RU2549944C1 - Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units - Google Patents
Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549944C1 RU2549944C1 RU2014114079/03A RU2014114079A RU2549944C1 RU 2549944 C1 RU2549944 C1 RU 2549944C1 RU 2014114079/03 A RU2014114079/03 A RU 2014114079/03A RU 2014114079 A RU2014114079 A RU 2014114079A RU 2549944 C1 RU2549944 C1 RU 2549944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic antenna
- unit
- coating
- probe
- electronic probe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к системам для геофизических целей, а более конкретно - к оборудованию для контроля рабочих параметров при бурении, и может быть использовано для выполнения электрокаротажных работ как в горизонтально, так и в вертикально направленном бурении, а также в наклонно-направленных и разветвленно-горизонтальных скважинах в процессе бурения.The invention relates to systems for geophysical purposes, and more specifically to equipment for monitoring operating parameters during drilling, and can be used to perform electrical logging operations both in horizontal and vertically directed drilling, as well as in directional and branched-horizontal wells during drilling.
Известен зонд для электрокаротажа, представленный в а.с. СССР №616606 по кл. G01V 3/18, E21B 47/00, з. 06.05.76, оп. 25.07.78.Known probe for electric logging, presented in A. with. USSR No. 616606 by class G01V 3/18, E21B 47/00, c. 05/06/76, op. 07/25/78.
Известный зонд имеет в качестве корпуса толстостенную бурильную трубу, в которой выполнены проточки под измерительную часть с токовыми (питание) и измерительными электродами, кабельный ввод для соединения с линией связи, снабженный узлом гидроуплотнения между внутренним и затрубным пространствами, при этом корпус измерительной части выполнен составным из диэлектрических втулок, часть которых армирована металлическими электродами, в стенках втулок имеются сквозные продольные каналы под измерительные электроды, а также два диаметрально расположенных сквозных канала для обеспечения удобства сборки, торцы всех втулок снабжены элементами, образующими лабиринтное уплотнение в поджатом состоянии, причем на бурильной трубе с одной стороны имеется уступ с диаметром, превышающим диаметр измерительной части, а с другой стороны башмак, поджимающий втулки, наружный диаметр которого равен диаметру уступа. Ремонтопригодность известного зонда обеспечивается тем, что измерительная часть зонда расположена в проточке корпуса зонда и корпус ее выполнен составным из диэлектрических втулок, часть которых армирована металлическими электродами, в диэлектрических втулках выполнены отверстия под измерительные электроды. Диэлектрические втулки можно достаточно легко заменить при повреждениях.The known probe has a thick-walled drill pipe as a housing, in which grooves are made for the measuring part with current (power) and measuring electrodes, a cable entry for connection to the communication line, equipped with a hydraulic sealing unit between the inner and annular spaces, while the housing of the measuring part is made integral of dielectric bushings, some of which are reinforced with metal electrodes, there are through longitudinal channels for measuring electrodes in the walls of the bushings, as well as two diameters but located through the channel to ensure ease of assembly, the ends of all the sleeves are equipped with elements that form a labyrinth seal in the preloaded state, and on the drill pipe on one side there is a ledge with a diameter exceeding the diameter of the measuring part, and on the other hand, the shoe pressing the sleeves, the outer diameter which is equal to the diameter of the ledge. The maintainability of the known probe is ensured by the fact that the measuring part of the probe is located in the groove of the probe body and its body is made of composite dielectric bushings, some of which are reinforced with metal electrodes, holes for the measuring electrodes are made in the dielectric bushings. Dielectric bushings can be replaced quite easily in case of damage.
Недостаток известного зонда заключается в его ограниченных эксплуатационных возможностях - он не имеет элементов определения положения зонда, блока обработки измеренных сигналов и т.п.A disadvantage of the known probe lies in its limited operational capabilities - it does not have elements for determining the position of the probe, the processing unit of the measured signals, etc.
Известен электронный зонд серии MARK (фирма Digital Control Inc. (США), описанный в ст. Наговицына А.Л. «Как минимизировать отказы. Неисправности электронных зондов для установок горизонтально направленного бурения: причины и следствия» в журнале "ВодаMagazine" №9(49), сентябрь 2011 г., стр.28-30, и выбранный в качестве прототипа (см. Приложение к заявке)).Known electronic probe of the MARK series (Digital Control Inc. (USA), described in Art. A. Nagovitsyna "How to minimize failures. Faults of electronic probes for horizontal directional drilling rigs: causes and effects" in the magazine "Water Magazine" No. 9 ( 49), September 2011, pp. 28-30, and selected as a prototype (see the Appendix to the application)).
