной трубы скважины с помощью скважинного прибора, спускаемого вертикально в трубу скважины, в качестве скважинного прибора применяют обратимый акустический преобразователь с равномерной характеристикой направленности, работающий в режиме последовательности зондирующих импульсов, при этом о величине прогиба ствола скважины судят по уширению отраженных от стенок зондирующих импульсов.This technical result is achieved due to the fact that in the known method of controlling the curvature of the wellbore, which consists in measuring the deflection of the drill or tubing of the well with the help of a downhole tool that is lowered vertically into the wellbore, a reversible acoustic transducer with uniform directional characteristic operating in the sequence of probing pulses, while the magnitude of the deflection of the wellbore is judged by the broadening trazhennyh by probing pulses walls.

В качестве зондирующих акустических импульсов используют последовательность радиоимпульсов прямоугольной или колоколообразной формы.As sounding acoustic pulses, a sequence of rectangular or bell-shaped radio pulses is used.

В качестве зондирующих акустических радиоимпульсов используют последовательность радиоимпульсов, следующих со скважностью, равной 10.As sounding acoustic radio pulses, a sequence of radio pulses using a duty cycle of 10 is used.

В качестве зондирующих акустических импульсов используют радиоимпульсы длительностью 10-4 с.As sounding acoustic pulses, radio pulses of 10 -4 s duration are used.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа в различных сечениях ствола скважины; на фиг.2, 3 - временные диаграммы для пояснения работы устройства.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents a diagram of a device for implementing the method in various sections of the wellbore; figure 2, 3 is a timing diagram for explaining the operation of the device.

Устройство содержит (фиг.1) обратимый акустический преобразователь (АП1) с равномерной характеристикой направленности (ХН), работающий в режиме излучения и приема последовательности акустических импульсов.The device contains (Fig. 1) a reversible acoustic transducer (AP1) with a uniform directivity characteristic (XI), operating in the mode of emission and reception of a sequence of acoustic pulses.

АП1, например, пьезоэлектрического типа, закреплен на каротажном кабеле 2, кинематически связанном со спускоподъемным устройством 3 (СПУ3).AP1, for example, of the piezoelectric type, is mounted on a logging cable 2 kinematically connected with a hoisting device 3 (SPU3).

СПУ3 обеспечивает спуск (подъем) АП1 на каротажном кабеле вертикально вниз (вверх) по оси бурильной трубы или НКТ4, которой снабжен стол скважины.SPU3 provides the launching (lifting) of AP1 on the logging cable vertically down (up) along the axis of the drill pipe or tubing 4, which the well table is equipped with.

СПУ3 снабжено датчиком 5 глубины, на которую спускается АП1.SPU3 is equipped with a depth sensor 5, to which AP1 descends.

Скважинный прибор включает в себя реле 6 приема-передачи, передающий тракт 7 и приемный тракт 8.The downhole tool includes a relay 6 transmit-receive, the transmitting path 7 and the receiving path 8.

Передающий тракт 7 содержит: генератор 9 звуковой (или ультразвуковой) частоты; формирователь 10 импульса; модулятор 11 и усилитель 12 мощности.The transmission path 7 includes: a sound (or ultrasonic) frequency generator 9; pulse shaper 10; a modulator 11 and a power amplifier 12.

Приемный тракт 8 содержит: усилитель-ограничитель 13; детектор 14; ослабитель 15 импульсов и компьютер 16.The receiving path 8 contains: amplifier limiter 13; detector 14; attenuator 15 pulses and computer 16.

Электрические связи между блоками передающего и приемного трактов 7, 8 представлены на фиг.1.Electrical connections between the blocks of the transmitting and receiving paths 7, 8 are presented in figure 1.

Генератор 9 звуковой частоты и формирователь 10 импульсов связаны соответственно с основным и модулирующим входами модулятора 11, выход которого через усилитель 12 мощности подключен к первому контакту реле 6 приема-передачи. Второй контакт реле 6 приема-передачи соединен с усилителем-ограничителем 13, а управляемый третий контакт реле 6 приема-передачи подключен через каротажный кабель 2 к АП1. Кроме того, выход формирователя 10 импульсов связан с управляющим входом реле 6 приема-передачи.The audio frequency generator 9 and the pulse shaper 10 are connected respectively to the main and modulating inputs of the modulator 11, the output of which through the power amplifier 12 is connected to the first contact of the transmit-receive relay 6. The second contact of the transmit-receive relay 6 is connected to the amplifier-limiter 13, and the controlled third contact of the transmit-receive relay 6 is connected via a logging cable 2 to AP1. In addition, the output of the pulse shaper 10 is connected to the control input of the transmit-receive relay 6.

