RU2612952C2 - Electromagnetic borehole telemetry system using electrically insulating material and related methods - Google Patents

Electromagnetic borehole telemetry system using electrically insulating material and related methods

Info

Publication number
RU2612952C2
RU2612952C2 RU2015122721A RU2015122721A RU2612952C2 RU 2612952 C2 RU2612952 C2 RU 2612952C2 RU 2015122721 A RU2015122721 A RU 2015122721A RU 2015122721 A RU2015122721 A RU 2015122721A RU 2612952 C2 RU2612952 C2 RU 2612952C2
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
electrically insulating
insulating material
portion
well string
current
Prior art date
Application number
RU2015122721A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015122721A (en )
Inventor
Пол Ф. РОДНИ
Дэвид ЛАЙЛ
Original Assignee
Хэллибертон Энерджи Сервисиз Инк.
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
Grant date

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means 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
    • E21B47/14Means 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 acoustic waves
    • E21B47/16Means 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 acoustic waves through the drill string or casing, e.g. by torsional acoustic waves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means 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
    • E21B47/122Means 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 by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/02Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to geophysics and can be used during well electromagnetic survey. Downhole telemetry system and method, in which electrically insulating material is located above and/or below device starting electric current or receiver along well pipe column are disclosed to expand range of telemetric system, increase speed of telemetry and/or reduce of well electric power requirements.
EFFECT: technical result is prevention of chains of short circuit through drilling fluid and in casing or directly in casing.
15 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD

Настоящее изобретение в общем относится к электромагнитной телеметрии и, в частности, к скважинной телеметрической системе, в которой электроизоляционный материал расположен вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны для расширения диапазона телеметрической системы, увеличения скорости телеметрии и/или понижения скважинных требований электропитания. The present invention generally relates to electromagnetic telemetry and, in particular, to a downhole telemetry system, wherein the electrically insulating material is disposed around at least a portion of the well string telemetry system for extending the range of the telemetry rate increase and / or decrease the downhole power requirements.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND

Электромагнитные телеметрические системы используют в скважинных операциях для передачи и приема электромагнитных сигналов для различных целей. Electromagnetic telemetry systems used in well operations for transmitting and receiving electromagnetic signals for different purposes. Электромагнитный телеметрический передатчик запускает электрический сигнал в буровую трубу посредством создания разности потенциалов по участку воротника бура, присоединенного к буровой трубе, или посредством запуска тока на бурильную колонну через тороид, расположенный вокруг участка бурильной колонны. Electromagnetic telemetry transmitter launches an electrical signal to the drill pipe by creating a potential difference along the portion of the drill collar attached to the drill pipe or by running current through the drill string toroid disposed around the drill string portion.

Однако при нахождении электромагнитного передатчика внутри обсадной трубы потери сигнала могут быть повышены в результате перехода тока на трубе к обсадной трубе, таким образом запуская часть сигнала к обсадной трубе, но также замыкая часть сигнала вдоль обсадной трубы. However, when the electromagnetic transmitter inside the casing signal loss may be increased as a result of the current transition to the pipe to the casing, thereby triggering signal part to the casing, but also the closing of the signal along the casing. Кроме того, и, в частности, при наличии прямого контакта между любой частью трубы и обсадной трубой движение бурильной колонны может вызывать прерывистый контакт и, следовательно, образовывать существенный уровень шума в телеметрическом сигнале. Furthermore, and in particular, if a direct contact between any part of the pipe and the casing of the drill string motion can cause intermittent contact and hence form a substantial noise in the telemetry signal. Кроме того, при прохождении сигнала вверх и вниз по трубе и/или обсадной трубе, по существу, обеспечивается его ослабление в результате утечки тока в пласт, окружающий скважину. In addition, when the signal passes up and down through the pipe and / or casing is substantially provided by its weakening as a result of current leakage into the formation surrounding the borehole. В результате сигнал, принятый приемником на поверхности или в скважине, может быть ослаблен до такой степени, что отношение сигнал-шум не является достаточно высоким для обеспечения надежной передачи данных даже на скорости передачи данных, составляющей несколько бит в секунду. As a result, the signal received by the receiver at the surface or downhole may be weakened to such an extent that the signal to noise ratio is not high enough to provide reliable data transmission even at a data rate of a few bits per second.

Как следует из указанного ранее, в данной области техники существует необходимость в затратоэффективном способе, обеспечивающем расширение диапазона телеметрической системы и/или предотвращение цепей короткого замыкания через буровой раствор и в обсадной трубе или непосредственно в обсадной трубе. As follows from said previously, in the art there is a need for a cost-effective manner that ensures expansion of the range of the telemetry system and / or prevention of short circuits through the drilling fluid in the casing or directly into the casing.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. FIG. 1А и 1В изображена буровая установка и электромагнитная телеметрическая система 10 в соответствии по меньшей мере с одним приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения; 1A and 1B shows a drilling rig and an electromagnetic telemetry system 10 in accordance with at least one of an exemplary embodiment of the present invention; и and

