RU2480582C1 - Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480582C1 RU2480582C1 RU2011138447/03A RU2011138447A RU2480582C1 RU 2480582 C1 RU2480582 C1 RU 2480582C1 RU 2011138447/03 A RU2011138447/03 A RU 2011138447/03A RU 2011138447 A RU2011138447 A RU 2011138447A RU 2480582 C1 RU2480582 C1 RU 2480582C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- ground
- information
- metal column
- current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Предложенная группа изобретений относится к области передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи. Техническим результатом является повышение надежности передачи информации с забоя и расширение области его применения. Способ передачи информации из скважины заключается в следующем: с помощью наземного генератора возбуждают электрический ток в колонне металлических труб, который генерирует электромагнитное поле, распространяющееся по породе в скважине, которое достигает призабойной зоны и создает разность потенциалов между металлической колонной и изолированной ее частью. Получение информации с забоя скважины осуществляют в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока наземного генератора. В качестве наземного генератора используют источник стабилизированного постоянного тока. Причем наземный генератор подключен одним зажимом к наземной части колонны труб, а другим - к удаленному от устья скважины заземленному электроду. При этом для передачи информации с забоя замыкают или размыкают ключом нижнюю и верхнюю части колонны, изменяя эффективное значение проводимости между заземляющим электродом источника тока и металлической колонной. При замыкании ключа указанная эффективная проводимость возрастает, а напряжение на зажимах источника тока падает и регистрируется блоком регистрации. По изменению измеренного напряжения судят о параметрах разбуриваемого пласта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предполагаемое изобретение относится к области передачи информации из скважины, например, каротажа в процессе бурения скважин и предназначено для передачи сигналов измерения из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи.
Известен способ создания электромагнитного канала связи, заключающийся в возбуждении электрического тока в колонне металлических труб, разделенной диэлектрической вставкой, и регистрации на поверхности наводимой разности потенциалов между колонной бурильных труб и удаленной точкой от устья скважины. При этом наводимый потенциал модулирован соответствующим образом кодированным сигналом (информацией), а необходимая для возбуждения тока энергия генерируется на забое при помощи забойного генератора, отбирающего часть мощности потока промывочной жидкости, создаваемого буровым насосом (А.А.Молчанов, Г.С.Абрамов. Бескабельные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика). / Под общей редакцией А.А.Молчанова. - Москва, ОАО «ВНИИОЭНГ», 2003).
Недостатками способа являются неустойчивость величины сигнала, связанная с изменяющимися условиями прохождения токов в грунтах и ограниченной мощностью забойного генератора, а также невозможность использования беззабойного (скважинного) источника энергии, что ограничивает область применения системы.
Известен способ приема/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность (Пат. РФ №2273732, приор. 21.05.2004, публ. 10.04.2006).
В известном способе модулируют напряжение генерирующего сигнала на дневной поверхности путем подключения полюсов наземного генератора соответственно к колонне бурильных труб и удаленной точке от устья скважины, и на забое электрическим диполем осуществляют прием сигнала наземного генератора. Выделяют тактовую частоту наземного генератора и синхронно с ней коммутируют закодированным сообщением электрический диполь на забое. На устье скважины измеряют ток генерации путем выделения пульсаций с помощью синхронного детектирования. По измеренной на устье величине пульсаций тока, вызванных коммутацией электрического диполя на забое, судят о геофизических параметрах разбуриваемого пласта на дневной поверхности. Частоту наземного генератора на дневной поверхности изменяют для наилучшего условия приема сигнала на забое.
Недостаток данного способа заключается в том, что он предполагает наличие в электрическом диполе приемника сигнала от наземного генератора, определяющего частоту, с которой электрический диполь должен коммутироваться, при этом сигнал может пропадать (в соляных пропластках) и искажаться при прохождении слабо проводящих пластов, и надежность связи падает. Кроме того, это усложняет конструкцию электрического диполя.
Задачей группы изобретений является повышение надежности передачи информации с забоя по электромагнитному каналу связи и расширение области его применения.
