RU2506611C2 - Instrument of electromagnetic logging in process of drilling - Google Patents

Instrument of electromagnetic logging in process of drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2506611C2
RU2506611C2 RU2010135042/28A RU2010135042A RU2506611C2 RU 2506611 C2 RU2506611 C2 RU 2506611C2 RU 2010135042/28 A RU2010135042/28 A RU 2010135042/28A RU 2010135042 A RU2010135042 A RU 2010135042A RU 2506611 C2 RU2506611 C2 RU 2506611C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
electronics unit
housing
drilling
removable sleeve
Prior art date
Application number
RU2010135042/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010135042A (en
Inventor
Николай Викторович Беляков
Анатолий Николаевич Пестов
Александр Васильевич Бурсак
Михаил Вениаминович Шкадин
Павел Александрович Яконовский
Original Assignee
Николай Викторович Беляков
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 Николай Викторович Беляков filed Critical Николай Викторович Беляков
Priority to RU2010135042/28A priority Critical patent/RU2506611C2/en
Publication of RU2010135042A publication Critical patent/RU2010135042A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506611C2 publication Critical patent/RU2506611C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electromagnetic geophysical survey and may be used to perform electromagnetic logging of wells. Substance: the device comprises a body (1), made in the form of a solid metal cylinder. In the body (1) there are at least two receiving (2) and two transmitting (3) antenna units, connected with an electronics unit (4). Inside the body (1) there are two longitudinal holes (5, 6), one of which (5) is made as through for letting through a drilling mud, and in the other one (6) there is an electronics unit (4).
EFFECT: higher wear resistance of an instrument, its longer service life.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизических исследований в скважинах, а именно к приборам электромагнитного каротажа, и может быть использовано для измерения электрических характеристик горных пород в процессе бурения скважин на нефть и газ, а также геонавигации в процессе бурения.The invention relates to the field of geophysical research in wells, and in particular to electromagnetic logging tools, and can be used to measure the electrical characteristics of rocks during drilling of oil and gas wells, as well as geosteering during drilling.

Известны приборы электромагнитного каротажа в процессе бурения (RU 2231091, G01V 3/28, 2004; US 4808929, G01V 3/28, 1989; US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V 3/30, 2010), содержащие передающие и приемные антенные узлы, расположенные в корпусе, выполненном в виде металлической трубы, входящей в колонну бурильных труб. Антенные узлы соединены с блоком электроники, обеспечивающем в процессе бурения измерение удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород.Known electromagnetic logging tools during drilling (RU 2231091, G01V 3/28, 2004; US 4808929, G01V 3/28, 1989; US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V 3/30, 2010) containing transmitting and receiving antenna nodes located in a housing made in the form of a metal pipe entering a drill pipe string. Antenna nodes are connected to the electronics block, which ensures the measurement of electrical resistivity (resistivity) of rocks during drilling.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому прибору является прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения (RU 2392644, G01V3/30, 2010), содержащий металлический корпус, в котором установлено не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники.The closest in technical essence to the proposed device is an electromagnetic logging tool in the process of drilling (RU 2392644, G01V3 / 30, 2010), containing a metal casing in which at least two receiving and two transmitting antenna assemblies are connected to the electronics unit.

При этом в качестве металлического корпуса используется труба для протока бурового раствора, внутри которой установлен баропрочный охранный кожух для размещения блока электроники.At the same time, a pipe for drilling mud flow is used as a metal body, inside of which a pressure-resistant guard is installed to accommodate the electronics unit.

Недостатком известного прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения является невысокая надежность, связанная с износом баропрочного кожуха, установленного в потоке бурового раствора, и мест его крепления к внешней трубе проточным буровым раствором.A disadvantage of the known electromagnetic logging tool during drilling is the low reliability associated with the wear of a pressure-resistant casing installed in the mud stream and the places of its attachment to the outer pipe with flowing drilling fluid.