На фиг. FIG. 2А, 2В и 2С показаны графики, иллюстрирующие улучшения сигнала в результате добавления электроизоляционного материала выше и/или ниже запускающего ток устройства в соответствии по меньшей мере с одним приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения. 2A, 2B and 2C are graphs illustrating the improved signal by adding the insulating material above and / or below the trigger current of the device in accordance with at least one of an exemplary embodiment of the present invention.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Ниже подробно описаны показанные на чертежах варианты реализации и соответствующие способы настоящего изобретения, которые могут быть использованы в скважинной телеметрической системе, в которой электроизоляционный материал расположен вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны. The following are detailed embodiments shown in the drawings and implement appropriate methods of the present invention which may be used in a borehole telemetry system, wherein the electrically insulating material is disposed around at least a portion of the well string. В целях ясности понимания не все признаки фактического осуществления или способов могут быть описаны в настоящем описании. For the purposes of clarity of understanding, not all features of an actual or methods may be described herein. Также под «приведенными в качестве примера» вариантами реализации, описанными в настоящем описании, следует понимать варианты реализации настоящего изобретения. Also by "exemplary" embodiments described herein are to be understood embodiments of the present invention. Следует понимать, что при усовершенствовании любого такого конкретного варианта реализации могут быть предприняты различные конкретные решения, подходящие для достижения конкретных целей разработчика, таких как соответствие ограничениям, связанным с системой или с коммерческой деятельностью, которые могут изменяться от одного варианта реализации к другому. It should be understood that the improvement of any such specific embodiment of various specific solutions suitable for achieving the specific objectives of the developer can be taken, such as compliance with the restrictions associated with the system or with a business that can vary from one implementation to another. Кроме того, следует понимать, что такая попытка усовершенствования может оказаться сложной и отнимет много времени, но, тем не менее, она может предоставить специалистам возможность использования преимуществ этого изобретения. In addition, it should be understood that such an attempt to improve can be a complex and time-consuming, but, nevertheless, it can provide professionals the opportunity to use the advantages of this invention. Другие аспекты и преимущества различных вариантов реализации и соответствующих способов осуществления изобретения будут понятны из следующего описания и чертежей. Other aspects and advantages of the various embodiments and related methods of the invention will become apparent from the following description and drawings.

В соответствии с данным описанием приведенные в качестве примера варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают расширение диапазона электромагнитной телеметрической системы при нахождении системы внутри обсаженного или необсаженного участка скважины. According to the description exemplary embodiments of the present invention provide an extension of an electromagnetic telemetry system bandwidth when the system within a cased or open hole portion. Для решения этой задачи электроизоляционный материал применяют на скважинной колонне непосредственно выше и/или непосредственно ниже запускающего электрический ток устройства (например, втулочный узел с зазором или тороид) или приемника. To solve this problem, the electrically insulating material is applied to the column immediately above the well and / or directly below the trigger current of the electrical device (e.g., cartridge assembly with clearance or toroid) or receiver. В других вариантах реализации электроизоляционный материал может также покрывать запускающее ток устройство или приемник. In other embodiments, the electrically insulating material may also cover the launching device or the current receiver. Соответственно, при запускании электрического сигнала запускающим ток устройством в буровую трубу электроизоляционный материал предотвращает непосредственно переход тока к обсадной трубе или через буровой раствор, таким образом предотвращая цепи короткого замыкания через обсадную трубу и/или утечку электрического тока в пласт, или снижая степень их интенсивности, при отсутствии обсадной трубы вокруг передатчика, таким образом улучшая диапазон и/или понижая отношение сигнал-шум телеметрической системы, и/или понижая требуемое систе Accordingly, when zapuskaniya electric signal triggering current device into the drill pipe insulating material prevents the direct passage of current to the casing or through the drilling fluid, thus preventing short circuit through the casing and / or the leakage of electric current into the formation or reducing the degree of intensity, in the absence of the casing around the transmitter, thereby improving the range and / or decreasing the signal to noise ratio of the telemetry system, and / or reducing the required system ой электропитание. th power. Кроме того, в вариантах реализации, в которых используется скважинный приемник, электроизоляционный материал обеспечивает уменьшение утечки тока из скважинной колонны к обсадной трубе или пласту во время операций нисходящей передачи данных. Furthermore, in embodiments where the downhole receiver is used, the electrically insulating material reduces the leakage current of the column to the well casing or formation during downlink data transmission operations.

В конкретных приведенных в качестве примера вариантах реализации электроизоляционный материал представлен по меньшей мере одним листом материала, обернутым вокруг забойного устройства или буровой трубы посредством использования клейкой подложки. In certain exemplary embodiments, insulating material is represented by at least one sheet of material wrapped around the downhole device or drill pipe by use of an adhesive substrate. В других вариантах реализации, например, может также быть использован электроизоляционный расширяющийся материал или различные покрытия. In other embodiments, for example, it may also be used an electrically-expanding material or different coating. В результате обеспечивается увеличение диапазона электромагнитной телеметрической системы изнутри и снаружи участка, имеющего покрытие, приблизительно на расстояние электроизолированной трубы. The result is an increase in electromagnetic telemetry system range from inside and outside the portion having the coating approximately to the distance Insulated pipe. Таким образом, скорость передачи данных электромагнитной телеметрической системы может также быть увеличена без необходимости добавления промежуточных станций. Thus, the data rate of an electromagnetic telemetry system may also be increased without having to add intermediate stations.

