RU2541990C1 - Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells - Google Patents

Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells Download PDF

Info

Publication number
RU2541990C1
RU2541990C1 RU2013146456/03A RU2013146456A RU2541990C1 RU 2541990 C1 RU2541990 C1 RU 2541990C1 RU 2013146456/03 A RU2013146456/03 A RU 2013146456/03A RU 2013146456 A RU2013146456 A RU 2013146456A RU 2541990 C1 RU2541990 C1 RU 2541990C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wells
drilled
well
rock
voltage
Prior art date
Application number
RU2013146456/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ахметсалим Сабирович Галеев
Валерий Михайлович Григорьев
Вадим Адикович Камоцкий
Раис Насибович Сулейманов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ГОРИЗОНТ" (ООО НПФ "ГОРИЗОНТ")
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 Научно-производственная фирма "ГОРИЗОНТ" (ООО НПФ "ГОРИЗОНТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ГОРИЗОНТ" (ООО НПФ "ГОРИЗОНТ")
Priority to RU2013146456/03A priority Critical patent/RU2541990C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541990C1 publication Critical patent/RU2541990C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells is suggested; the system comprises the core body including power supply source, electromagnetic oscillator made as dipole installed over bit of the drilling well (DW) thus ensuring electromagnetic coupling between DW string and at least one production string (PS) of drilled holes (DH) and the surface part including converter of the parameter being function of electrical performance for a section of the circuit formed by DW string and rock in the vicinity of dipole area to voltage and m converters of the parameter being function of electrical performance for a section of the circuit formed by PS DH and a section of the rock lying between DW bit and PS DH to voltage, where m is a number of PS. At that the above converters are made as toroidal inductance coils placed axially at the wellhead (DW), and m of the same coils is placed at the wellhead, where m≥1; value of current induced in pipe strings is selected as electrical performance for rock sections and is defined as per the mathematical expression specified above.
EFFECT: improved accuracy for determination of a drilling well position in regard to unlimited quantity of production strings of wells drilled earlier with number identification for these wells.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин, преимущественно кустовым способом на суше и на море с использованием телеметрической системы, и предназначено для контроля относительного положения скважин с целью предотвращения встречи их стволов.The invention relates to the field of drilling directional wells, mainly by a cluster method on land and at sea using a telemetry system, and is intended to control the relative position of the wells in order to prevent the meeting of their trunks.

Известна система предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, состоящая из датчика вибрации или датчиков вибрации, усилителя-преобразователя сигнала, технологического контроллера, записывающего устройства в виде ПЭВМ с программным обеспечением, устройства оповещения в виде средств (световой и/или звуковой) сигнализации.A well-known system for preventing the occurrence of trunks during cluster drilling of oil and gas wells, consisting of a vibration sensor or vibration sensors, a signal-conversion amplifier, a process controller, a recording device in the form of a personal computer with software, a warning device in the form of means (light and / or sound) alarm.

Датчик вибрации или датчики вибрации установлены на устье эксплуатационной скважины и соединены с усилителем-преобразователем сигнала. Усилитель-преобразователь сигнала подключен к технологическому контроллеру, выходы которого соответственно соединены с ПЭВМ с программным обеспечением и с устройством оповещения.A vibration sensor or vibration sensors are installed at the wellhead of the production well and connected to a signal conversion amplifier. The signal converter amplifier is connected to a technological controller, the outputs of which are respectively connected to a personal computer with software and a warning device.

Связь между устройствами системы предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин осуществляется по проводной (кабельной) или комбинированной (проводной и радиосвязью) линии (пат. РФ №2235844, приор. 25.02.2003, опубл. 10.09.2004).The communication between the devices of the warning system for meeting boreholes during cluster drilling of oil and gas wells is carried out via a wire (cable) or combined (wire and radio) line (US Pat. No. 2235844, prior. February 25, 2003, publ. September 10, 2004).

