RU2494250C1 - Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494250C1 RU2494250C1 RU2012101923/03A RU2012101923A RU2494250C1 RU 2494250 C1 RU2494250 C1 RU 2494250C1 RU 2012101923/03 A RU2012101923/03 A RU 2012101923/03A RU 2012101923 A RU2012101923 A RU 2012101923A RU 2494250 C1 RU2494250 C1 RU 2494250C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- metal
- receiving electrode
- metal column
- ground
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Предложенная группа изобретений относится к области передачи забойной информации из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи и может быть использована для каротажа в процессе эксплуатации скважины. Техническим результатом является повышение надежности передачи информации с забоя по электромагнитному каналу связи и расширение области применения. Предложенный способ заключается в возбуждении электрического тока в металлической колонне в скважине при помощи наземного генератора, подключенного одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к приемному электроду на поверхности скважины. При этом осуществляют коммутацию диэлектрической вставки, разделяющей металлическую колонну в скважине на верхнюю и нижнюю части. Причем в качестве приемного электрода используют другую колонну металлических труб, спущенных в эту скважину. Таким образом, образуют электрическую цепь из металлической колонны в скважине и приемного электрода, по которой передают стабилизированный по величине постоянный ток от наземного генератора. При этом получение информации с забоя скважины осуществляют в зависимости от модуляции величины напряжения, вызванного коммутацией диэлектрической вставки. В качестве наземного генератора используют источник стабилизированного постоянного тока, а в качестве приемного электрода может быть использована металлическая колонна насосно-компрессорных труб. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предположенная группа изобретений относится к области передачи забойной информации из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи и может быть использована для каротажа в процессе эксплуатации.
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 без забойного (скважинного) источника энергии, что ограничивает область применения системы.
Известен способ передачи забойной информации по электромагнитному каналу связи путем формирования информации в виде электрических сигналов и передачи их к устью скважины по колонне бурильных труб с помощью электрического разделителя, при этом перед передачей информации на колонну бурильных труб выше электрического разделителя подают постоянное напряжение (пат. РФ №2426878, приор. 02.02.2010, публ. 20.08.2011). В скважине, содержащей колонну бурильных труб с электрическим разделителем, располагают скважинный передатчик, соединенный с верхним и нижним электродами разделителя. На устье скважины размещают источник постоянного напряжения, соединенный с колонной бурильных труб, а другим концом через приемное устройство - с приемным электродом. Постоянное напряжение поляризует поверхность металла колонны бурильных труб, создавая на поверхности металла двойной электрический слой, который уменьшает поверхностную проводимость металла, препятствующий замыканию части тока передачи на колонну бурильных труб, увеличивая тем самым мощность принимаемого сигнала.
Недостаток известного решения заключается в применении забойного передатчика, возможность которого ограничивается мощностью автономного источника питания, что, как указывалось выше, ограничивает область применения устройства.
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 (приемный электрод) 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, 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, что усложняет конструкцию электрического диполя.
Отдаленность от устья скважины заземляющего электрода ослабляет сигнал, который проходит сквозь породу с различными геологическими свойствами, при этом сигнал может пропадать (в соляных пропластках) и искажаться при прохождении слабо проводящих пластов и надежность связи падает.
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 по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины, включающем возбуждение электрического тока в металлической колонне в скважине при помощи наземного генератора, подключенного одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к приемному электроду на поверхности скважины, коммутацию диэлектрической вставки, разделяющей металлическую колонну в скважине на верхнюю и нижнюю части, и получение информации с забоя скважины в зависимости от пульсаций, вызванных коммутацией диэлектрической вставки, в качестве приемного электрода используют другую колонну металлических труб, спущенных в эту скважину, и создают электрическую цепь из металлической колонны в скважине и приемного электрода, по которой передают стабилизированный по величине постоянный ток от наземного генератора, при этом 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. В качестве приемного электрода используют, например, металлическую насосно-компрессорную трубу (НКТ), в которой концентрично установлена металлическая колонна с диэлектрической вставкой.
Заявляется устройство для реализации способа, содержащее наземный генератор, подключенный одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к приемному электроду на поверхности скважины, 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 контактами установлен блок регистрации изменения напряжения этого тока, кроме того, в качестве приемного электрода использована другая колонна металлических труб, спущенных в эту скважину, например, НКТ, в которой концентрично установлена металлическая колонна, например, колонна полых металлических штанг с диэлектрической вставкой. Верхняя часть металлической колонны и НКТ изолированы друг от друга.
