RU2602631C1 - Устройство для передачи информации при бурении - Google Patents
Устройство для передачи информации при бурении Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602631C1 RU2602631C1 RU2015129153/03A RU2015129153A RU2602631C1 RU 2602631 C1 RU2602631 C1 RU 2602631C1 RU 2015129153/03 A RU2015129153/03 A RU 2015129153/03A RU 2015129153 A RU2015129153 A RU 2015129153A RU 2602631 C1 RU2602631 C1 RU 2602631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- power supply
- well
- controlled switch
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/125—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using earth as an electrical conductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для передачи забойной информации при бурении скважин. Техническим результатом является увеличение дальности и надежности передачи информации при бурении за счет усовершенствования его конструкции. Предложено устройство для передачи информации при бурении, содержащее блок питания, соединенный с источником высоковольтных импульсов, диэлектрическую вставку, управляемый коммутатор, выход которого соединен с колонной бурильных труб. При этом в устройство дополнительно введен модулятор колебаний, установленный на забое скважины, выполненный в виде струйного генератора, выходное сопло которого соединено с сильфоном, который связан с управляемым коммутатором, один выход которого соединен с турбобуром на забое скважины, а второй - с колонной бурильных труб. Кроме того, устройство содержит резистор, заградительный фильтр, приемное устройство, установленные на устье скважины, причем резистор соединен с выходом блока питания, второй выход которого соединен с заземлителем, заградительный фильтр соединен параллельно с резистором, а вход приемного устройства соединен с выходом заградительного фильтра. 1 ил.
Description
Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для передачи забойной информации при бурении скважин.
Известен беспроводной канал связи, содержащий расположенные на забое скважины долото, турбобур, электрический разделитель, электромашинный генератор, выход которого соединен с бурильными трубами, расположенные на устье скважины приемное устройство, один выход которого соединен с заземлителем, а второй с регистрирующей аппаратурой (см. кн. Молчанов А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра, 1982. 31 с.)
Недостатком этого устройства является невысокая дальность передачи информации.
Самым близким по технической сути является устройство для передачи забойной информации при бурении, содержащее блок питания, соединенный с источником высоковольтных импульсов, диэлектрическую вставку, управляемый коммутатор, выход которого соединен с колонной бурильных труб (см. патент RU №2132947, 1999 г.).
Недостаток устройства - использование в забойной части электронных компонентов, температурный диапазон работы которых ограничивается 135°C (кремниевые полупроводниковые структуры), и как следствие невысокая дальность передачи информации. Температура на забое скважины 5000 м составляет 200°C.
Техническая задача - создание простого и надежного устройства для передачи информации при бурении.
Технический результат - увеличение дальности и надежности передачи информации при бурении за счет усовершенствования его конструкции.
Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок питания, соединенный с источником высоковольтных импульсов, диэлектрическую вставку, управляемый коммутатор, выход которого соединен с колонной бурильных труб, дополнительно введен модулятор колебаний, установленный на забое скважины, выполненный в виде струйного генератора, выходное сопло которого соединено с сильфоном, который связан с управляемым коммутатором, один выход которого соединен с турбобуром на забое скважины, а второй - с колонной бурильных труб, резистор, заградительный фильтр, приемное устройство, установленные на устье скважины, причем резистор соединен с выходом блока питания, второй выход которого соединен с заземлителем, заградительный фильтр соединен параллельно с резистором, а вход приемного устройства соединен с выходом заградительного фильтра.
Дальность действия L устройства для передачи информации при бурении с достаточной для практики точностью определяется по формуле
здесь 
- средневзвешенное удельное электрическое сопротивление разреза, Ом·м; f - частота сигнала передачи, Гц; r - радиус колонны бурильных труб, м; l - длина разделителя части колонны, м; P - мощность забойного передатчика, Вт; А - коэффициент, учитывающий материал колонны (для стальных труб - 2,6; для сплавных - 0,13); m - уровень помех в полосе 1 Гц, мкВ/Гц; С - пропускная способность канала связи забоя, бит/с; η - коэффициент согласования забойного передатчика с нагрузкой.
Размещение блока питания, соединенного с источником высоковольтных импульсов, на устье скважины позволяет увеличить дальность передачи информации. Причем мощность блока питания на устье скважины может быть достаточно высокой.