Известный зонд монтируется в головке бура и состоит из блока питания в металлическом корпусе и сопряженного с последним пластмассового корпуса, в котором размещены измерительный блок, включающий в себя датчик наклона продольной оси по отношению к горизонту, датчик крена ("часов"), импульсный стабилизатор, а также блок обработки сигналов в виде микроконтроллерного блока, и антенное устройство в виде антенного драйвера с ферритовой антенной. Все перечисленные элементы, помещенные в пластиковый корпус, залиты влагостойким компаундом. Пластиковый корпус обеспечивает свободное распространение силовых линий переменного магнитного поля, однако не имеет необходимой прочности. Буровая головка имеет участок с продольными сквозными щелями для беспрепятственного выхода магнитных силовых линий.The known probe is mounted in the head of the drill and consists of a power supply in a metal case and a plastic case paired with the latter, in which a measuring unit is located, including a sensor for tilting the longitudinal axis with respect to the horizon, a roll sensor (“clock”), a pulse stabilizer, as well as a signal processing unit in the form of a microcontroller unit, and an antenna device in the form of an antenna driver with a ferrite antenna. All of the listed items, placed in a plastic case, are filled with a moisture-resistant compound. The plastic case provides free distribution of the lines of force of an alternating magnetic field, but does not have the necessary strength. The drill head has a section with longitudinal through slots for unhindered exit of magnetic field lines.
В процессе бурения происходит изменение характеристик породы, которое может вызвать разогрев буровой головки, ее сжатие с последующим механическим повреждением зонда и даже проникновение бурового раствора к элементам электронного блока, что нарушает работоспособность зонда.During drilling, a change in the characteristics of the rock occurs, which can cause the drill head to warm up, compress it, followed by mechanical damage to the probe and even the penetration of the drilling fluid to the elements of the electronic unit, which disrupts the performance of the probe.
Недостатками известного зонда являются его невысокая надежность, обусловленная низкой прочностью корпуса и недостаточной защищенностью элементов электронного блока.The disadvantages of the known probe are its low reliability, due to the low strength of the housing and insufficient protection of the elements of the electronic unit.
Задачей является повышение надежности зонда.The objective is to increase the reliability of the probe.
Поставленная задача решается тем, что в электронном зонде для буровых головок установок горизонтально направленного бурения, содержащем металлический отсек электропитания и сопряженный с ним пластиковый корпус, в котором размещены и залиты влагостойким компаундом измерительный блок, включающий в себя датчик наклона продольной оси по отношению к горизонту, датчик крена, импульсный стабилизатор, а также блок обработки сигналов в виде микроконтроллерного блока, и магнитная антенна. СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, пластиковый корпус выполнен из многослойного стеклопластика, внутренние слои которого выполнены из стеклонитей, имеющих продольную и ортогональную ориентацию в структуре корпуса, внешние слои выполнены из стеклонитей, имеющих диагональную ориентацию, магнитная антенна и измерительный блок имеют многослойное высокоадгезивное к ним влагостойкое покрытие, а микроконтроллерный блок - покрытие из лака с низкой адгезивной способностью к влагостойкому покрытию измерительного блока и магнитной антенны.The problem is solved in that in an electronic probe for drill heads of horizontal directional drilling rigs containing a metal power compartment and a plastic housing mated with it, in which a measuring unit is placed and filled with a moisture-proof compound, including a sensor for tilting the longitudinal axis relative to the horizon, a roll sensor, a pulse stabilizer, as well as a signal processing unit in the form of a microcontroller unit, and a magnetic antenna. ACCORDING TO THE INVENTION, the plastic case is made of multilayer fiberglass, the inner layers of which are made of fiberglass having a longitudinal and orthogonal orientation in the structure of the body, the outer layers are made of fiberglass having a diagonal orientation, the magnetic antenna and the measuring unit have a multilayer highly adhesive moisture-resistant coating to them, and microcontroller block - a coating of varnish with low adhesive ability to moisture-resistant coating of the measuring unit and magnetic antenna.
При этом сердечник магнитной антенны может быть выполнен в виде двух или более последовательно соединенных стержней или колец из ферромагнитного материала.In this case, the core of the magnetic antenna can be made in the form of two or more series-connected rods or rings of ferromagnetic material.