На фигуре представлено устройство для реализации способа.
Суть способа. При эксплуатации скважины внутрь металлической НКТ спускают колонну полых металлических штанг, на которой в приза-бойной зоне устанавливают глубинный насос для откачки флюида. В процессе эксплуатации необходимо получать информацию о состоянии приза-бойной зоны, например, с помощью электромагнитного канала связи. Для этого, на поверхности с помощью источника стабилизированного тока, подключенного одним контактом (зажимом) к наземной части металлической колонны, которой может быть колонна полых металлических штанг, а другим контактом (зажимом) - к приемному электроду на устье, в качестве которого используют другую металлическую трубу, например НКТ, в скважину подают постоянный ток, стабилизированный по величине, который, проходя по металлической колонне (колонне полых металлических штанг), разделенной диэлектрической вставкой, генерирует электромагнитное поле, создающее 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 приемным электродом (другой металлической колонной) источника стабилизированного тока и металлической колонной с диэлектрической вставкой. 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 (на фиг. 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. Металлическая колонна штанг и металлическая колонна НКТ в верхней части электрически разделены.
Реализация способа может быть осуществлена представленным устройством.
Устройство содержит источник стабилизированного тока 1, подключенный одним контактом 2 к наземной части колонны металлических полых штанг (металлической колонны) 3, а другим контактом - к приемному электроду 4 металлической НКТ 5 (другая металлическая колонна), в которой концентрично установлена колонна металлических полых штанг 3. Между указанными контактами установлен блок регистрации изменения напряжения, например, дифференциальный вольтметр 6. Металлическая колонна 3 в скважине разделена диэлектрической вставкой 7 на верхнюю часть и нижнюю часть, которые замыкаются/размыкаются ключом 8. В призабойной зоне к металлической колонне 3 присоединен глубинный насос 9 для откачки флюида. На устье скважины металлическая колонна 3 и НКТ 5 разделены сальником 10 из диэлектрического материала. Поз. 11 - скребок-центратор из диэлектрика. Пунктирной линии показана создаваемая электрическая цепь.
Наземный генератор 1 вырабатывает постоянный стабилизированный по величине ток, который, проходя по металлической колонне 3, разделенной диэлектрической вставкой 7, генерирует электромагнитное поле, которое создает разность потенциалов между металлической колонной 3 и изолированной ее верхней частью.
При замыкании ключа 8 эффективная проводимость возрастает и напряжение источника стабилизированного тока (наземный генератор) 1 падает, что и регистрируется дифференциальным вольтметром 6, подключенным к контактам 2 и 4 указанного источника тока. При этом изменение разности потенциалов оказывается модулированным соответствующим образом кодированным сигналом (информацией). Поскольку на устье скважины установлен сальник 10 из диэлектрического материала, а в скважине в верхней части металлической колонны размещен скребок-центратор 11 (может быть несколько штук) из диэлектрика, то металлическая колонна штанг 3 и металлическая колонна НКТ 5 электрически разделены, кроме того, между указанными колоннами в скважине находится добываемая жидкость, электропроводность которой очень мала.
Claims (4)
1. Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины, включающий возбуждение электрического тока в металлической колонне в скважине при помощи наземного генератора, подключенного одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к приемному электроду на поверхности скважины, коммутацию диэлектрической вставки, разделяющей металлическую колонну в скважине на верхнюю и нижнюю части, и получение информации с забоя скважины в зависимости от пульсаций, вызванных коммутацией диэлектрической вставки, отличающийся тем, что в качестве приемного электрода используют другую колонну металлических труб, спущенных в эту скважину, и создают электрическую цепь из металлической колонны и приемного электрода, по которой передают стабилизированный по величине постоянный ток от наземного генератора, при этом 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. Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины по п.1, отличающийся тем, что в качестве приемного электрода используют металлическую насосно-компрессорную трубу (НКТ), в которой концентрично установлена металлическая колонна с диэлектрической вставкой.
3. Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины, содержащее наземный генератор, подключенный одним контактом к наземной части металлической колонны, а другим контактом - к приемному электроду на поверхности скважины, 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 приемный электрод выполнен в виде другой колонны металлических труб, спущенных в эту скважину, указанные колонны в верхней части электрически изолированы друг от друга, а в качестве наземного генератора использован источник стабилизированного постоянного тока и между указанными контактами установлен блок регистрации изменения напряжения этого тока.
4. Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины по п.3, отличающееся тем, что в качестве приемного электрода использована металлическая НКТ, в которой концентрично установлена металлическая колонна с диэлектрической вставкой, при этом указанные колонны в верхней части электрически изолированы друг от друга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012101923/03A RU2494250C1 (ru) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012101923/03A RU2494250C1 (ru) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012101923A RU2012101923A (ru) | 2013-07-27 |
RU2494250C1 true RU2494250C1 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=49155361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012101923/03A RU2494250C1 (ru) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494250C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2153184C1 (ru) * | 1998-11-20 | 2000-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр ПАЛС" | Устройство для исследования вод в скважинах |
US6515592B1 (en) * | 1998-06-12 | 2003-02-04 | Schlumberger Technology Corporation | Power and signal transmission using insulated conduit for permanent downhole installations |
RU2236562C1 (ru) * | 2003-01-30 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ энергоснабжения скважинной аппаратуры при контроле за разработкой нефти или газа и термоэлектрический автономный источник питания |
RU2256074C2 (ru) * | 2000-03-02 | 2005-07-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система управления связями и подачей электрического тока, нефтяная скважина для добычи нефтепродуктов (варианты) и способ добычи нефтепродуктов из нефтяной скважины |
RU2281391C2 (ru) * | 2004-03-11 | 2006-08-10 | Альберт Амирзянович Шакиров | Способ измерения давления и передачи данных в эксплуатационной скважине и устройство для его реализации |
-
2012
- 2012-01-19 RU RU2012101923/03A patent/RU2494250C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6515592B1 (en) * | 1998-06-12 | 2003-02-04 | Schlumberger Technology Corporation | Power and signal transmission using insulated conduit for permanent downhole installations |
RU2153184C1 (ru) * | 1998-11-20 | 2000-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр ПАЛС" | Устройство для исследования вод в скважинах |
RU2256074C2 (ru) * | 2000-03-02 | 2005-07-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Система управления связями и подачей электрического тока, нефтяная скважина для добычи нефтепродуктов (варианты) и способ добычи нефтепродуктов из нефтяной скважины |
RU2236562C1 (ru) * | 2003-01-30 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ энергоснабжения скважинной аппаратуры при контроле за разработкой нефти или газа и термоэлектрический автономный источник питания |
RU2281391C2 (ru) * | 2004-03-11 | 2006-08-10 | Альберт Амирзянович Шакиров | Способ измерения давления и передачи данных в эксплуатационной скважине и устройство для его реализации |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012101923A (ru) | 2013-07-27 |
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 | |
EP0916101B1 (en) | Combined electric-field telemetry and formation evaluation apparatus | |
US3620300A (en) | Method and apparatus for electrically heating a subsurface formation | |
US8711045B2 (en) | Downhole telemetry system | |
US20030058127A1 (en) | Power and signal transmission using insulated conduit for permanent downhole installations | |
US20130063276A1 (en) | Downhole telemetry signalling apparatus | |
EA025452B1 (ru) | Система и способ дистанционного измерения | |
US11156062B2 (en) | Monitoring well installations | |
RU2480582C1 (ru) | Способ передачи информации из скважины по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления | |
RU2017109053A (ru) | Устройства, способы и системы скважинной дальнометрии | |
US20140000910A1 (en) | Apparatus with rigid support and related methods | |
CN105874163B (zh) | 钻井辅助系统 | |
RU2494250C1 (ru) | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления | |
US10822934B1 (en) | Apparatus and method of focused in-situ electrical heating of hydrocarbon bearing formations | |
RU2229733C2 (ru) | Геофизическая телеметрическая система передачи скважинных данных | |
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 | |
RU2766995C1 (ru) | Устройство передачи информации по гальваническому каналу связи при беструбной эксплуатации скважин | |
RU2004115313A (ru) | Способ приема/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность | |
RU2426878C1 (ru) | Способ передачи забойной информации | |
Carpenter | Surface-to-Borehole Electromagnetics Hold Promise for 3D Waterflood Monitoring | |
RU2537717C2 (ru) | Способ передачи скважинной информации по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190120 |