На фиг. FIG. 1А и 1В изображена буровая установка 12 и электромагнитная телеметрическая система 10 в соответствии по меньшей мере с одним приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения. 1A and 1B shows a drilling rig 12 and electromagnetic telemetry system 10 in accordance with at least one of an exemplary embodiment of the present invention. В области техники известно, что электромагнитная телеметрическая система 10 образует и/или принимает электромагнитные волны в забое скважины. In the known art, the electromagnetic telemetry system 10 forms and / or receives electromagnetic waves downhole. Электромагнитная телеметрическая система 10 содержит забойное устройство 14, запускающее ток устройство 16 (например, втулочный узел с зазором), и участок 18 трубчатого элемента (в сочетании именуемый, например, скважинной колонной), которые отходят вниз через обсадную трубу 20 скважины 22. Под используемым в настоящем описании термином «скважинная колонна» следует понимать различные спускные колонны, такие как, например, бурильная колонна, колонна гибких труб, насосно-компрессорная колонна и т.д. Electromagnetic telemetry system 10 comprises a downhole device 14 triggering current device 16 (e.g., cartridge assembly with a gap) and a portion of the tubular member 18 (referred to in combination, for example, the well string) that extend down through the casing 20 of the well 22. As used herein, the term "downhole column" should be understood the various drain column such as, e.g., drill string, coiled tubing, tubing, etc. В приведенном в качестве примера варианте реализации по фиг. In the exemplary embodiment of FIG. 1А и 1В скважинная колонна представлена бурильной колонной. 1A and 1B shows the well string drillstring.

Дополнительно, электромагнитная телеметрическая система 10 содержит приемник 24, электрически связанный с заземлением 26, а также может содержать по меньшей мере одну промежуточную станцию (не показано) вдоль трубчатого элемента 18 по требованию. Further, the electromagnetic telemetry system 10 comprises a receiver 24 electrically coupled to ground 26, and may also comprise at least one intermediate station (not shown) along the tubular element 18 on demand. В целом электромагнитная телеметрическая система 10 обеспечивает передачу данных посредством запуска тока низкой частоты (между приблизительно 1 и 30 Гц, например) вдоль трубчатого элемента 18. Сигналы, связанные с током, затем определяются приемником 24 на поверхности, где измеряется разность потенциалов между буровой установкой 12 и заземлением 26. В этом приведенном в качестве примера варианте реализации электромагнитная телеметрическая система 10 может функционировать, например, в режиме носителя фазно-модулированных сигналов, режиме поз In general, an electromagnetic telemetry system 10 provides data transfer by starting the low frequency current (between about 1 and 30 Hz, for example) along the tubular member 18. The signals associated with the current, then the receiver 24 defined on the surface where the measured potential difference between the rig 12 and ground 26. in this exemplary embodiment, the electromagnetic telemetry system 10 may operate, for example, in the mode of the carrier phase-modulated signals, mode pos иционно-импульсной модуляции или в режиме мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, или в различных других режимах модуляции, понятных специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. itsionno-width modulation mode in multiplexing or orthogonal frequency division multiplexing, or various other modulation modes, understandable to those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention.

Для образования тока, передаваемого электромагнитной телеметрической системой 10, запускающее электрический ток устройство 16 примыкает к забойному устройству 14 (или может образовывать часть забойного устройства 14). To form the current transmitted electromagnetic telemetry system 10, an electric current triggering device 16 is adjacent to the bottomhole device 14 (or may form part of a downhole device 14). В первом приведенном в качестве примера варианте реализации запускающее электрический ток устройство 16 выполнено в качестве электрического ключа между забойным устройством 14 и трубчатым элементом 18, который эффективно превращает скважинную колонну в большую антенну. In the first exemplary embodiment, the electric current triggering device 16 configured as an electrical switch downhole between the device 14 and the tubular member 18 which effectively makes the well string into a large antenna. В приведенном в качестве примера варианте реализации по фиг. In the exemplary embodiment of FIG. 1А втулочный узел с зазором выполняет функцию электрического ключа или антенны. 1A hub assembly with a gap performs a function key or electrical antenna. Таким образом, между забойным устройством 14 и трубчатым элементом 18 образуется разность электрических потенциалов, в результате образуется передаваемый ток. Thus, between the downhole device 14 and the tubular member 18 is formed an electric potential difference, thereby forming the transmitted current. В данной области техники известно, что втулочный узел с зазором является электроизолирующим соединением, выполненным с возможностью выдерживать высокие нагрузки на скручивание, изгиб, вытягивание и сжатие электромагнитной телеметрической системы 10. Однако в других вариантах реализации запускающее электрический ток устройство 16 может являться торойдным устройством, известным в данной области техники. In the art, it is known that a sleeve assembly with a gap with an electrically insulating compound is adapted to withstand the high torsional loads, bending, stretching and compression of an electromagnetic telemetry system 10. However, in other embodiments, the triggering device 16, an electric current can be toroydnym device known in the art. Эти и другие аспекты электромагнитной телеметрической системы 10 будут понятны специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. These and other aspects of the electromagnetic telemetry system 10 will be apparent to those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention.