Кроме того, торцы соседних стержней или колец сердечника магнитной антенны могут иметь конусообразную форму и быть вклеены друг в друга посредством эластичного компаунда с высокой магнитной проницаемостью.In addition, the ends of adjacent rods or rings of the core of the magnetic antenna can be conical in shape and glued to each other by means of an elastic compound with high magnetic permeability.
Изготовление пластикового корпуса зонда из многослойного стеклопластика с разной ориентацией стеклонитей во внутренних и внешних слоях существенно увеличивает прочность корпуса, уменьшая возможность его механического повреждения, а именно - образования сквозных трещин, что в совокупности с выполнением основных узлов электронного блока (измерительного блока и магнитной антенны) с нанесенным на них многослойным высокоадгезивным к ним влагоустойчивым покрытием, а блока обработки сигналов - с покрытием лаком с низкой адгезивной способностью к влагостойкому покрытию измерительного блока и магнитной антенны перед размещением всех их в корпусе и последующей заливкой влагостойким компаундом обеспечивает надежную герметизацию упомянутых узлов и, как следствие, высокую надежность работы электронного зонда, а также допускает их возможную замену при ремонте.The manufacture of the plastic probe body from multilayer fiberglass with different orientations of the glass fibers in the inner and outer layers significantly increases the strength of the housing, reducing the possibility of mechanical damage, namely the formation of through cracks, which, together with the implementation of the main components of the electronic unit (measuring unit and magnetic antenna) with a multilayer highly adhesive moisture-resistant coating applied to them, and the signal processing unit with varnish with a low adhesive ability The ability to moisture-resistant coating of the measuring unit and the magnetic antenna before placing all of them in the housing and then filling it with a moisture-resistant compound ensures reliable sealing of the nodes and, as a consequence, high reliability of the electronic probe, and also allows their possible replacement during repair.
Технический результат - упрочнение корпуса, надежная герметизация основных узлов.The technical result is hardening of the body, reliable sealing of the main components.
Заявляемое техническое решение обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение пластикового корпуса из многослойного стеклопластика, внутренние слои которого выполнены из стеклонитей, имеющих продольную и ортогональную ориентацию в структуре корпуса, внешние слои выполнены из стеклонитей, имеющих диагональную ориентацию, выполнение магнитной антенны и измерительного блока с многослойным высокоадгезивным к ним влагостойким покрытием, а микроконтроллерного блока - с покрытием лаком с низкой адгезивной способностью к влагостойкому покрытию измерительного блока и магнитной антенны, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The claimed technical solution has a novelty in comparison with the prototype, differing from it by such significant features as the execution of the plastic casing of multilayer fiberglass, the inner layers of which are made of glass fibers having a longitudinal and orthogonal orientation in the structure of the body, the outer layers are made of glass fibers with a diagonal orientation , the implementation of a magnetic antenna and a measuring unit with a multilayer highly adhesive moisture-resistant coating to them, and a microcontroller unit with a coating Thieme varnish with a low adhesive capacity for moistureproof coating of the measuring unit and the magnetic antenna providing a plurality of achieving the desired result.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными существенными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый зонд соответствует критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of technical solutions that have the indicated essential features that together ensure the achievement of a given result, therefore he believes that the claimed probe meets the criterion of "inventive step".
Заявляемый зонд может найти широкое применение в технике горизонтального бурения, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive probe can find wide application in the technique of horizontal drilling, and therefore meets the criterion of "industrial applicability".
Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:The invention is illustrated by drawings, which are presented in:
- фиг.1 - общий вид электронного зонда;- figure 1 is a General view of an electronic probe;
- фиг.2 - вид пластикового корпуса в разрезе;- figure 2 is a sectional view of a plastic case;
- фиг.3 - конструкция магнитной антенны.- figure 3 - construction of a magnetic antenna.
Заявляемый электронный зонд (фиг.1) содержит металлический отсек 1 электропитания и сопряженный с ним пластиковый корпус 2, в котором размещены и залиты влагостойким компаундом измерительный блок 3, а также блок 4 обработки сигналов в виде микроконтроллерного блока и магнитная антенна 5. При этом измерительный блок 3 включает в себя датчик 6 наклона продольной оси по отношению к горизонту, датчик 7 крена и импульсный стабилизатор 8.The inventive electronic probe (Fig. 1) contains a metal power supply compartment 1 and an associated plastic housing 2, in which a measuring unit 3, as well as a signal processing unit 4 in the form of a microcontroller unit and a magnetic antenna 5, are placed and filled with a moisture-proof compound. block 3 includes a sensor 6 for tilting the longitudinal axis with respect to the horizon, a roll sensor 7 and a pulse stabilizer 8.