При использовании упругих волн, распространяющихся от долота бурящейся скважины вдоль эксплуатационной скважины, возможно их полное затухание за счет гашения горной породой, находящейся между бурящейся скважиной и эксплуатационной колонной. Кроме того, применение известного решения ограничено возможностью определения сближения или удаления бурящейся скважины относительно только одной колонны ранее пробуренной скважины.When using elastic waves propagating from the bit of a well being drilled along a production well, it is possible to completely attenuate it due to the quenching of the rock located between the well being drilled and the production string. In addition, the application of the known solution is limited by the ability to determine the proximity or removal of the well being drilled relative to only one column of a previously drilled well.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, содержащая глубинную часть, включающую генератор электромагнитных колебаний, выполненный в виде установленного над долотом диполя, обеспечивающего электромагнитную связь между колонной бурящейся скважины и по меньшей мере одной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, и наземную часть, включающую преобразователь комплексного электрического сопротивления участка цепи, образованной бурильной колонной и горной породой около дипольной области, в напряжение и n преобразователей комплексного электрического сопротивления участка цепи, образованной эксплуатационной колонной и участком горной породы, заключенной между долотом бурящейся скважины и эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, в напряжение, где n-число ранее пробуренных скважин, выходы указанных n преобразователей комплексного электрического сопротивления в напряжение подсоединены к информационным входам коммутатора, выход которого и выход преобразователя комплексного электрического сопротивления участка цепи, образованной бурильной колонной и горной породой около дипольной области, в напряжение подсоединены ко входу сумматора, подключенного к фильтру, подсоединенному через образцовый усилитель к схеме сравнения с опорным напряжением, выход которой подключен ко входу технологического контроллера, информационный выход которого подключен ко входу блока памяти, а управляющие выходы - к управляющему входу коммутатора и входам блоков сигнализации и управления буровым насосом (пат. РФ №2405106, приор. 18.06.2009, опубл. 27.11.2010).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a control system for the process of mutual orientation of the shafts during cluster drilling of oil and gas wells, containing a deep part, including an electromagnetic oscillation generator, made in the form of a dipole mounted above the bit, providing electromagnetic coupling between the well being drilled and at least one production casing of a previously drilled well, and the surface part, including a complex transducer the apparent electrical resistance of the section of the circuit formed by the drill string and rock near the dipole region to voltage and n converters of the complex electrical resistance of the section of the circuit formed by the production string and the rock section enclosed between the bit of the well being drilled and the production string of the previously drilled well, where n is the number of previously drilled wells, the outputs of these n converters of complex electrical resistance to voltage are connected to the information inputs of the switch, the output of which is the converter of the complex electrical resistance of the circuit section formed by the drill string and rock near the dipole region, the voltage is connected to the input of the adder connected to the filter, connected through a reference amplifier to a comparison circuit with a reference voltage, the output of which connected to the input of the technological controller, the information output of which is connected to the input of the memory unit, and the control outputs are connected to the control input of the comm Tatorey and signaling and control inputs mud pump units (US Pat. RF №2405106, prior. 06/18/2009, publ. 11/27/2010).

Недостатком известной системы является использование в качестве информативного параметра амплитуды напряжения, пропорционального величине комплексного сопротивления участка цепи (породы) между долотом бурящейся скважины и эксплуатационной колонной, величина которой в условиях анизотропии залегания разных пластов будет являться функцией не столько расстояния между ними (как было бы в изотропной среде), а зависеть от свойств пласта, проходимого в данный момент долотом в бурящейся скважине, и следовательно, иметь непрогнозируемый случайный характер. При использовании такого канала связи существует высокая вероятность как ложных срабатываний системы о критическом приближении стволов бурящейся скважины и эксплуатационной колонны ранее пробуренной скважины, так и наоборот, ошибочном определении достаточности удаления при его реальных критических значениях.A disadvantage of the known system is the use as an informative parameter of the voltage amplitude proportional to the complex resistance of the circuit (rock) section between the bit of the well being drilled and the production string, the value of which under the conditions of anisotropy of different layers, will be a function of not so much the distance between them (as it would be in isotropic medium), and depend on the properties of the formation currently being drilled by a bit in the well being drilled, and therefore, have an unpredictable case Ayny character. When using such a communication channel, there is a high probability of false positives of the system about the critical approximation of the boreholes of the well being drilled and the production casing of the previously drilled well, and vice versa, the erroneous determination of the sufficiency of removal at its actual critical values.