Также со ссылкой на фиг. Also with reference to FIG. 1А и 1В трубчатый элемент 18 был опущен через устройство 28 для предотвращения выброса вниз скважины 22 и через обсадную трубу 20. Как было указано ранее, в этом приведенном в качестве примера варианте реализации трубчатый элемент 18 представлен буровой трубой, образующей часть бурильной колонны; 1A and 1B, tubular member 18 is lowered through the apparatus 28 to prevent the ejection hole 22 and down through the casing 20. As previously indicated, in this exemplary embodiment, the tubular member 18 is a drill pipe, forming a part of the drill string; однако в других вариантах реализации трубчатый элемент 18 может быть представлен, например, колонной гибких труб или насосно-компрессорной колонной, используемой для некоторых других операций. however, in other embodiments, tubular member 18 may be, for example, coiled tubing, or the tubing used for some other operations. Однако трубчатый элемент 18 отходит вниз к запускающему ток устройству 16, связанному с забойным устройством 14. Буровая коронка 30 расположена на дальнем конце забойного устройства 14. Буровая коронка 30 выполнена с возможностью поворота посредством различных способов, включающих, например, трубчатый элемент 18 или гидравлический забойный двигатель. However, tubular member 18 extends downwardly from the launching device 16, current is associated with a downhole device 14. The drill bit 30 is located at the distal end of the downhole device 14. The drill bit 30 is rotatable by means of different methods, including, for example, the tubular member 18 and a mud engine. В этом приведенном в качестве примера варианте реализации забойное устройство 14 содержит центральный вычислительный блок (не показан) и электромагнитный телеметрический передатчик 32, содержащий электронные схемы, необходимые для считывания, обнаружения и передачи электромагнитных сигналов через запускающее ток устройство 16, в дополнение к осуществлению других операций забойного устройства 14, известных в данной области техники. In this exemplary embodiment, the downhole device 14 comprises a central processing unit (not shown) and an electromagnetic telemetry transmitter 32 that contains the electronic circuitry necessary for reading, detection and transmission of electromagnetic signals through a triggering current device 16, in addition to carrying out other operations downhole device 14, known in the art.

В конкретных приведенных в качестве примера вариантах реализации электромагнитной телеметрической системы 10 электроизоляционный материал 34 применяют вокруг по меньшей мере одного участка бурильной колонны (трубчатый элемент 18 или забойное устройство 14) выше и/или ниже запускающего ток устройства 16. В другом варианте реализации электроизоляционный материал 34 необязательно является идеальным изолятором; In certain exemplary embodiments, the electromagnetic telemetry system 10, insulating material 34 is applied around the at least one drill string portion (tubular member 18 or the bottomhole device 14) above and / or below the current triggering device 16. In another embodiment, the insulating material 34 optionally an ideal insulator; а сопротивление электроизоляционного материала 34 не меньше чем на два порядка величины превышает сопротивление текучей среды (бурового раствора, например), используемой во время скважинной операции. resistance and electrical insulating material 34 is not less than two orders of magnitude higher than the resistance of the fluid (mud for example), used during the well operation. Кроме того, в конкретных вариантах реализации также необходимо исключить промежуток между электроизоляционным материалом 34 вдоль трубчатого элемента 18 или забойного устройства 14. Однако электроизоляционный материал 34 может являться одним из множества материалов, таких как, например, расширяющийся материал, покрытие, изготовленное литьем под давлением, лента, рукав, стабилизатор, покрытие, нанесенное напылением высокоскоростным кислородно-топливным способом, анодированные слои и т.д. Furthermore, in specific embodiments also necessary to eliminate the gap between the insulating material 34 along the tubular element 18 or the downhole devices 14. However, insulating material 34 may be one of a variety of materials such as, for example, the expanding material coating manufactured by injection molding, tape, a sleeve, a stabilizer, a coating applied by spraying high speed oxy-fuel process, anodized layers, etc. Расширяющийся материал может являться, например, одним из таких материалов, как используемые в системах Swell Technology™, производимые Патентообладателем настоящего изобретения, компанией Halliburton Energy Services, Co., Хьюстон, штат Техас. The expanding material may be, for example, one such material as used in the Swell Technology ™ system, produced by assignee of the present invention by Halliburton Energy Services, Co., Houston, Texas. Дополнительно, расширяющийся материал может быть выбран на основании типа раствора (на основании нефти или воды, например) таким образом, чтобы обеспечивать расширение расширяющегося материала на забойном устройстве 14 и/или трубчатом элементе 18 при контакте с буровым раствором, и приклеивание к нему. Additionally, the expandable material may be selected based on the type of solution (based on oil or water, for example) so as to ensure expansion of the expanding material on the bottomhole device 14 and / or tubular member 18 in contact with the drilling fluid and adhering thereto.