Указанная задача решается тем, что в способе передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи, включающему возбуждение электрического тока в колонне металлических труб в скважине при помощи наземного генератора, подключенного одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к удаленному от устья скважины заземляющему электроду, коммутацию диэлектрической вставки и получение информации с забоя скважины в зависимости от пульсаций, вызванных коммутацией диэлектрической вставки, в отличие от известного способа, в качестве наземного генератора используют источник постоянного тока, стабилизированного по величине, а получение информации с забоя скважины осуществляют в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока наземного генератора (источника стабилизированного тока) при изменении эффективного значения сопротивления металлической колонны, вызванного коммутацией диэлектрической вставки.
Заявляется устройство для реализации способа, содержащее наземный генератор, подключенный одним зажимом к наземной части металлической колонны, а другим зажимом - к удаленному от устья скважины заземляющему электроду, диэлектрическую вставку, разделяющую металлическую колонну в скважине на верхнюю и нижнюю части, ключ для размыкания и замыкания контактов верхней и нижней частей металлической колонны, в котором в качестве наземного генератора использован источник стабилизированного постоянного тока, а между указанными зажимами установлен блок регистрации изменения напряжения этого тока.
Суть способа. На поверхности с помощью источника стабилизированного тока, подключенного одним контактом (зажимом) к наземной части металлической колонны, а другим контактом (зажимом) - к удаленному от устья скважины заземляющему электроду, в скважину подают постоянный ток, стабилизированный по величине, который, проходя по металлической колонне, разделенной диэлектрической вставкой, генерирует электромагнитное поле, которое, распространяясь по породе в скважине, достигает призабойной зоны и создает разность потенциалов между металлической колонной и изолированной ее частью.
Для передачи сообщения с забоя по электромагнитному каналу замыкают или размыкают (коммутируют) ключом нижнюю и верхнюю части металлической колонны, изменяя эффективное значение проводимости между заземляющим электродом источника стабилизированного тока и металлической колонной. При замыкании ключа указанная эффективная проводимость возрастает, а напряжение на зажимах источника стабилизированного тока падает и регистрируется блоком регистрации, например дифференциальным вольтметром. По изменению измеренного напряжения судят о параметрах разбуриваемого пласта. Длительность и последовательность замыканий ключа определяется модулем шифрования скважинного блока измерений (не показано ввиду общеизвестности). Таким образом, полезным сигналом служит изменение напряжения на зажимах источника тока, который поддерживает постоянный по величине (стабилизированный) ток, величина которого определяется условиями передачи - электропроводностью пласта.
При этом изменение (модуляция) величины напряжения ΔV на зажимах наземного генератора вычисляют по формуле:
где G - эффективное значение проводимости между заземляющим электродом источника стабилизированного тока и металлической колонной определяется по формуле:
и
где A=ln(D2/D1),
ΔG - изменение эффективного значения проводимости между заземляющим электродом источника стабилизированного тока и металлической колонной,
α, dα - углы, соответствующие разомкнутому и замкнутому состоянию диэлектрической вставки (см. чертеж),
ρ - сопротивление горных пород, Ом·м,
D1 - расстояние между металлической колонной и заземляющим электродом, м,
D2 - диаметр заземляющего электрода, м,
С - экспериментальный коэффициент, м.
Значение С определяется в результате «подбора» величины напряжения для оптимального значения стабилизированного тока, измеряется в метрах и играет вспомогательную роль, т.к. ΔG является не расчетной, а измеряемой величиной. В формулах 1, 2, 3, приведенных выше, учитываются расстояние между металлической колонной до заземляющего электрода, диаметр заземляющего электрода, толщина диэлектрической вставки, длины верхней и нижней частей металлической колонны, измеряемых в метрах. Учет этих параметров позволяет повысить точность измерений.
Реализация способа может быть осуществлена устройством, представленным на чертеже.