Задачей изобретения является повышение надежности прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения.The objective of the invention is to increase the reliability of the electromagnetic logging tool during drilling.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение износоустойчивости прибора и увеличение его срока службы.The technical result that provides a solution to this problem is to increase the durability of the device and increase its service life.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в приборе электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержащем металлический корпус, в котором установлено не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники, согласно изобретению корпус прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники.The achievement of the claimed technical result and, as a result, the solution of the problem is ensured by the fact that in the electromagnetic logging tool during drilling, containing a metal body, in which at least two receiving and two transmitting antenna assemblies are connected to the electronics unit, according to the invention, the device body made in the form of an all-metal cylinder, inside of which two longitudinal holes are drilled, one of which is made through to pass the drilling fluid, and in the other Another electronic unit.

При этом каждый антенный узел содержит антенный провод, содержащий не менее чем один виток, резонансный конденсатор, съемную гильзу для установки на внешней поверхности корпуса прибора, в боковых сторонах съемной гильзы выполнены продольные щели, в которых установлены ферритовые вставки, антенный провод проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы перпендикулярно ее щелям и соединен через гермовводы с электронным блоком измерения удельного электрического сопротивления горной породы. Съемная гильза антенны выполнена разрезной вдоль ее оси. Изоляция антенного провода в кольцевой выемке выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана. Блок электроники содержит не менее двух передатчиков и не менее двух приемников, соединенных с измерителем удельного электрического сопротивления горной породы по разности фаз и отношению амплитуд принятых сигналов.In addition, each antenna assembly contains an antenna wire containing at least one turn, a resonant capacitor, a removable sleeve for installation on the outer surface of the device body, longitudinal slots are made in the sides of the removable sleeve, in which ferrite inserts are installed, the antenna wire is laid in an annular recess on the inner surface of the liner perpendicular to its slots and is connected through the pressure glands with an electronic unit for measuring the electrical resistivity of the rock. The removable sleeve of the antenna is made split along its axis. Insulation of the antenna wire in the annular recess is made by plasma spraying a ceramic layer based on a mixture of aluminum oxide and titanium dioxide. The electronics unit contains at least two transmitters and at least two receivers connected to the rock resistivity meter by phase difference and amplitude ratio of received signals.

Выполнение металлического корпуса прибора в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники, позволяет повысить износоустойчивость прибора и надежность его работы за счет повышения прочности корпуса прибора и выноса его блока электроники из проточного бурового раствора.The implementation of the metal casing of the device in the form of an all-metal cylinder, inside of which two longitudinal holes are drilled, one of which is made through to pass the drilling fluid, and the electronics unit is placed in the other, allows to increase the wear resistance of the device and the reliability of its operation by increasing the strength of the device casing and its removal block electronics from flowing drilling fluid.

На фиг.1-4 представлены графические материалы, поясняющие устройство прибора. Figure 1-4 presents graphical materials explaining the device.

На фиг.1 представлен общий вид прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения «ЭК3-ПБ», на фиг.2 - конструкция его антенного узла, на фиг.3 - его поперечное сечение, на фиг.4 - функциональная схема его блока электроники.Figure 1 presents a General view of the electromagnetic logging tool during drilling "EK3-PB", figure 2 - the design of its antenna node, figure 3 - its cross section, figure 4 is a functional diagram of its electronics unit.

Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения содержит металлический корпус 1, в котором установлено не менее двух приемных 2 и не менее двух передающих 3 антенных узлов, соединенных с блоком 4 электроники. Металлический корпус 1 прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия: сквозное отверстие 5 для пропуска бурового раствора и отверстие 6 для установки блока 4 электроники соответственно. Каждый антенный узел 2 и 3 выполнен в виде антенного провода 7, содержащего не менее чем один виток, резонансного конденсатора 8, съемной гильзы 9, в боковых сторонах которой выполнены продольные щели 10, в которых установлены ферритовые вставки 11. Антенный провод 7 проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы 9 перпендикулярно ее щелям 10 и соединен через гермовводы 12 с блоком 4 электроники. Для упрощения установки на корпусе 1 съемная гильза 9 антенного узла выполнена разрезной вдоль ее оси. Изоляция антенного провода 7 в кольцевой выемке гильзы 9 выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана. Блок 4 электроники содержит не менее двух передатчиков 13 и не менее двух приемников 14, соединенных с измерителем 15 удельного электрического сопротивления горной породы.The electromagnetic logging tool during drilling contains a metal case 1, in which at least two receiving 2 and at least two transmitting 3 antenna assemblies are connected to the electronics unit 4. The metal case 1 of the device is made in the form of an all-metal cylinder, inside of which two longitudinal holes are drilled: a through hole 5 for passing the drilling fluid and a hole 6 for installing the electronics unit 4, respectively. Each antenna assembly 2 and 3 is made in the form of an antenna wire 7 containing at least one turn, a resonant capacitor 8, a removable sleeve 9, in the sides of which longitudinal slots 10 are made, in which ferrite inserts 11 are installed. The antenna wire 7 is laid in a ring a recess on the inner surface of the sleeve 9 perpendicular to its slots 10 and is connected through the pressure glands 12 to the electronics unit 4. To simplify installation on the housing 1, the removable sleeve 9 of the antenna assembly is made split along its axis. The insulation of the antenna wire 7 in the annular recess of the sleeve 9 is made by plasma spraying a ceramic layer based on a mixture of aluminum oxide and titanium dioxide. Block 4 of the electronics contains at least two transmitters 13 and at least two receivers 14 connected to the meter 15 of the electrical resistivity of the rock.

Работа прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения состоит в следующем. При установке прибора в колонну бурильных труб буровой раствор проходит через сквозное отверстие 5 корпуса 1 прибора, не мешая работе электронного блока 4, установленного в отличие от прототипа в отдельном отверстии 6 корпуса 1. Одновременно блок 4 электроники по заданной программе измерений вырабатывает сигналы управления передатчиками 13 и приемниками 14 электромагнитных волн. При этом передатчики 13 генерируют высокочастотные электрические сигналы, которые через гермовводы 12 поступают на антенный провод 7 передающих антенных узлов 2. При этом антенный провод 7 совместно с ферритовыми вставками 11 через щели 10 съемной гильзы 9 излучает электромагнитные волны, распространяющиеся через горную породу. Информация об удельном электрическом сопротивления (УЭС) горной породы, содержащаяся в амплитуде и фазе электромагнитной волны, регистрируется приемными антенными узлами 3. Сигналы с выходов антенных узлов 3 поступают на входы приемников 14 блока 4 электроники и далее на его измеритель 15 удельного электрического сопротивления горных пород. Измерение электрического сопротивления горных пород в измерителе 15 осуществляется на основе измерения разности фаз и отношения амплитуд принятых сигналов от различных приемных антенных узлов по известной методике (US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V3/30, 2010). Измеренные значения электрического сопротивления горных пород при электромагнитном каротаже в процессе бурения скважин записываются в память измерителя 15 или передаются на поверхность земли в процессе бурения через соответствующую телеметрическую аппаратуру.The operation of the electromagnetic logging tool during drilling is as follows. When installing the device in the drill pipe string, the drilling fluid passes through the through hole 5 of the housing 1 of the device, without interfering with the operation of the electronic unit 4, which, unlike the prototype, is installed in a separate hole 6 of the housing 1. At the same time, the electronics unit 4 generates control signals from the transmitters 13 and receivers of 14 electromagnetic waves. In this case, the transmitters 13 generate high-frequency electrical signals, which through the pressure glands 12 enter the antenna wire 7 of the transmitting antenna nodes 2. Moreover, the antenna wire 7 together with ferrite inserts 11 through the slots 10 of the removable sleeve 9 emits electromagnetic waves propagating through the rock. Information about the electrical resistivity (UES) of the rock, contained in the amplitude and phase of the electromagnetic wave, is recorded by the receiving antenna nodes 3. The signals from the outputs of the antenna nodes 3 are fed to the inputs of the receivers 14 of the electronics unit 4 and then to its rock resistivity meter 15 . The measurement of the electrical resistance of rocks in the meter 15 is based on measuring the phase difference and the ratio of the amplitudes of the received signals from different receiving antenna nodes according to a known method (US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V3 / 30, 2010). The measured values of the electrical resistance of rocks during electromagnetic logging during drilling is recorded in the memory of the meter 15 or transmitted to the surface of the earth during drilling through appropriate telemetry equipment.