Как описано ранее, электроизоляционный материал 34 применяют по меньшей мере на одном участке скважинной колонны (т.е. трубчатый элемент 18 и забойное устройство 14) выше и/или ниже запускающего ток устройства 16. В одном варианте реализации электроизоляционный материал 34 применяют непосредственно выше и/или ниже запускающего ток устройства 16, как показано на фиг. As described previously, the electrically insulating material 34 is applied on at least one portion of the well string (i.e., the tubular member 18 and downhole device 14) above and / or below the trigger current of the device 16. In one embodiment, the insulating material 34 is applied directly above and / or below the trigger current of the device 16 as shown in FIG. 1А и 1В. 1A and 1B. Однако в других вариантах реализации электроизоляционный материал 34 может быть также расположен вдоль всего трубчатого элемента 18 по требованию. However, in other embodiments, the insulating material 34 may also be located along the tubular member 18 on demand. В конкретных приведенных в качестве примера вариантах реализации электроизоляционный материал 34 может быть применен в качестве ленты, обмотанной вокруг по меньшей мере одного участка забойного устройства 14, проходящего в скважину 22. Электроизоляционная лента может быть приклеена вдоль скважинной колонны посредством ее смачивания такой текучей средой (буровым раствором, например), которая будет использована для обеспечения ее расширения. In certain exemplary embodiments, insulating material 34 may be applied as a tape wrapped around at least one portion of the downhole device 14, extending into the well 22. Insulating tape can be glued along its well string through a wetting fluid (drilling solution, for example) that will be used for its expansion. Однако в других вариантах реализации клейкая подложка может быть использована на ленте для ее приклеивания к скважинной колонне. However, in other embodiments, the adhesive substrate can be used on the tape for its adhesion to the downhole string. Приведенные в качестве примера изолирующие ленты могут быть представлены, например, расширяющимися материалами, покрытыми клеем каучуком, силоксановым каучуком, тефлоном, полиэфирными ленками, полимидными лентами, полимерными листами (полиэтилен, например). Exemplary insulating tapes may be, for example, expanding materials coated with adhesive rubber, silicone rubber, Teflon, polyester Lenk, polyimide tapes, polymeric sheets (polyethylene, for example). Однако в конкретных вариантах реализации использование полиэтилена будет ограничено температурой, приблизительно составляющей 115°С, так как обычная температура плавления полиэтиленовой пластмассы приблизительно составляет 120°С. However, in specific embodiments, the use of polyethylene to be limited temperature is approximately 115 ° C, as conventional plastics the melting temperature of the polyethylene is about 120 ° C. Кроме того, ширина ленты может составлять от одного фута до нескольких футов, а толщина может составлять долю дюйма (1/8 дюйма, например). Furthermore, the width of the tape may be from one foot to several feet, and the thickness may be of an inch (1/8 inches, for example).

В альтернативном варианте реализации электроизоляционный материал 34 может быть изготовлен в форме рукава, внутренний диаметр которого незначительно превышает наружный диаметр муфты-ниппеля забойного устройства 14 или трубчатого элемента 18. В одном примере электроизоляционный рукав применен вдоль скважинной колонны, проходящей в скважину 22. Электроизоляционный рукав может быть удержан на месте во время размещения различными способами, такими как, например, посредством применения зажимов или ленты для удержания электроизоляционного р In an alternative embodiment, the insulating material 34 may be manufactured in the form of sleeves having an inner diameter slightly greater than the outer diameter of the pin-coupling the downhole device 14 or tubular member 18. In one example, the electrically insulating sleeve applied along the well string extending into the borehole 22. The electrically insulating sleeve may be retained in place during placement of various ways, such as, for example, through the use of tape or clamps for holding the electrically p укава на месте до начала расширения расширяющегося материала. Ukawa in place prior to the expansion of the expanding material. Альтернативно, электроизоляционный рукав может размещаться с прилеганием вокруг участка скважинной колонны, достаточным для его удержания на месте до начала расширения. Alternatively, the electrically insulating sleeve may be placed around a well string abutment portion sufficient to hold it in place until the beginning of expansion. Дополнительно, участки электроизоляционного рукава могут быть смочены буровым раствором, таким образом обеспечивая расширение участка рукава и приклеивание к скважинной колонне. Additionally, portions of the electrically insulating sleeve may be wetted by the drilling fluid, thereby providing expansion sleeve portion and adhesion to the downhole string. Однако после размещения, при вступлении электроизоляционного рукава в контакт с буровой текучей средой, обеспечивается активация расширения расширяющегося материала на поверхности забойного устройства 14 или трубчатого элемента 18, таким образом, обеспечивая приклеивание к нему. However, after placement of the electrically insulating sleeve when entering into contact with the drilling fluid is provided the activation of the expansion of the expanding material on the surface downhole devices 14 or tubular member 18, thus providing adhesion thereto. Расширяющийся материал может быть выбран, например, на основании типа используемого бурового раствора, что будет понятно специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. The expanding material may be selected, e.g., based on the type of drilling fluid used, as will be appreciated by those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention.

Кроме того, также со ссылкой на фиг. Moreover, also with reference to FIG. 1А и 1В, электроизоляционный материал 34 может быть применен по меньшей мере к одному участку трубчатого элемента 18 посредством применения любого описанного в настоящем описании способа. 1A and 1B, the electrically insulating material 34 may be applied to at least one portion of the tubular member 18 by applying any disclosed herein method. Такой вариант реализации обеспечит сведение к минимуму потерю тока во время передачи вдоль трубчатого элемента 18. В известных телеметрических системах ток, проходящий вверх по скважинной колонне и обсадной трубе, имеет склонность перехода от скважинной колонны/обсадной трубы в землю, что приводит к потере сигнала. Such an embodiment provides minimizing current loss during transmission along the tubular member 18. In the prior art telemetry systems, the current flowing up the well string and casing, it tends to move from the well string / casing into the ground, resulting in loss of signal. Однако посредством применения этого альтернативного варианта реализации настоящего изобретения, в котором по меньшей мере один участок трубчатого элемента 18 изолирован выше запускающего ток устройства 16, обеспечено уменьшение количества тока, уходящего в землю вдоль трубчатого элемента 18, в результате чего увеличено количество тока, возвращающегося по скважинной колонне вверх и достигающего поверхности, что в результате обеспечивает сигнал большей амплитуды. However, through the use of this alternative embodiment of the present invention, wherein at least one portion of the tubular member 18 is isolated above the triggering device 16, the current provided by reducing the amount of current passing into the earth along the tubular member 18, whereby the increased amount of current returning along the borehole column up and reaches the surface as a result provides a larger amplitude signal. В конкретных вариантах реализации электроизоляционный материал 34 может быть использован вдоль только забойного устройства 14, только трубчатого элемента 18 или вдоль забойного устройства 14 и трубчатого элемента 18. In specific embodiments, the insulating material 34 may be used only along the downhole device 14, only the tubular element 18 or along the downhole device 14 and the tubular member 18.