На чертеже изображено предлагаемое устройство, содержащее на устье скважины блок питания 1, соединенный с источником высоковольтных импульсов 2, на забое скважины диэлектрическую вставку 3, управляемый коммутатор 4, выход которого соединен с колонной бурильных труб 5, модулятор колебаний 6, установленный на забое скважины, содержащий струйный генератор 7, приемную емкость 8, струйный генератор 7 находится постоянно в рабочем состоянии и питается энергией сжатого воздуха от баллона 9, выходное сопло 10 струйного генератора 7 соединено с сильфоном 11, который связан с управляемым коммутатором 4, один выход которого соединен с турбобуром 12 на забое скважины, а второй - с колонной бурильных труб 5, резистор 13, установленный на устье скважины, соединен с выходом блока питания 1, второй выход которого соединен с заземлителем 14, заградительный фильтр 15, установленный на устье скважины, соединенный параллельно с резистором 13, приемное устройство 16, установленное на устье скважины, вход которого соединен с выходом заградительного фильтра 15, долото 17, связанное с турбобуром 12.
Устройство работает следующим образом.
В момент передачи информации об измеряемом забойном параметре на устье скважины включается в работу источник высоковольтных импульсов 2, посредством блока питания 1 электрические колебания усиливаются и поступают через заземлитель 14 и резистор 13, подключенный к колонне бурильных труб 5, в горную породу, в результате в ней возникает электрическое поле высокой напряженности. Модулятор колебаний 6, установленный на забое скважины, выполненный в виде струйного генератора 7, содержащий приемную емкость 8, находящийся постоянно в рабочем состоянии и питающийся энергией сжатого воздуха от баллона 9, в зависимости от изменения значения измеряемого забойного параметра изменяет частоту выходных импульсов, которые поступают в сильфон 11, при этом сильфон перемещается и механически воздействует на управляемый коммутатор 4, один выход которого через диэлектрическую вставку 3 соединен с колонной бурильных труб 5, а другой с турбобуром 12.
Изменение измеряемого параметра в колонне бурильных труб приводит к изменению частоты струйного генератора 7, который посредством сильфона 11 воздействует на управляемый коммутатор 4, который, замыкаясь, дополнительно подключает часть бурильных труб (турбобур 12, долото 17 и труба ниже диэлектрической вставки 3), что приводит к изменению электрического поля в горной породе, то есть изменяется сила тока. Это изменение выделяется на резисторе 13 и поступает на вход заградительного фильтра 15, где выделяется полезный сигнал от помех, который усиливается и подается на вход приемного устройства 16.
За счет установки блока питания большой мощности на устье скважины обеспечивается организация электрического поля высокой энергии, которое распространяется в горной породе на большую глубину. Если же блок питания находится на забое, то организовать электрическое поле высокой энергии невозможно за счет стесненных размеров скважины, высоких температур (200÷300°C), высоких давлений (1500÷2000 атм), высоких вибраций и т.п. Установлено, что увеличение дальности действия устройства для передачи информации при бурении возможно за счет увеличения мощности источника (см. Шишкин О.П. Электромагнитное поле колонны труб в электрическом канале связи с забоем // «Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ», №7, 1966, Молчанов А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра, 1983. - 189 с).
Применение в качестве модулятора колебаний управляемого коммутатора, управляемого струйным генератором, позволяет обеспечить надежную работу забойной части канала связи в чрезвычайно тяжелых условиях забоя (см. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. - М.: Наука, 1973. - 464 с.
Было проведено физическое моделирование предлагаемого устройства. Макет устройства показал работоспособность и эффективность.
Предлагаемое устройство позволяет эффективно использовать его для передачи забойной информации при бурении скважин.
Источники информации
1. Молчанов А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра, 1983. 189 с.
2. Шишкин О.П. Электромагнитное поле колонны труб в электрическом канале связи с забоем // «Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ», №7, 1966.
3. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. - М.: Наука, 1973. - 464 с.
4. Патент RU №2132947, 1999 г. (прототип).