Выход усилителя-ограничителя 13 через детектор 14 соединен с первым входом компьютера 16, второй и третий входы которого соединены с выходами датчика 5 глубины и ослабителя 15 импульсов.The output of the amplifier-limiter 13 through the detector 14 is connected to the first input of the computer 16, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the depth sensor 5 and pulse attenuator 15.

Способ контроля искривления ствола скважины реализуется на устройстве (фиг.1) того же назначения следующим образом.The method of controlling the curvature of the wellbore is implemented on the device (figure 1) of the same purpose as follows.

Генератор 9 звуковой частоты формирует непрерывный гармонический сигнал звуковой или ультразвуковой частоты, например, 100 КГц, а формирователь 10 - видеоимпульс, например, длительностью 100 мкс прямоугольной или колоколообразной (гауссовой) формы (фиг.2 слева и справа).The sound frequency generator 9 generates a continuous harmonic signal of sound or ultrasonic frequency, for example, 100 KHz, and the shaper 10 generates a video pulse, for example, with a duration of 100 μs of a rectangular or bell-shaped (Gaussian) shape (Fig. 2 left and right).

При смешении этих сигналов в модуляторе 11 формируется акустический радиоимпульс.When these signals are mixed, an acoustic radio pulse is formed in the modulator 11.

Сформированный акустический радиоимпульс усиливается в усилителе 12 мощности и затем направляется на первый вход реле 6 приема-передачи, работа которого управляется от формирователя 10 импульсов.The generated acoustic radio pulse is amplified in the power amplifier 12 and then sent to the first input of the transmit-receive relay 6, the operation of which is controlled from the pulse shaper 10.

В реальных условиях при длительности акустических радиоимпульсов в 10-4 с скважность последовательности радиоимпульсов целесообразно задавать равной 10.In real conditions, when the duration of acoustic radio pulses is 10 -4 s, the duty cycle of the sequence of radio pulses should be set equal to 10.

Оптимальные временные параметры импульсов и режимы проводимых экспериментов зависят от геометрических размеров скважины и используемых в них бурильных или насосно-компрессорных труб, а также от характера предполагаемых нарушений прямолинейности ствола скважины.The optimal time parameters of the pulses and the modes of the experiments depend on the geometric dimensions of the well and the drill or tubing used in them, as well as on the nature of the alleged violations of the straightness of the wellbore.

АП1 с равномерной ХН при его равномерном спуске вдоль оси скважины (НКТ4) излучает последовательность акустических радиоимпульсов, которые, отражаясь от боковых стенок НКТ4, вновь поступают на вход АП1, но сдвинутые на время t.AP1 with uniform CN during its uniform descent along the axis of the borehole (tubing 4) emits a sequence of acoustic radio pulses, which, reflected from the side walls of tubing 4, again arrive at the input of AP1, but shifted by time t.

Принятые АП1 отраженные сигналы с помощью реле 6 приема-передачи направляются через усилитель-ограничитель 13 и детектор 14 на компьютер 16, в котором рассчитывается ширина или уширение отраженного акустического радиоимпульса относительно зондирующего импульса и несущего информацию о величине прогиба НКТ4 на измеренной глубине L (информация о глубине расположения АП1 в скважине непрерывно поступает на компьютер 16 с датчика 5 глубины).The reflected signals received by AP1 using the receive-transmit relay 6 are sent through an amplifier-limiter 13 and a detector 14 to a computer 16, in which the width or broadening of the reflected acoustic radio pulse relative to the probe pulse and carrying information about the deflection of the tubing 4 at the measured depth L is calculated (information on the depth of the location of the AP1 in the well continuously enters the computer 16 from the depth sensor 5).

На фиг.1 внизу представлены случаи а), б) и в) расположения АП1 на различных глубинах скважины.Figure 1 below shows cases a), b) and c) of the location of AP1 at various depths of the well.

В случае а) АП1 расположен на одинаковом расстоянии от стенок НКТ4. В этом случае отраженные от стенок НКТ4 импульсы поступят на вход АП1 одновременно через время t1-t0, где t0 - время излучения, а t1 - время приема импульсов, при этом ширина суммарного отраженного импульса не изменится и будет равной Δt1=Δt0, где Δt0 - ширина зондирующего импульса. То есть уширение отраженного от стенок зондирующего импульса равно нулю. Данный случай представлен на фиг.3а.In case a) AP1 is located at the same distance from the walls of tubing 4. In this case, the pulses reflected from the walls of the tubing 4 will arrive at the AP1 input simultaneously through the time t 1 -t 0 , where t 0 is the radiation time, and t 1 is the pulse receiving time, while the width of the total reflected pulse will not change and will be equal to Δt 1 = Δt 0 , where Δt 0 is the width of the probe pulse. That is, the broadening of the probe pulse reflected from the walls is zero. This case is presented in figa.