Изобретение разработано на уровне опытного образца. Его испытания показали повышение надежности и механической прочности прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения скважин малого диаметра при сохранении его измерительных характеристик.The invention is developed at the level of a prototype. His tests showed an increase in the reliability and mechanical strength of the electromagnetic logging tool during the drilling of small diameter wells while maintaining its measuring characteristics.

Claims (1)

Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержащий корпус, в котором установлено не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники, причем корпус прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники, отличающийся тем, что каждый антенный узел содержит антенный провод, содержащий не менее чем один виток, резонансный конденсатор, съемную гильзу для установки на внешней поверхности корпуса прибора, в боковых сторонах съемной гильзы выполнены продольные щели, в которых установлены ферритовые вставки, антенный провод проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы перпендикулярно ее щелям и соединен через гермовводы с электронным блоком измерения удельного электрического сопротивления горной породы, причем съемная гильза выполнена разрезной вдоль ее оси, изоляция антенного провода в кольцевой выемке выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана, а блок электроники содержит не менее двух передатчиков и не менее двух приемников, соединенных с измерителем удельного электрического сопротивления горной породы по разности фаз и отношению амплитуд принятых сигналов. An electromagnetic logging tool in the process of drilling, comprising a housing in which at least two receiving and two transmitting antenna assemblies are connected to the electronics unit, the housing of the instrument made in the form of an all-metal cylinder, inside of which two longitudinal holes are drilled, one of which is made through for mud pass, and in the other there is an electronics unit, characterized in that each antenna node contains an antenna wire containing at least one turn, a resonant condensate p, a removable sleeve for installation on the outer surface of the housing of the device, longitudinal slots are made in the sides of the removable sleeve, in which ferrite inserts are installed, the antenna wire is laid in an annular recess on the inner surface of the sleeve perpendicular to its slots and is connected through the pressure glands to an electronic unit for measuring specific electric rock resistance, and the removable sleeve is made split along its axis, the insulation of the antenna wire in the annular recess is made by plasma spraying a layer of ke frames based on a mixture of aluminum oxide and titanium dioxide, and the electronics block contains at least two transmitters and at least two receivers connected to a rock resistivity meter by phase difference and amplitude ratio of received signals.
RU2010135042/28A 2010-08-24 2010-08-24 Instrument of electromagnetic logging in process of drilling RU2506611C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135042/28A RU2506611C2 (en) 2010-08-24 2010-08-24 Instrument of electromagnetic logging in process of drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135042/28A RU2506611C2 (en) 2010-08-24 2010-08-24 Instrument of electromagnetic logging in process of drilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010135042A RU2010135042A (en) 2012-02-27
RU2506611C2 true RU2506611C2 (en) 2014-02-10