Claims (1)
- Устройство для передачи информации при бурении, содержащее блок питания, соединенный с источником высоковольтных импульсов, диэлектрическую вставку, управляемый коммутатор, выход которого соединен с колонной бурильных труб, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введен модулятор колебаний, установленный на забое скважины, выполненный в виде струйного генератора, выходное сопло которого соединено с сильфоном, который связан с управляемым коммутатором, один выход которого соединен с турбобуром на забое скважины, а второй - с колонной бурильных труб, резистор, заградительный фильтр, приемное устройство, установленные на устье скважины, причем резистор соединен с выходом блока питания, второй выход которого соединен с заземлителем, заградительный фильтр соединен параллельно с резистором, а вход приемного устройства соединен с выходом заградительного фильтра.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129153/03A RU2602631C1 (ru) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Устройство для передачи информации при бурении |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129153/03A RU2602631C1 (ru) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Устройство для передачи информации при бурении |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2602631C1 true RU2602631C1 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=57760116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015129153/03A RU2602631C1 (ru) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Устройство для передачи информации при бурении |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2602631C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655130C1 (ru) * | 2017-07-24 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Турбобур |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1758222A2 (ru) * | 1990-01-03 | 1992-08-30 | Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Способ передачи информации при турбинном бурении скважин |
| WO1993007514A1 (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-15 | Atlantic Richfield Company | System for real-time look-ahead exploration of hydrocarbon wells |
| RU2132947C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1999-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Пилот" | Устройство для передачи забойной информации при бурении |
| RU2285797C1 (ru) * | 2005-02-07 | 2006-10-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Устройство для измерения зенитного угла искривления ствола скважины |
| RU2480583C1 (ru) * | 2011-09-09 | 2013-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпа Вира Реалтайм" | Телеметрическая система контроля параметров забоя |
| US20140360782A1 (en) * | 2012-05-09 | 2014-12-11 | Hunt Advanced Drilling Technologies, L.L.C. | System and method for steering in a downhole environment using vibration modulation |
-
2015
- 2015-07-16 RU RU2015129153/03A patent/RU2602631C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1758222A2 (ru) * | 1990-01-03 | 1992-08-30 | Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Способ передачи информации при турбинном бурении скважин |
| WO1993007514A1 (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-15 | Atlantic Richfield Company | System for real-time look-ahead exploration of hydrocarbon wells |
| RU2132947C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1999-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Пилот" | Устройство для передачи забойной информации при бурении |
| RU2285797C1 (ru) * | 2005-02-07 | 2006-10-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Устройство для измерения зенитного угла искривления ствола скважины |
| RU2480583C1 (ru) * | 2011-09-09 | 2013-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нпа Вира Реалтайм" | Телеметрическая система контроля параметров забоя |
| US20140360782A1 (en) * | 2012-05-09 | 2014-12-11 | Hunt Advanced Drilling Technologies, L.L.C. | System and method for steering in a downhole environment using vibration modulation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655130C1 (ru) * | 2017-07-24 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Турбобур |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10746006B2 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
| US11092000B2 (en) | Apparatuses and methods for sensing temperature along a wellbore using temperature sensor modules comprising a crystal oscillator | |
| JP6543703B2 (ja) | ダウンホール坑井機器へのワイヤレス電力伝送 | |
| US7762354B2 (en) | Peizoelectric generator particularly for use with wellbore drilling equipment | |
| EP3533968B1 (en) | A well comprising apparatus for sensing temperature along a wellbore using semiconductor elements | |
| US10641073B2 (en) | Method and system for subsurface resource production | |
| Franconi et al. | Wireless communication in oil and gas wells | |
| RU2602631C1 (ru) | Устройство для передачи информации при бурении | |
| US10914138B2 (en) | Downhole power generator and pressure pulser communications module on a side pocket | |
| RU95200U1 (ru) | Система беспроводной передачи энергии и/или информации для контроля и/или управления удаленными объектами, размещенными в скважине | |
| NO20171121A1 (en) | Antenna For Downhole Communication Using Surface Waves | |
| RU131503U1 (ru) | Устройство для генерирования упругих импульсов в гидросфере горизонтальной скважины | |
| US20160090817A1 (en) | Transportable Energy Storage Devices | |
| NO20160016A1 (en) | Wireless transmission of well formation information | |
| EP3097258B1 (en) | Wellbore energy collection | |
| US9482060B2 (en) | Adjustable conduit | |
| RU2494250C1 (ru) | Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления | |
| RU2475644C1 (ru) | Способ передачи и приема информации с забоя скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи по породе с использованием сквид-магнитометра | |
| WO2011087400A1 (en) | Wireless power and/or data transmission system for downhole equipment monitoring and/or control | |
| RU2324817C2 (ru) | Способ исследования скважин и устройство для реализация этого способа | |
| RU2196894C2 (ru) | Способ эксплуатации скважины | |
| EA021687B1 (ru) | Телеметрическая система контроля параметров забоя | |
| RU57822U1 (ru) | Катушка телеметрической системы для передачи информации при бурении и добыче нефти или газа | |
| RU69148U1 (ru) | Катушка телеметрической системы с магнитным каналом связи | |
| RU2008130459A (ru) | Способ измерения внутрискважинных параметров |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180717 |