Кроме того, в условиях общего заземления эксплуатационной колонны и наземного оборудования пробуренной скважины через трубопроводную обвязку выделить индивидуальные комплексные сопротивления участков цепи «эксплуатационная колонна-долото бурящейся скважины» крайне затруднительно.In addition, in conditions of common grounding of the production casing and the ground equipment of the drilled well through the piping, it is extremely difficult to isolate individual complex resistances of the sections of the “production casing-bit of the drilled well” circuit.

Задачей изобретения является повышение точности определения относительного положения забоя бурящейся скважин и обеспечение надежности срабатывания системы в процессе контроля сближения или удаления бурящейся скважины относительно неограниченного количества эксплуатационных колонн ранее пробуренных скважин с идентификацией номеров этих скважин.The objective of the invention is to increase the accuracy of determining the relative position of the bottom of the wells being drilled and to ensure the reliability of the system in the process of controlling the proximity or removal of the wells being drilled with respect to an unlimited number of production cores of previously drilled wells with identification numbers of these wells.

Поставленная задача решается тем, что в системе контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, содержащей глубинную часть, включающую источник питания и генератор электромагнитных колебаний, выполненный в виде установленного в бурящейся скважине над долотом диполя, обеспечивающего электромагнитную связь между колонной бурящейся скважины и по меньшей мере одной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, и наземную часть, включающую преобразователь параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной колонной бурящейся скважины и горной породой около дипольной области, в напряжение и m преобразователей параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины и участком горной породы, заключенной между долотом бурящейся скважины и эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, в напряжение, где m - число ранее пробуренных скважин, в отличие от известного технического решения (пат. 2405106) указанные преобразователи выполнены в виде тороидальной катушки индуктивности (катушка), расположенной коаксиально в верхней части колонны на устье бурящейся скважины, и m катушек, расположенных в верхней части эксплуатационных колонн на устье ранее пробуренных скважин, где m - число ранее пробуренных скважин (при m≥1). При этом в качестве электрической характеристики участков горной породы выбрана величина параметра тока, наводимого в колоннах труб генератором электромагнитных колебаний.The problem is solved in that in the control system for the process of mutual orientation of the trunks during cluster drilling of oil and gas wells, containing a deep part, including a power source and an electromagnetic oscillation generator, made in the form of a dipole installed in the well being drilled, providing electromagnetic coupling between the well being drilled wells and at least one production string of a previously drilled well, and the surface part, including a parameter converter, which is a function of the electrical characteristic of a section of a circuit formed by a drill string and rock near a dipole region into voltage and m converters of a parameter that is a function of the electrical characteristic of a section of a circuit formed by a production string of a previously drilled well and a piece of rock enclosed between the bit of the drilled well and production a string of previously drilled wells, in tension, where m is the number of previously drilled wells, in contrast to the known technical solution Iya (US Pat. 2405106) these transducers are made in the form of a toroidal inductor (coil) located coaxially in the upper part of the column at the mouth of the well being drilled, and m coils located in the upper part of the production string at the mouth of previously drilled wells, where m is the number of previously drilled wells (at m≥1). At the same time, the value of the current parameter induced in the pipe columns by the electromagnetic oscillation generator was selected as the electrical characteristic of the rock sections.

Кроме того, выходы указанных m катушек снабжены полосовыми усилителями сигнала, поступающего на регистратор напряжения, подсоединенный к информационным входам коммутатора, выход которого подсоединен к входу сумматора, подключенного к фильтру, подсоединенному через образцовый усилитель к схеме сравнения с опорным значением напряжения, которым служит выход тороидальной катушки бурящейся скважины. Последнее является гарантией корректного сравнения токов даже при сильных изменениях (скачках) тока, подаваемого в колонну источником переменного тока с блоком модуляции и подачи тока (источник питания).In addition, the outputs of these m coils are equipped with strip amplifiers of a signal supplied to a voltage recorder connected to the information inputs of a switch, the output of which is connected to the input of an adder connected to a filter connected through a reference amplifier to a comparison circuit with a voltage reference, which serves as the output of the toroidal coils of a well being drilled. The latter is a guarantee of a correct comparison of currents even with strong changes (surges) in the current supplied to the column by an AC source with a modulation and current supply unit (power source).