Дополнительно, еще в одном альтернативном варианте реализации текучая среда, имеющая электрическое сопротивление, может быть нагнетена в скважину 22 для способствования электроизоляции электромагнитной телеметрической системы от обсадной трубы 22. Такая текучая среда может быть представлена буровым раствором и/или добавками текучей среды, добавленными в текучую среду. Further, in another alternative embodiment, the fluid having an electrical resistance, can be pumped into the well 22 to facilitate electrical insulation electromagnetic telemetry system from the casing 22. Such a fluid can be provided with drilling fluid and / or fluid additives, added to the fluid Wednesday. Еще в одном варианте реализации текучая среда, имеющая электрическое сопротивление, может быть использована без электроизоляционного материала 34, что будет понятно специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. In yet another embodiment, the fluid having an electrical resistance, can be used without the electrically insulating material 34, which will be understood by those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention.

Несмотря на то, что на фиг. Despite the fact that in FIG. 1А и 1В это не показано, приведенные в качестве примера варианты реализации настоящего изобретения могут быть использованы в телеметрических системах нисходящей передачи данных, в которых может быть использован только скважинный приемник. 1A and 1B is not shown, exemplary embodiments of the present invention may be used in telemetry systems of downlink data transmission, in which only the downhole receiver may be used. Как известно в области техники, электромагнитная телеметрическая система 10 может содержать приемник на месте запускающего ток устройства 16, используемого для приема сигналов, передаваемых от поверхности через трубчатый элемент 18. Такой вариант реализации может содержать или не содержать электромагнитный телеметрический передатчик 32. В таких вариантах реализации приемник может быть выполнен в виде, например, втулочного узла с зазором или тороида, как описано ранее. As is known in the art, an electromagnetic telemetry system 10 may comprise a receiver for location triggering current device 16, used for receiving signals transmitted from the surface through the tubular element 18. Such an embodiment may or may not contain an electromagnetic telemetry transmitter 32. In such embodiments, the receiver may be configured as, for example, the sleeve assembly with clearance or a toroid, as previously described. Однако в отличие от описанных в настоящем описании предыдущих вариантов реализации, вместо этого приемник будет обеспечивать прием и расшифровку сигнала для осуществления некоторых операций внутри забойного устройства 14. В таких вариантах реализации расположение электроизоляционного материала 34 вокруг по меньшей мере одного участка трубчатого элемента 18 обеспечит уменьшение и/или исключение утечки тока от трубчатого элемента 18 в обсадную трубу 20 или в пласт с открытым стволом, что будет понятно специалистам в данной области техники, However, in contrast to the described herein the preceding embodiments, instead receiver is capable of receiving and decoding signals for carrying out certain operations within the downhole device 14. In such embodiments, the location of the insulating material 34 around at least a portion of the tubular member 18 and ensure reduction / or elimination of leakage from the tubular member 18 into the casing 20 or the reservoir with open hole, as will be appreciated by those skilled in the art, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. intentional advantage of the present invention.

Далее будут описаны улучшения, обеспечиваемые добавлением электроизоляционного материала 34 выше и/или ниже запускающего ток устройства 16, со ссылкой на графики на фиг. The following will describe the improvements provided by the addition of electrical insulating material 34 above and / or below the trigger current of the device 16, with reference to the graphs of FIG. 2А-2С. 2A-2C. На графиках ток проходит на трубчатом элементе 18 и обсадной трубе 20 вдоль различных глубин скважины 22, при этом был применен электроизоляционный материал 34 разной длины. In the graphs, the current flows in the tubular member 18 and the casing 20 along various depths of the borehole 22, wherein the insulating material has been applied 34 different lengths. На фиг. FIG. 2А изображен ход тока на трубчатом элементе 18 и обсадной трубе 20 в скважине, глубина которой составляет 2800 футов, содержащей буровую трубу, длина которой составляет 2500 футов, обсадную трубу, длина которой составляет 2500 футов, втулочный узел с зазором, длина которого составляет 1 дюйм, расположенный на глубине 1400 футов, и с использованием раствора, удельное сопротивление которого составляет 0,25 Ом⋅метр. 2A shows the variation of the current on tubular member 18 and the casing 20 downhole, the depth is 2800 feet, comprising a drill pipe, the length of which is 2500 feet, the casing, the length of which is 2500 feet, hub assembly with a gap whose length is 1 inch located at a depth of 1,400 feet, and with a solution whose resistivity is 0.25 Om⋅metr. Как показано, ток резко переходит с трубы в обсадную трубу 20, исключая доступность существенной части тока в качестве сигнала, вместо этого эффективно замыкая ее обсадной трубой 20. As shown, the current abruptly changes from the pipe into the casing 20, excluding available a substantial part of the current as a signal instead, effectively closing its casing 20.