Характеристики ослабителя 15 импульсов и усилителя-ограничителя 13 подбираются такими, чтобы передающий (зондирующий) и отраженный (приемный) импульсы были равны по форме и по амплитуде.The characteristics of the pulse attenuator 15 and the amplifier-limiter 13 are selected so that the transmitting (probing) and reflected (receiving) pulses are equal in shape and amplitude.

В сечении б) НКТ4 ширина принятого импульса увеличивается в связи с появлением искривления трубы (фиг.3б), при этом с увеличением величины искривления трубы (фиг.3в) уширение импульса увеличивается.In section b) of tubing 4, the width of the received pulse increases due to the appearance of pipe curvature (Fig.3b), while with the increase in the pipe curvature (Fig.3c), the pulse broadening increases.

Данным способом невозможно определить, в какую сторону наклонена изогнутая труба. Но на практике гораздо важнее определить размеры изгиба безотносительно к сторонам света и оценить, достиг или нет изгиб трубы критического значения, при котором требуется ее замена.In this way it is impossible to determine in which direction the bent pipe is inclined. But in practice, it is much more important to determine the dimensions of the bend regardless of the cardinal points and to evaluate whether or not the bend of the pipe has reached a critical value, at which its replacement is required.

Прогиб трубы связан с изгибом ствола скважины, что позволяет сделать выводы об общем техническом состоянии скважины.The deflection of the pipe is associated with the bending of the wellbore, which allows us to draw conclusions about the general technical condition of the well.

Градуировка акустического скважинного прибора в реальных, заводских или лабораторных условиях позволяет связать ширину Δt отраженного импульса с величиной прогиба трубы или скважины, что позволяет непосредственно производить измерения изгиба (прогиба) трубы в каждом сечении, например, в единицах длины бесконтактным способом.The calibration of an acoustic downhole tool in real, factory, or laboratory conditions allows us to relate the width Δt of the reflected pulse to the deflection of the pipe or well, which allows us to directly measure the bending (deflection) of the pipe in each section, for example, in units of length in a non-contact way.

Этим достигается поставленный технический результат.This achieves the set technical result.

Claims (4)

1. Способ контроля искривления ствола скважины, заключающийся в измерении величины прогиба бурильной или насосно-компрессорной трубы скважины с помощью скважинного прибора, спускаемого вертикально в трубу скважины, отличающийся тем, что в качестве скважинного прибора применяют обратимый акустический преобразователь с равномерной характеристикой направленности, работающий в режиме последовательности зондирующих импульсов, при этом о величине прогиба ствола скважины судят по уширению отраженных от стенок зондирующих импульсов.1. A method of controlling the curvature of a borehole, which consists in measuring the deflection of a drill or tubing using a borehole tool that is lowered vertically into the borehole, characterized in that a reversible acoustic transducer with uniform directivity is used as the borehole device, working in mode of the sequence of probe pulses, while the magnitude of the deflection of the wellbore is judged by the broadening of the probe pulses reflected from the walls. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве зондирующих акустических импульсов используют последовательность радиоимпульсов прямоугольной или колоколообразной формы.2. The method according to claim 1, characterized in that the sequence of radio pulses of a rectangular or bell-shaped shape is used as sounding acoustic pulses. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве зондирующих акустических радиоимпульсов используют последовательность радиоимпульсов, следующих со скважностью равной 10.3. The method according to claim 2, characterized in that as the sounding acoustic radio pulses using a sequence of radio pulses, the following with a duty cycle equal to 10. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве зондирующих акустических импульсов используют радиоимпульсы длительностью 10-4 с. 4. The method according to claim 1, characterized in that as sounding acoustic pulses using radio pulses with a duration of 10 -4 C.
RU2011126610/03A 2011-06-29 2011-06-29 Borehole deviation monitoring method RU2476668C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126610/03A RU2476668C1 (en) 2011-06-29 2011-06-29 Borehole deviation monitoring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126610/03A RU2476668C1 (en) 2011-06-29 2011-06-29 Borehole deviation monitoring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011126610A RU2011126610A (en) 2013-01-10
RU2476668C1 true RU2476668C1 (en) 2013-02-27