Выход схемы сравнения подключен к входу технологического контроллера, информационный выход которого подключен к входу блока памяти, а управляющие выходы - к управляющему входу коммутатора и входам блоков сигнализации и управления буровым насосом.The output of the comparison circuit is connected to the input of the technological controller, the information output of which is connected to the input of the memory unit, and the control outputs are connected to the control input of the switch and the inputs of the alarm and control units of the mud pump.

Решение поставленной задачи в предлагаемом изобретении достигается благодаря использованию в качестве контролируемого параметра величины наводимого тока в колоннах труб и использованию электромагнитного канала связи, что приводит к повышению надежности определения относительного положения стволов скважин.The solution of the problem in the present invention is achieved through the use of the magnitude of the induced current in the pipe columns and the use of an electromagnetic communication channel, which increases the reliability of determining the relative position of the wellbores.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, где представлена общая схема системы контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, фигурой 2, где дана блочная электронная схема системы, и фигурой 3, где представлена схема устройства для преобразования наводимого тока в колоннах в напряжение (преобразователь).The invention is illustrated by figure 1, which shows a General diagram of a control system for the process of mutual orientation of the shafts during cluster drilling of oil and gas wells, figure 2, where a block electronic circuit of the system is given, and figure 3, which shows a diagram of a device for converting induced current in columns into voltage (converter).

Система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин (фиг.1) содержит установленный в колонне бурящейся скважины 1 (глубинная часть) источник переменного тока 2 с блоком модуляции и подачи тока в колонну (источник питания), генератор электромагнитных колебаний 3, выполненный в виде установленного над долотом 4 диполя 5 с диэлектрической вставкой 6, разделяющей колонну на верхнюю часть 7 и нижнюю часть 8, и обеспечивающего электромагнитную связь между колонной бурящейся скважины 1 и по меньшей мере с одной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины 9, и наземную часть, включающую один преобразователь 10 параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной колонной бурящейся скважины 1 и горной породой около дипольной области, в напряжение и m преобразователей 11 параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины 9 и участком горной породы, заключенной между долотом 4 бурящейся скважины 1 и эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины 9, в напряжение, где m - число ранее пробуренных скважин (при m≥1).The control system for the process of relative orientation of the trunks during cluster drilling of oil and gas wells (Fig. 1) contains an alternating current source 2 with a modulation and supply unit for the column (power source) installed in the column of the drilling well 1 (deep part), an electromagnetic oscillation generator 3 made in the form of a dipole 5 mounted above the bit 4 with a dielectric insert 6 dividing the column into the upper part 7 and the lower part 8, and providing electromagnetic coupling between the column of the well being drilled 1 and at least with at least one production casing of a previously drilled well 9, and the ground part, including one parameter transformer 10, which is a function of the electrical characteristic of the circuit section formed by the drill string 1 and rock near the dipole region, into voltage and m parameter transformers 11, which is a function electrical characteristics of the section of the circuit formed by the production string of the previously drilled well 9 and the rock section, concluded between the bit 4 of the drilled well 1 and production string previously drilled wells 9, in voltage, where m is the number of previously drilled wells (with m≥1).

Указанные преобразователи 10 и 11 выполнены в виде тороидальной катушки индуктивности (катушка) 12, расположенной коаксиально в верхней части колонны на устье 13 бурящейся скважины 1, и m таких же катушек 121, 122,…, 12m, расположенных в верхней части эксплуатационных колонн на устье ранее пробуренных скважин 9, где m - число ранее пробуренных скважин (при m≥1) (фиг.3).These transducers 10 and 11 are made in the form of a toroidal inductor (coil) 12 located coaxially in the upper part of the column at the mouth 13 of the drilled well 1, and m of the same coils 12 1 , 12 2 , ..., 12 m located in the upper part of the operational columns at the mouth of previously drilled wells 9, where m is the number of previously drilled wells (with m≥1) (figure 3).

При этом в качестве электрической характеристики участков горной породы выбрана величина параметра тока, наводимого в колоннах труб источником переменного тока 2 (фиг.3).Moreover, as the electrical characteristics of the rock sections, the value of the current parameter induced in the pipe columns by an alternating current source 2 (Fig. 3) was selected.