На фиг. FIG. 2В изображен ход тока на трубчатом элементе 18 и обсадной трубе 20 в такой же скважине, как на фиг. 2B shows the variation of the current on tubular member 18 and the casing 20 in the same well, as in FIGS. 2А, но с электроизоляционным материалом 34, длина которого составляет 400 футов, вдоль забойного устройства 14 ниже втулочного узла с зазором, длина которого составляет 1 дюйм. 2A, but with an electrically insulating material 34, the length of which is 400 feet, the device 14 along the bottomhole assembly below the sleeve with a gap, the length of which is 1 inch. Удельное сопротивление раствора также составляет 0,25 Ом⋅метр. The specific resistance of the solution is also Om⋅metr 0.25. Как показано, ток также быстро переходит к обсадной трубе 20 при отсутствии электроизоляционного материала 34, однако обеспечивается существенное улучшение уровня сигнала в целом. As shown, the current quickly moves to the casing 20 in the absence of insulating material 34, but provided a significant improvement in signal strength as a whole. На фиг. FIG. 2С изображен еще один ход тока вдоль скважины, но с изоляционным материалом, длина которого составляет 400 футов, выше и с изоляционным материалом, длина которого составляет 400 футов, Ниже втулочного узла с зазором, длина которого составляет 1 дюйм. 2C shows another course of current along the well, but with an insulating material whose length is 400 feet above and with an insulating material whose length is 400 feet below the sleeve assembly with a gap whose length is 1 inch. Удельное сопротивление раствора также составляет 0,25 Ом⋅метр. The specific resistance of the solution is also Om⋅metr 0.25. Аналогично, ток также быстро переходит к обсадной трубе 20 на участке, на котором заканчивается электроизоляционный материал 34, однако аналогично обеспечивается существенное улучшение уровня сигнала в целом. Similarly, the current quickly moves to the casing 20 at a portion where ends electrically insulating material 34, but similarly provided significant improvement in signal strength as a whole. В приведенной ниже таблице 1 показана сводная информация этих и других уровней сигнала, которые можно наблюдать на поверхности. The following Table 1 shows a summary of these and other signal levels that can be observed on the surface.

Figure 00000001

Как показано, уровень сигнала в милливольтах находится в первой колонке, уровень сигнала, выраженный в децибелах милливольт, находится во второй колонке, сопротивление раствора находится в третьей колонке, а сводная информация об изоляции находится в четвертой колонке. As shown, the signal in millivolts is in the first column, the signal level expressed in decibels millivolts, is the second column, the resistance of the solution is in the third column, and the summary of the insulation is in the fourth column. Хотя ранее указанные примеры относятся к вариантам реализации, использующим передатчики, такие же типы улучшений в отношении сигнал-шум будут присутствовать и в вариантах реализации, использующих скважинные приемники, что будет понятно специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. Although the previously mentioned examples relate to the implementation of the embodiments using transmitters, the same types of improvements in signal-to-noise will be present in embodiments utilizing downhole receivers that will be understood by those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention.

В соответствии с описанным ранее электроизоляционный материал 34 может быть применен на скважинной колонне многими различными способами. In accordance with the previously described electrically insulating material 34 may be applied to the well string in many different ways. Например, электроизоляционный материал 34 может быть применен по меньшей мере на одном участке скважинной колонны во время образования скважинной колонны. For example, the insulating material 34 may be applied on at least one portion of the well string during formation of the well string. Альтернативно, по меньшей мере один участок скважинной колонны может быть изолирован до образования скважинной колонны. Alternatively, at least one portion of the well string can be isolated before formation of the well string. Кроме того, приведенные в качестве примера варианты реализации настоящего изобретения могут быть использованы в необсаженных и обсаженных скважинах. Moreover, exemplary embodiments of the present invention can be used in open and cased holes. В обсаженных участках скважины электроизоляционный материал 34 обеспечивает уменьшение или предотвращение цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства 16 в обсадную трубу 20. В необсаженных участках скважины электроизоляционный материал 34 обеспечивает уменьшение или предотвращение утечки тока от скважинной колонны в пласт. In cased hole sections of the electrically insulating material 34 provides a reduction or prevention of short circuits of the device initiating the current 16 into the casing 20. In uncased sections of the borehole insulating material 34 provides a reduction or prevention of current leakage from the well string into the formation. Соответственно, обеспечивается расширение телеметрического диапазона восходящей или нисходящей передачи данных электромагнитной телеметрической системы 10 на расстояние, приблизительно равняющееся длине примененного изоляционного материала, а также снижение скважинных требований электропитания. Accordingly, the ensured band expansion telemetry uplink or downlink transmission of an electromagnetic telemetry system 10 by a distance approximately equal to the length of the applied insulating material, and reduced downhole power requirements. Таким образом, во время бурения (или осуществления других операций) обеспечивается эффективная электромагнитная телеметрия с телеметрическим передатчиком, расположенным внутри и снаружи обсадной трубы. Thus, during the drilling (or other transactions) provides effective electromagnetic telemetry from a telemetry transmitter located inside and outside the casing.