Family

ID=48795173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011126610/03A RU2476668C1 (en) 2011-06-29 2011-06-29 Borehole deviation monitoring method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476668C1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU415489A1 (en) * 1972-03-28 1974-02-15
SU470601A1 (en) * 1973-07-24 1975-05-15 Ленинградский горный институт Shaft cavern gauge
US4665511A (en) * 1984-03-30 1987-05-12 Nl Industries, Inc. System for acoustic caliper measurements
US4733380A (en) * 1984-12-26 1988-03-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for acoustically investigating a casing set in a borehole
RU1775553C (en) * 1989-02-08 1992-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Method for determining condition of well shaft
RU2055178C1 (en) * 1993-08-10 1996-02-27 Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика" Method for control of wellbore deviation
RU2114447C1 (en) * 1995-05-10 1998-06-27 Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика" Process of evaluation of profile of pipe during ultrasonic test
RU2115892C1 (en) * 1996-01-31 1998-07-20 Назаров Сергей Иванович Method determining level of fluid in well and gear for its implementation
RU2199005C1 (en) * 2001-07-31 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" Method of diagnosis of annular space state of oil producing wells and device for method embodiment
RU2347905C2 (en) * 2003-08-08 2009-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Multimode acoustic imaging for cased wells

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU415489A1 (en) * 1972-03-28 1974-02-15
SU470601A1 (en) * 1973-07-24 1975-05-15 Ленинградский горный институт Shaft cavern gauge
US4665511A (en) * 1984-03-30 1987-05-12 Nl Industries, Inc. System for acoustic caliper measurements
US4733380A (en) * 1984-12-26 1988-03-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for acoustically investigating a casing set in a borehole
RU1775553C (en) * 1989-02-08 1992-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Method for determining condition of well shaft
RU2055178C1 (en) * 1993-08-10 1996-02-27 Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика" Method for control of wellbore deviation
RU2114447C1 (en) * 1995-05-10 1998-06-27 Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика" Process of evaluation of profile of pipe during ultrasonic test
RU2115892C1 (en) * 1996-01-31 1998-07-20 Назаров Сергей Иванович Method determining level of fluid in well and gear for its implementation
RU2199005C1 (en) * 2001-07-31 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" Method of diagnosis of annular space state of oil producing wells and device for method embodiment
RU2347905C2 (en) * 2003-08-08 2009-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Multimode acoustic imaging for cased wells

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011126610A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10191173B2 (en) Systems and methods for evaluating annular material using beamforming from acoustic arrays
NO345908B1 (en) Acoustic calipering and analysis of annulus materials
US10042069B2 (en) Systems, methods, and computer-readable media for determining shear-wave to compressional-wave velocity ratios in well casings
CN107278263A (en) Slug flow is monitored and gasmetry
US20180003845A1 (en) Acoustic Sensing with Azimuthally Distributed Transmitters and Receivers
US11111780B2 (en) Distributed acoustic sensing system with phase modulator for mitigating faded channels
EA003846B1 (en) Method and system for acoustic frequency selection in acoustic logging tools
AU2017285884A1 (en) System and method for assessing the efficiency of a drilling process
CN104730147A (en) Ultrasonic-based lithosphere state real-time monitoring system
JP6700054B2 (en) Non-contact acoustic exploration system
CN105735971A (en) Drilling hole depth detection system based on elastic waves and detection method thereof
US9523273B2 (en) Acoustic monitoring of well structures
CN103837604B (en) A kind of modification method of rock blasting damnification acoustic wave measurement over holes central span
CN115390129A (en) In-situ acoustic penetration device with built-in longitudinal and transverse wave transmitting and receiving transducers
US10429356B2 (en) Method and system for calibrating an ultrasonic wedge and a probe
CN106770668A (en) A kind of pile quality sound wave transmission method detection method for single hole
RU2476668C1 (en) Borehole deviation monitoring method
RU2474684C1 (en) System for monitoring vertical well shaft deviation
RU111889U1 (en) VERTICAL WELL BENDING SYSTEM
CN104501909B (en) A kind of small-range liquid level emasuring device and measuring method based on ultrasonic wave
US20150276960A1 (en) Formation measurements using flexural modes of guided waves
CN111781277B (en) Method for testing accumulated damage of broken rock on surrounding rock by hard rock high-pressure gas expansion method
CN211422633U (en) Novel anchor rope reducing drilling size detection device
RU2480583C1 (en) Telemetric system of bottomhole parameters monitoring
RU2682269C2 (en) Downhole device for acoustic quality control of cementing wells

Legal Events

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

Effective date: 20130630