В электронной схеме системы (фиг.2) выходы указанных m катушек (121, 122, …, 12m) подсоединены к информационным входам коммутатора 14, выход которого подсоединен к входу сумматора 15, подключенного к фильтру 16, подсоединенному через образцовый усилитель 17 к схеме сравнения 18 с опорным значением напряжения, которым служит выход катушки 12 бурящейся скважины 1. Последнее является гарантией корректного сравнения токов даже при сильных изменениях (скачках) тока генератора электромагнитных колебаний.In the electronic circuit of the system (Fig. 2), the outputs of the indicated m coils (12 1 , 12 2 , ..., 12 m ) are connected to the information inputs of the switch 14, the output of which is connected to the input of the adder 15 connected to the filter 16 connected through the model amplifier 17 to the comparison circuit 18 with the reference voltage value, which is the output of the coil 12 of the well being drilled 1. The latter is a guarantee of the correct comparison of currents even with strong changes (jumps) in the current of the electromagnetic oscillation generator.

Выход схемы сравнения 18 подключен к входу технологического контроллера 19, информационный выход которого подключен к входу блока памяти 20, а управляющие выходы - к управляющему входу коммутатора 14 и входам блоков 21 сигнализации и управления буровым насосом.The output of the comparison circuit 18 is connected to the input of the technological controller 19, the information output of which is connected to the input of the memory unit 20, and the control outputs are connected to the control input of the switch 14 and the inputs of the alarm and control units of the mud pump 21.

В верхней части колонны ранее пробуренной скважины 9 могут быть расположены одна или несколько установленных друг над другом наземных катушек 12 (на фиг.3 указаны три катушки) с полосовыми усилителями сигнала 22, поступающего на регистратор напряжения 23, соединенный с коммутатором 14. Магнитопровод 24 катушек выполнен в виде цилиндра, высота которого H значительно превышает его толщину d, и установлен коаксиально колонне на устье 13 скважины. Катушка 12 с магнитопроводом 24, преобразователь сигнала 22 и регистратор напряжения 23 образуют преобразователь 10 (11).In the upper part of the column of a previously drilled well 9, one or more ground coils 12 can be located one above the other (three coils are shown in Fig. 3) with strip amplifiers of a signal 22 supplied to a voltage recorder 23 connected to a switch 14. A magnetic circuit 24 of coils made in the form of a cylinder, the height of which H significantly exceeds its thickness d, and is installed coaxially to the column at the wellhead 13. The coil 12 with the magnetic circuit 24, the signal converter 22 and the voltage recorder 23 form a converter 10 (11).

Технологический контроллер 19 управляет работой коммутатора 14 в соответствии с заранее запрограммированным алгоритмом опроса эксплуатационных скважин 9. Кроме того, технологический контроллер позволяет идентифицировать номер эксплуатационной скважины, к которой приближается бурящаяся скважина, за счет того, что соответствующий сигнал, поступающий от коммутатора 14, идентифицируется с номером скважины, к обсадной колонне которой приближается долото 4 на минимально близкое расстояние.The technology controller 19 controls the operation of the switch 14 in accordance with a pre-programmed algorithm for interrogating production wells 9. In addition, the technology controller allows you to identify the number of the production well to which the well is being drilled, due to the fact that the corresponding signal from the switch 14 is identified with the number of the well, to the casing of which bit 4 is approaching at a minimum close distance.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Колонна бурящейся скважины 1 разделена диэлектрической вставкой 6, генератор электромагнитных колебаний выполнен в виде установленного над долотом 4 диполя 5, обеспечивающего электромагнитную связь между колонной бурящейся скважины 1 и по меньшей мере одной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины 9 (фиг.1).The column of the well being drilled 1 is divided by a dielectric insert 6, the electromagnetic oscillation generator is made in the form of a dipole 5 mounted above the bit 4, providing electromagnetic coupling between the column of the well being drilled 1 and at least one production casing of a previously drilled well 9 (Fig. 1).