Пластиковый корпус 2 выполнен из многослойного стеклопластика, внутренние слои 9 которого выполнены из стеклонитей, имеющих продольную и ортогональную ориентацию в структуре корпуса, а внешние слои 10 выполнены из стеклонитей, имеющих диагональную ориентацию (фиг.2). Магнитная антенна 5 и измерительный блок 3 имеют многослойное высокоадгезивное к ним влагостойкое покрытие 11, а микроконтроллерный блок 4 - покрытие 12 из лака с низкой адгезивной способностью к влагостойкому покрытию измерительного блока 3 и магнитной антенны 5, и залиты при сборке влагостойким компаундом 13. Магнитная антенна 5 состоит из нескольких стержней 14, вклеенных друг в друга посредством эластичного компаунда 15 с высокой магнитной проницаемостью, и катушки-соленоида 16 (фиг.3). При этом торцы соседних стержней 14 или колец сердечника магнитной антенны 5 имеют, в частности, конусообразную форму.The plastic casing 2 is made of multilayer fiberglass, the inner layers 9 of which are made of fiberglass having a longitudinal and orthogonal orientation in the structure of the housing, and the
Зонд собирают следующим образом. На измерительный блок 3 и магнитную антенну 5 наносят многослойное высокоадгезивное к ним влагостойкое покрытие 11, а на микроконтроллерный блок 4 обработки сигналов - покрытие 12 из лака с низкой адгезивной способностью к влагостойкому покрытию измерительного блока 3 и магнитной антенны 5. Затем эти узлы помещают в пластиковый корпус 2, предварительно сопряженный (соединенный) с металлическим корпусом 1, в котором размещен узел электропитания (на чертежах не показан), где размещают их заданным образом и заливают влагостойким компаундом 13.The probe is collected as follows. A multi-layer highly adhesive moisture-resistant coating 11 is applied to the measuring unit 3 and a magnetic adhesive 5 to them, and a coating 12 of a varnish with low adhesive resistance to moisture-resistant coating of the measuring unit 3 and the magnetic antenna 5 is applied to the microcontroller signal processing unit 4. Then, these units are placed in a plastic the housing 2, pre-mated (connected) with a metal housing 1, which houses the power supply unit (not shown in the drawings), where they are placed in a predetermined manner and filled with a moisture-resistant compound 13.
Прочная конструкция корпуса 2 зонда в процессе прохождения буровой головкой горных пород достаточно хорошо переносит механическое воздействие и не претерпевает значительных нарушений целостности корпуса. Наличие многослойного покрытия 11 на таких функционально важных узлах зонда, как измерительный блок 3 и магнитная антенна 5, и покрытия 12 на блоке 4 обработки сигналов даже в случае возможного нарушения целостности корпуса обеспечивает сохранение работоспособности перечисленных узлов.The robust design of the probe body 2 during the passage of the rock head by the rocks tolerates mechanical stress quite well and does not undergo significant violations of the integrity of the body. The presence of a multilayer coating 11 on such functionally important nodes of the probe as the measuring unit 3 and the magnetic antenna 5, and the coating 12 on the signal processing unit 4, even in the event of a possible violation of the integrity of the housing, ensures the operability of these nodes.