Устройство содержит источник стабилизированного тока 1, подключенный одним контактом 2 к наземной части металлической колонны 3, а другим контактом - к удаленному от устья скважины на расстоянии D1 заземляющему электроду 4 с диаметром D2. Между указанными контактами (зажимы) установлен блок регистрации изменения напряжения, например дифференциальный вольтметр 5. Металлическая колонна 3 в скважине разделена диэлектрической вставкой 6 на верхнюю часть с длиной L1 и нижнюю часть с длиной L2, контакты которых 7 и 8, соответственно, замыкаются/размыкаются ключом 9. Поз. 10 - верхний контакт между верхней частью металлической колонны 3 и землей, поз.11 - нижний контакт между нижней частью металлической колонны 3 и землей. L3 - толщина диэлектрической вставки 6. α, dα - углы, соответствующие разомкнутому и замкнутому контурам диэлектрической вставки 6.
Наземный генератор 1 вырабатывает постоянный стабилизированный по величине ток, который, проходя по металлической колонне 3, разделенной диэлектрической вставкой 6, генерирует электромагнитное поле, которое, распространяясь по породе в скважине, достигает призабойной зоны и создает разность потенциалов между металлической колонной 3 и изолированной ее частью длиной L2.
При замыкании ключа 9 эффективная проводимость G возрастает и напряжение источника стабилизированного тока падает, что и регистрируется дифференциальным вольтметром 5, подключенным к зажимам указанного источника тока. При этом изменение разности потенциалов оказывается модулированным соответствующим образом кодированным сигналом (информацией).
Claims (2)
1. Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи, включающий возбуждение электрического тока в колонне металлических труб в скважине при помощи наземного генератора, подключенного одним зажимом к наземной части металлической колонны, а другим зажимом - к удаленному от устья скважины заземляющему электроду, коммутацию диэлектрической вставки и получение информации с забоя скважины в зависимости от пульсаций, вызванных коммутацией диэлектрической вставки, отличающийся тем, что в качестве наземного генератора используют источник постоянного тока, стабилизированного по величине, а получение информации с забоя скважины осуществляют в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока наземного генератора - источника стабилизированного тока при изменении эффективного значения сопротивления металлической колонны, вызванного коммутацией диэлектрической вставки.
2. Устройство для передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи, содержащее наземный генератор, подключенный одним зажимом к наземной части металлической колонны, а другим зажимом - к удаленному от устья скважины заземляющему электроду, диэлектрическую вставку, разделяющую металлическую колонну в скважине на верхнюю и нижнюю части, ключ для размыкания и замыкания контактов верхней и нижней частей металлической колонны, отличающееся тем, что в качестве наземного генератора использован источник стабилизированного постоянного тока, а между указанными зажимами установлен блок регистрации изменения напряжения этого тока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138447/03A RU2480582C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138447/03A RU2480582C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2480582C1 true RU2480582C1 (ru) | 2013-04-27 |
Family
ID=49153178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011138447/03A RU2480582C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2480582C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549622C2 (ru) * | 2013-07-16 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Забойная телеметрическая система с наддолотным модулем и способ беспроводной передачи ее данных на земную поверхность |
| RU2696954C1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-08-07 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважин |
| CN111396035A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-10 | 中国地质大学（武汉） | 基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法 |
| RU2753327C2 (ru) * | 2018-04-19 | 2021-08-13 | Ахметсалим Сабирович Галеев | Способ и устройство определения нижнего обрыва/отворота штанг на скважинах, оборудованных ушгн |
| RU2766995C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2022-03-16 | Ахметсалим Сабирович Галеев | Устройство передачи информации по гальваническому каналу связи при беструбной эксплуатации скважин |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2229733C2 (ru) * | 1999-03-23 | 2004-05-27 | Научно-производственное предприятие "ЛУЧ" | Геофизическая телеметрическая система передачи скважинных данных |
| US6781520B1 (en) * | 2001-08-06 | 2004-08-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Motion sensor for noise cancellation in borehole electromagnetic telemetry system |