Family

ID=45851747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010135042/28A RU2506611C2 (en) 2010-08-24 2010-08-24 Instrument of electromagnetic logging in process of drilling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506611C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595278C1 (en) * 2015-07-29 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи" Complex downhole device for exploration of wells during drilling
WO2016167860A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Duke University Through casing hydraulic fracture mapping
US10222504B2 (en) 2015-06-26 2019-03-05 Halliburton Energy Services, Inc. Antennas for wellbore logging tools having a plurality of ferrite channels orthogonal to the plurality of winding grooves
RU2683466C1 (en) * 2015-06-26 2019-03-28 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Antenna for tools of geophysical research in well bottom and method of manufacture thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808929A (en) * 1983-11-14 1989-02-28 Schlumberger Technology Corporation Shielded induction sensor for well logging
US5530358A (en) * 1994-01-25 1996-06-25 Baker Hughes, Incorporated Method and apparatus for measurement-while-drilling utilizing improved antennas
US5939885A (en) * 1995-12-06 1999-08-17 Dailey International, Inc. Well logging apparatus having a separate mounting member on which a plurality of antennas are located
RU2231091C1 (en) * 2003-04-15 2004-06-20 Еремин Виктор Николаевич Device for electromagnetic logging in the course of drilling process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808929A (en) * 1983-11-14 1989-02-28 Schlumberger Technology Corporation Shielded induction sensor for well logging
US5530358A (en) * 1994-01-25 1996-06-25 Baker Hughes, Incorporated Method and apparatus for measurement-while-drilling utilizing improved antennas
US5939885A (en) * 1995-12-06 1999-08-17 Dailey International, Inc. Well logging apparatus having a separate mounting member on which a plurality of antennas are located
RU2231091C1 (en) * 2003-04-15 2004-06-20 Еремин Виктор Николаевич Device for electromagnetic logging in the course of drilling process

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016167860A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Duke University Through casing hydraulic fracture mapping
US10222504B2 (en) 2015-06-26 2019-03-05 Halliburton Energy Services, Inc. Antennas for wellbore logging tools having a plurality of ferrite channels orthogonal to the plurality of winding grooves
RU2683016C1 (en) * 2015-06-26 2019-03-25 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Antennas for tools of geophysical research in well bottom and methods of manufacture thereof
RU2683466C1 (en) * 2015-06-26 2019-03-28 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Antenna for tools of geophysical research in well bottom and method of manufacture thereof
US10627537B2 (en) 2015-06-26 2020-04-21 Halliburton Energy Services, Inc. Antenna assemblies using ferrites for wellbore logging tools and a method of manufacturing
RU2595278C1 (en) * 2015-07-29 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи" Complex downhole device for exploration of wells during drilling

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010135042A (en) 2012-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8463548B2 (en) Drill bit tracking apparatus and method
CA2959346C (en) Electromagnetic telemetry for measurement and logging while drilling and magnetic ranging between wellbores
CA2921387C (en) Casing mounted em transducers having a soft magnetic layer
RU2606737C2 (en) System and method for measuring or creating electric field in well
CN1975106B (en) Wireless electromagnetic telemetry system and method for bottomhole assembly
US9400339B2 (en) Apparatus and method for measuring electrical properties of an underground formation
US20180058206A1 (en) Communication Networks, Relay Nodes for Communication Networks, and Methods of Transmitting Data Among a Plurality of Relay Nodes
NL1017664C2 (en) System and method for checking a reservoir and placing a borehole using a pipe.
CA2192276C (en) Transducer for sonic logging-while-drilling
US8174265B2 (en) Antenna cutout in a downhole tubular
US9389332B2 (en) Method and tool for directional electromagnetic well logging
RU2436109C2 (en) Procedure and instrument for detection of position of fault in cable drill pipe
GB2548101A (en) Downhole tool
US20100065329A1 (en) Downhole telemetry apparatus and method
RU2506611C2 (en) Instrument of electromagnetic logging in process of drilling
CN110847880A (en) Device and method for positioning distance and direction between adjacent wells while drilling
EP2917477A1 (en) Multi-layer sensors for downhole inspection
US10227868B2 (en) Electromagnetic telemetry using capacitive surface electrodes
US20180179828A1 (en) Oil and gas well drill pipe electrical and communication assembly
US20180164462A1 (en) Evaluation of physical properties of a material behind a casing utilizing guided acoustic waves
US10633967B2 (en) Modular system for geosteering and formation evaluation
RU101205U1 (en) ELECTROMAGNETIC LOGGING DEVICE DURING EXZ-PB DRILLING
EA030528B1 (en) Well logging apparatus and system
RU2401944C1 (en) Complex geophysical equipment on drill pipes (versions)
US10295631B2 (en) Composite noise shield for magnetic resonance tools

Legal Events

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

Effective date: 20140203