В сравнении с прототипом заявляемый зонд является более надежным в эксплуатации в плане сохранения безотказности работы, увеличения срока его службы и обеспечения возможности ремонта.In comparison with the prototype of the inventive probe is more reliable in terms of maintaining uptime, increasing its service life and providing the possibility of repair.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114079/03A RU2549944C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114079/03A RU2549944C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2549944C1 true RU2549944C1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53293775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014114079/03A RU2549944C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549944C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106609665A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | 北京环鼎科技有限责任公司 | Slim hole array-sensing glass reinforced plastic shell |
RU173105U1 (en) * | 2017-05-30 | 2017-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНСЕ ГНБ" | Dielectric drill head for horizontal directional drilling machines |
WO2018222079A1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНСЕ ГНБ" | Dielectric drilling head for horizontally directed drilling machines |
RU2698373C1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-08-26 | Елена Алексеевна Тареева | Programmable universal probe |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU949601A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Device for induction well-logging |
US6057687A (en) * | 1991-03-01 | 2000-05-02 | Digital Control Incorporated | Two mode boring tool guiding system and method |
RU2273868C2 (en) * | 2001-07-26 | 2006-04-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device for placement of descending instrument, method of transmission and/or reception of signal from ground formation and method of measurement of characteristics of ground formation using by descending instrument |
WO2009050517A2 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Petrowell Limited | Method of and apparatus for completing a well |
RU2375727C2 (en) * | 2003-09-25 | 2009-12-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Бв | Semiconducting jacket for sources and sensors |
-
2014
- 2014-04-09 RU RU2014114079/03A patent/RU2549944C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU949601A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Device for induction well-logging |
US6057687A (en) * | 1991-03-01 | 2000-05-02 | Digital Control Incorporated | Two mode boring tool guiding system and method |
RU2273868C2 (en) * | 2001-07-26 | 2006-04-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device for placement of descending instrument, method of transmission and/or reception of signal from ground formation and method of measurement of characteristics of ground formation using by descending instrument |
RU2375727C2 (en) * | 2003-09-25 | 2009-12-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Бв | Semiconducting jacket for sources and sensors |
WO2009050517A2 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Petrowell Limited | Method of and apparatus for completing a well |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НАГОВИЦЫН А.Л. "Как минимизировать отказы. Неисправности электронных зондов для установок горизонтально направленного бурения: причины и следствия"/ ВодаMagazine, N 9(49), сентябрь 2011, с.28-30. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106609665A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | 北京环鼎科技有限责任公司 | Slim hole array-sensing glass reinforced plastic shell |
CN106609665B (en) * | 2015-10-27 | 2023-09-29 | 北京环鼎科技有限责任公司 | Slim hole array induction glass fiber reinforced plastic shell |
RU173105U1 (en) * | 2017-05-30 | 2017-08-11 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНСЕ ГНБ" | Dielectric drill head for horizontal directional drilling machines |
WO2018222079A1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕНСЕ ГНБ" | Dielectric drilling head for horizontally directed drilling machines |
RU2698373C1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-08-26 | Елена Алексеевна Тареева | Programmable universal probe |
WO2020085945A1 (en) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | Елена Алексеевна ТАРЕЕВА | Programmable universal probe |
CN112771242A (en) * | 2018-10-26 | 2021-05-07 | 埃琳娜·艾利克斯娜·塔雷娃 | Programmable universal probe |
US11048009B2 (en) | 2018-10-26 | 2021-06-29 | Elena A. TAREEVA | Programmable universal probe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2921387C (en) | Casing mounted em transducers having a soft magnetic layer | |
RU2398112C2 (en) | Combined downhole tool for measurement of side specific resistance and specific resistance of propagation | |
US10598810B2 (en) | Optical magnetic field sensor units for a downhole environment | |
AU2014389473B2 (en) | Casing coupler mounted EM transducers | |
RU2549944C1 (en) | Electronic probe for boring heads of horizontal directional drilling units | |
US9983329B2 (en) | Sensor system for downhole galvanic measurements | |
US10001613B2 (en) | Methods and cables for use in fracturing zones in a well | |
US9213124B2 (en) | Restorable antennae apparatus and system for well logging | |
US7671597B2 (en) | Composite encased tool for subsurface measurements | |
US10072461B1 (en) | Systems and methods for directional drilling | |
US9121261B2 (en) | Coiled tubing system with multiple integral pressure sensors and DTS | |
MXPA06006689A (en) | Mass isolation joint for electrically isolating a downhole tool. | |
SA517381885B1 (en) | Centralizer electronics housing | |
RU2506611C2 (en) | Instrument of electromagnetic logging in process of drilling | |
RU146197U1 (en) | HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING ELECTRONIC PROBE FOR DRILLING HEADS | |
US8198898B2 (en) | Downhole removable cage with circumferentially disposed instruments | |
US20180066514A1 (en) | Downhole telecommunications | |
EP2196620B1 (en) | A micro-logging system and method | |
US11268374B2 (en) | Monitoring and mapping system of the space-time distribution of formation fluids in a reservoir and a completion and production plant of a well for the extraction of formation fluids | |
CN105556060A (en) | Well logging apparatus and system | |
MXPA06006644A (en) | Composite encased tool for subsurface measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160410 |