На забое бурящейся скважины 1 с помощью источника переменного тока 2 с блоком модуляции и подачи тока в колонну труб 1, разделенных диэлектрической вставкой 6, в скважину по трубе 1 подают модулированный информативным (полезным) сигналом ток, который, проходя по колонне 1, генерирует коаксиальное колонне 1 электромагнитное поле, которое создает переменный магнитный поток электромагнитной индукции, пронизывающий витки катушек 121, 122, …, 12m на устье ранее пробуренной скважины 9 и, соответственно, переменную ЭДС на зажимах этой катушки (фиг.3).At the bottom of the borehole 1 using an alternating current source 2 with a modulation and current supply unit into the pipe string 1, separated by a dielectric insert 6, a modulated informative (useful) signal is supplied to the pipe bore through the pipe 1, which generates a coaxial current passing through the pipe 1 the column 1 is an electromagnetic field that creates an alternating magnetic flux of electromagnetic induction, penetrating the turns of coils 12 1 , 12 2 , ..., 12 m at the mouth of a previously drilled well 9 and, accordingly, the EMF variable at the terminals of this coil (Fig. 3).

Форма снимаемой с катушки ЭДС определяется модулем шифрования скважинного блока измерений (не показано ввиду общеизвестности). Таким образом, полезным сигналом служит изменение напряжения на зажимах катушки, являющегося функцией переменного тока, текущего в колонне бурильных труб, определяемой переменной ЭДС источника переменного тока.The shape of the emf taken from the coil is determined by the encryption module of the downhole measurement unit (not shown due to the well-known). Thus, a useful signal is the change in voltage at the terminals of the coil, which is a function of the alternating current flowing in the drill pipe string, determined by the variable EMF of the alternating current source.

Далее сигнал обрабатывается электронной схемой (фиг.2) и поступает в схему сравнения 18, где сравнивается с опорным значением напряжения, которым служит выход катушки 12 бурящейся скважины 1.Next, the signal is processed by the electronic circuit (figure 2) and enters the comparison circuit 18, where it is compared with the reference voltage value, which is the output of the coil 12 of the borehole 1 being drilled.

Выход схемы сравнения 18 подключен к входу технологического контроллера 19, информационный выход которого подключен к входу блока памяти 20, а управляющие выходы - к управляющему входу коммутатора 14 и входам блоков 21 сигнализации и управления буровым насосом.The output of the comparison circuit 18 is connected to the input of the technological controller 19, the information output of which is connected to the input of the memory unit 20, and the control outputs are connected to the control input of the switch 14 and the inputs of the alarm and control units of the mud pump 21.

Таким образом, в процессе бурения скважины 1 в пространстве между долотом 3 бурящейся скважины 1 (нижней частью 7 диполя 5) и колонной ранее пробуренной скважины 9 изменяется объем горной породы и, как следствие, изменяются наводимые в эксплуатационной колонне ранее пробуренной скважины 9 токи. Отслеживая изменение эффективных значений токов Irms:Thus, during the drilling of well 1 in the space between the bit 3 of the well being drilled 1 (bottom part 7 of dipole 5) and the column of the previously drilled well 9, the volume of the rock changes and, as a result, the currents induced in the production casing of the previously drilled well 9 change. Tracking the change in the effective values of currents I rms :

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

Irms - эффективное значение токов, A;I rms is the effective value of currents, A;

I(t) - величина наводимого тока, A;I (t) is the magnitude of the induced current, A;

(T2-T1) - временной период интегрирования, не меньший, чем 100 периодов электромагнитных колебаний генератора электромагнитных колебаний, с;(T 2 -T 1 ) is the time period of integration, not less than 100 periods of electromagnetic waves of the generator of electromagnetic waves, s;

t - время, с;t is the time, s;

и сравнивая их с током в колонне труб бурящейся скважины 1, появляется возможность получать информацию о расстоянии между долотом бурящейся скважины 1 и колонной ранее пробуренной скважины 9. Расстояние между скважинами обратно пропорционально току, который измеряется при помощи ЭДС (напряжения) на зажимах катушки.and comparing them with the current in the pipe string of the drilling well 1, it becomes possible to obtain information about the distance between the bit of the drilling well 1 and the string of the previously drilled well 9. The distance between the wells is inversely proportional to the current, which is measured using EMF (voltage) at the clamps of the coil.

Исходя из полученной информации, в режиме реального времени производят сравнение значения контролируемого расстояния с априори установленным максимальным значением расстояния и при его достижении производят отключение бурового насоса и/или оперативное оповещение путем звуковой и световой сигнализации.Based on the information received, in real time, the value of the monitored distance is compared with the a priori set maximum value of the distance and when it is reached, the mud pump is turned off and / or prompt by sound and light alarms.