| RU2270919C2 (ru) * | 2004-05-20 | 2006-02-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры "ЛУЧ" | Способ передачи информации от забойной телеметрической системы и устройство для его осуществления |
| 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 |
| EP2025863A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-18 | Services Pétroliers Schlumberger | A subsurface formation monitoring system and method |
-
2011
- 2011-09-19 RU RU2011138447/03A patent/RU2480582C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2229733C2 (ru) * | 1999-03-23 | 2004-05-27 | Научно-производственное предприятие "ЛУЧ" | Геофизическая телеметрическая система передачи скважинных данных |
| US6781520B1 (en) * | 2001-08-06 | 2004-08-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Motion sensor for noise cancellation in borehole electromagnetic telemetry system |
| RU2270919C2 (ru) * | 2004-05-20 | 2006-02-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры "ЛУЧ" | Способ передачи информации от забойной телеметрической системы и устройство для его осуществления |
| 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 |
| EP2025863A1 (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-18 | Services Pétroliers Schlumberger | A subsurface formation monitoring system and method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МОЛЧАНОВ A.A., АБРАМОВ Г.С. Бескабельные измерительные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика). - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004, с.139. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549622C2 (ru) * | 2013-07-16 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Забойная телеметрическая система с наддолотным модулем и способ беспроводной передачи ее данных на земную поверхность |
| RU2696954C1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-08-07 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважин |
| RU2753327C2 (ru) * | 2018-04-19 | 2021-08-13 | Ахметсалим Сабирович Галеев | Способ и устройство определения нижнего обрыва/отворота штанг на скважинах, оборудованных ушгн |
| CN111396035A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-10 | 中国地质大学（武汉） | 基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法 |
| RU2766995C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2022-03-16 | Ахметсалим Сабирович Галеев | Устройство передачи информации по гальваническому каналу связи при беструбной эксплуатации скважин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6188223B1 (en) | Electric field borehole telemetry | |
| US6396276B1 (en) | Apparatus and method for electric field telemetry employing component upper and lower housings in a well pipestring | |
| RU2480582C1 (ru) | Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления | |
| EP0916101B1 (en) | Combined electric-field telemetry and formation evaluation apparatus | |
| US8322462B2 (en) | Proximity detection system for deep wells | |
| US7219748B2 (en) | Downhole signal source | |
| US8773132B2 (en) | Fracture detection via self-potential methods with an electrically reactive proppant | |
| EP2368141A1 (en) | Electromagnetic survey using metallic well casings as electrodes | |
| EA021895B1 (ru) | Система и способ для измерения уровня жидкости | |
| US9739905B2 (en) | Electromagnetic time-lapse remote sensing of reservoir conditions | |
| US20130063276A1 (en) | Downhole telemetry signalling apparatus | |
| US8863861B2 (en) | Downhole telemetry apparatus and method | |
| CN105874163B (zh) | 钻井辅助系统 | |
| RU2017109053A (ru) | Устройства, способы и системы скважинной дальнометрии | |
| US8965704B2 (en) | Apparatus and method for formation resistivity measurements in oil-based mud using a floating reference signal | |
| RU2494250C1 (ru) | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления | |
| RU2229733C2 (ru) | Геофизическая телеметрическая система передачи скважинных данных | |
| Wilt et al. | Casing-integrity mapping using top-casing electrodes and surface based EM fields | |
| RU2273732C2 (ru) | Способ приема/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность | |
| RU2660965C1 (ru) | Магнитолокация с использованием множества скважинных электродов | |
| RU2696954C1 (ru) | Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважин | |
| RU2475644C1 (ru) | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра | |
| RU2478223C1 (ru) | Способ оценки удельного электрического сопротивления пласта при проведении исследований скважин, обсаженных металлической колонной | |
| Carpenter | Surface-to-Borehole Electromagnetics Hold Promise for 3D Waterflood Monitoring | |
| RU2193655C2 (ru) | Способ электрического каротажа скважин в процессе бурения и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180920 |