Claims (2)

1. Система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, содержащая глубинную часть, включающую источник питания, генератор электромагнитных колебаний, выполненный в виде установленного в бурящейся скважине над долотом диполя, обеспечивающего электромагнитную связь между колонной бурящейся скважины и по меньшей мере одной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, и наземную часть, включающую преобразователь параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной колонной бурящейся скважины и горной породой около дипольной области, в напряжение, и m преобразователей параметра, являющегося функцией электрической характеристики участка цепи, образованной эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины и участком горной породы, заключенной между долотом бурящейся скважины и эксплуатационной колонной ранее пробуренной скважины, в напряжение, где m - число ранее пробуренных скважин, отличающаяся тем, что указанные преобразователи выполнены в виде тороидальной катушки индуктивности (катушка), расположенной коаксиально на устье бурящейся скважины, и m таких же катушек, расположенных на устье ранее пробуренных скважин, где m - число ранее пробуренных скважин, (при m≥1), при этом в качестве электрической характеристики участков горной породы выбрана величина наводимого тока в колоннах труб, определяемая по формуле:
I r m s = 1 T 2 T 1 T 1 T 2 ( I ( t ) ) 2 d t                        (1)
Figure 00000002
,
где
Irms - эффективное значение токов, A;
I(t) - величина наводимого тока, A;
(T2-T1) - временной период интегрирования, не меньший, чем 100 периодов электромагнитных колебаний генератора электромагнитных колебаний, с;
t - время, с.
1. A control system for the process of relative orientation of the shafts during cluster drilling of oil and gas wells, comprising a deep part, including a power source, an electromagnetic oscillation generator, made in the form of a dipole installed in the borehole above the bit of the dipole, providing electromagnetic coupling between the column of the borehole and at least one production string of a previously drilled well, and the ground part, including a parameter converter, which is a function of the electrical characteristic ki of the chain section formed by the drill string and rock near the dipole region into voltage, and m converters of the parameter, which is a function of the electrical characteristics of the circuit section formed by the production string of the previously drilled well and the rock section enclosed between the drill bit and the production string earlier drilled wells, in voltage, where m is the number of previously drilled wells, characterized in that the said transducers are made in the form of a toroidal cable carcasses of inductance (coil) located coaxially at the mouth of the well being drilled, and m of the same coils located at the mouth of previously drilled wells, where m is the number of previously drilled wells (at m≥1), while as an electrical characteristic of the rock sections the magnitude of the induced current in the pipe columns, determined by the formula:
I r m s = one T 2 - T one T one T 2 ( I ( t ) ) 2 d t (one)
Figure 00000002
,
Where
I rms is the effective value of currents, A;
I (t) is the magnitude of the induced current, A;
(T 2 -T 1 ) is the time period of integration, not less than 100 periods of electromagnetic waves of the generator of electromagnetic waves, s;
t is the time, s.
2. Система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин по п.1, отличающаяся тем, что выходы указанных m катушек снабжены полосовыми усилителями сигнала, поступающего на регистратор напряжения, подсоединенный к информационным входам коммутатора, выход которого подсоединен к входу сумматора, подключенного к фильтру, подсоединенному через образцовый усилитель к схеме сравнения с опорным значением напряжения, которым служит выход катушки, расположенной на устье бурящейся скважины, при этом выход схемы сравнения подключен к входу технологического контроллера, информационный выход которого подключен к входу блока памяти, а управляющие выходы - к управляющему входу коммутатора и входам блоков сигнализации и управления буровым насосом. 2. The control system for the process of relative orientation of the shafts during cluster drilling of oil and gas wells according to claim 1, characterized in that the outputs of these m coils are equipped with strip amplifiers of the signal fed to the voltage recorder connected to the information inputs of the switch, the output of which is connected to the input of the adder connected to a filter connected through a reference amplifier to a comparison circuit with a reference voltage value, which is the output of the coil located at the mouth of the well being drilled, at The output of the comparison circuit is connected to the input of the technological controller, the information output of which is connected to the input of the memory unit, and the control outputs are connected to the control input of the switch and the inputs of the alarm and control units of the mud pump.
RU2013146456/03A 2013-10-17 2013-10-17 Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells RU2541990C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146456/03A RU2541990C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146456/03A RU2541990C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2541990C1 true RU2541990C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146456/03A RU2541990C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541990C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620671C1 (en) * 2013-12-27 2017-05-29 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Method, device and system for determining distance from target well
CN110306973A (en) * 2019-06-13 2019-10-08 西安思坦仪器股份有限公司 It is a kind of to cross drill bit logging instrument end radio transmitting device and method
RU2754819C2 (en) * 2020-02-11 2021-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" System for monitoring the mutual orientation of wellbores during cluster drilling

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU163138A1 (en) *
US4700142A (en) * 1986-04-04 1987-10-13 Vector Magnetics, Inc. Method for determining the location of a deep-well casing by magnetic field sensing
SU1553662A1 (en) * 1987-12-21 1990-03-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт Угольных Месторождений Method and sensor for registering vibration of drill pipes at well head
RU2235844C1 (en) * 2003-02-25 2004-09-10 Закрытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма АСУ-нефть" Method for preventing borehole crossing during well grouping drilling
RU2405106C1 (en) * 2009-06-18 2010-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU163138A1 (en) *
US4700142A (en) * 1986-04-04 1987-10-13 Vector Magnetics, Inc. Method for determining the location of a deep-well casing by magnetic field sensing
SU1553662A1 (en) * 1987-12-21 1990-03-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт Угольных Месторождений Method and sensor for registering vibration of drill pipes at well head
RU2235844C1 (en) * 2003-02-25 2004-09-10 Закрытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма АСУ-нефть" Method for preventing borehole crossing during well grouping drilling
RU2405106C1 (en) * 2009-06-18 2010-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620671C1 (en) * 2013-12-27 2017-05-29 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Method, device and system for determining distance from target well
US10539706B2 (en) 2013-12-27 2020-01-21 Halliburton Energy Services, Inc. Target well ranging method, apparatus, and system
CN110306973A (en) * 2019-06-13 2019-10-08 西安思坦仪器股份有限公司 It is a kind of to cross drill bit logging instrument end radio transmitting device and method
RU2754819C2 (en) * 2020-02-11 2021-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" System for monitoring the mutual orientation of wellbores during cluster drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2959346C (en) Electromagnetic telemetry for measurement and logging while drilling and magnetic ranging between wellbores
US6445307B1 (en) Drill string telemetry
CN101680958B (en) System and method for receiving and decoding electromagnetic transmissions within a well
RU2620671C1 (en) Method, device and system for determining distance from target well
SA99190985B1 (en) Method and apparatus for the determination of the specific resistance to be ground
CA2765306A1 (en) Drilling collision avoidance apparatus, methods, and systems
AU2013348380B2 (en) Electromagnetic telemetry apparatus and methods for use in wellbore applications
US20150337650A1 (en) Telemetry system, current sensor, and related methods for a drilling system
US10670562B2 (en) Micro-focused imaging of wellbore pipe defects
US10954778B2 (en) Locating positions of collars in corrosion detection tool logs
RU2541990C1 (en) Control system of mutual orientation process of shafts during cluster drilling of oil and gas wells
EA025452B1 (en) System and method for remote sensing
US10677048B2 (en) Downhole fluid detection using surface waves
AU2013392063B2 (en) Ranging measurements using modulated signals
AU2014415627A1 (en) A single wire guidance system for ranging using unbalanced magnetic fields
US20170362932A1 (en) Methods and systems to boost surface detected electromagnetic telemetry signal strength
CA3055027C (en) Cased-well to cased-well active magnetic ranging
CN211448665U (en) Anti-collision passive detection device for measuring short circuit and oil drilling
RU2528771C2 (en) Data transfer from well via electric communication cable and device to this end
CN111188614B (en) Petroleum drilling anti-collision passive detection device and method based on magnetic core coil
GB2299915A (en) Communication along a drill string
WO2017192148A1 (en) Ranging and resistivity evaluation using current signals
RU2279542C2 (en) Downhole information transmission device
US10424027B1 (en) Fiber optic magnetic induction (B-field) sensors
US10895149B2 (en) Multiplexing electromagnetic transmitters for monitoring of permanent reservoir

Legal Events

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

Effective date: 20191018