Дополнительно, в вариантах реализации настоящего изобретения, используемых внутри обсаженных скважин, участок скважинной колонны ниже запускающего ток устройства 16 (или приемника) может быть изолирован. Further, in the embodiments of the present invention used in cased wells, the well string portion below the trigger current of the device 16 (or a receiver) can be isolated. Однако в вариантах реализации, используемых вдоль участков скважин, открытых для пласта, участки скважинной колонны выше запускающего ток устройства 16 (или приемником) могут быть изолированы. However, in embodiments, used along portions of the wells are open to the reservoir, portions of the well string above the triggering current device 16 (or a receiver) may be isolated. В последнем варианте реализации может быть определена длина по меньшей мере одного электропроводящего участка пласта вдоль необсаженной скважины, а длину электроизоляционного материала 34 определяют на основании длины электропроводящего пласта. In the latter embodiment, the length may be determined by at least one electrically conductive layer along a portion of the open hole, and the length of insulating material 34 is determined based on the length of the electrically conductive layer. В области техники известно, что расположение электропроводящих пластов может быть определено на основании, например, каротажей сопротивления других скважин рядом со строящейся скважиной, что будет понятно специалистам в данной области техники, намеренным использовать преимущества настоящего изобретения. In the known art, that the arrangement of conductive layers may be determined based on, for example, resistivity well logging other wells next to the well under construction to be understood by those skilled in the art, the intentional use advantages of the present invention. На основании каротажных данных и планируемой траектории скважины, а также того, на сколько коронка пройдет за пределы электропроводящего пласта в определенное время (в вариантах реализации, использующих бурильную колонну), специалисты в данной области смогут легко определить длину электропроводящего материала, необходимого для применения выше запускающего ток устройства 16 (или приемника). Based on the log data and planned well trajectory, as well as on how many bit pass beyond the electrically conductive layer at a specific time (in embodiments that use the drill string), those skilled in the art can readily determine the length of the electrically conductive material required for use above the trigger device 16 (or receiver) current. Например, если скважина является вертикальной скважиной и проход коронки запланирован на прохождение 12000 футов в глубину, электромагнитный передатчик расположен на 200 футов выше буровой коронки, а электропроводящий пласт проходит на глубине от 10000 до 11000 футов, то электроизоляционный материал 34, длина которого составляет 1800 футов, может быть расположен выше запускающего ток устройства 16 таким образом, чтобы при прохождении запускающего ток устройства 16 подошвы электропроводящего пласта (т.е. при прохождении глубины, составляющей 11000 футо For example, if the well is a vertical well and crowns extending scheduled for passage of 12,000 feet in depth, the electromagnetic transmitter is located 200 feet above the drill bit, and the electrically conductive layer extends to a depth of 10,000 to 11,000 feet, the insulating material 34 whose length is 1800 ft may be positioned above the triggering current of the device 16 so that the passage of current triggering device 16, the sole electrically conductive layer (i.e., during the passage of a depth of 11,000 ft ), между трубчатым элементом 18 и пластом будет обеспечен электроизоляционный материал 34. Однако в любом из этих вариантов реализации по меньшей мере один участок скважинной колонны выше и/или ниже запускающего ток устройства 16 или приемника (не показано) может быть также изолирован. ) Between the tubular member 18 and the reservoir is provided with an electrically insulating material 34. In any of these embodiments, at least one portion of the well string above and / or below the receiver 16 or the trigger device current (not shown) could also be isolated.

Согласно одному из примерных вариантов реализации настоящего изобретения предложен способ использования электромагнитной телеметрической системы в скважине, способ включает создание скважинной колонны, содержащей по меньшей мере один трубчатый элемент, прикрепленный к забойному устройству, забойное устройство содержит по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника; In one exemplary embodiment of the present invention, a method of using an electromagnetic telemetry system in a wellbore, the method involves creating a well string comprising at least one tubular member attached to the bottomhole device, the bottomhole device comprises at least one of initiating an electrical current devices or the receiver ; применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны; application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string; размещение забойного устройства в скважине; placing the downhole apparatus in the wellbore; осуществление операции электромагнитной телеметрии посредством использования забойного устройства; implementation of the operation of the electromagnetic telemetry device through the use of downhole; и использование электроизоляционного материала для уменьшения по меньшей мере одного из: цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства к обсадной трубе или утечки тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины. and the use of insulating material to reduce at least one of: short circuits on the device initiating the current to the casing or the leakage current of the well string into the casing along the wellbore or formation. Осуществляемая операция электромагнитной телеметрии может быть, например, передачей и/или приемом электромагнитных сигналов вдоль системы. Performs the operation may be an electromagnetic telemetry, e.g., transmission and / or reception of electromagnetic signals along the system. Еще один способ также включает применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. Another method also includes the use of an electrically insulating material around at least one portion of the well string directly above or below the trigger current of the device or receiver. Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает обертывание по меньшей мере одного участка скважинной колонны по меньшей мере одним листом электроизоляционного материала. In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes wrapping at least one portion of the well string by at least one sheet of insulating material.

Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает расположение изоляционного рукава вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны, изоляционный рукав образован из электроизоляционного расширяющегося материала. In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes positioning an insulating sleeve around at least one portion of the well string, the insulating sleeve is formed of electrically expandable material. Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает применение по меньшей мере одного из: электроизоляционного расширяющегося материала; In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes the use of at least one of: the electrically expandable material; электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding; электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или электроизоляционного анодированного слоя. or anodized electrically insulating layer. Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает: определение длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины; In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes: determining conductive portion length along the borehole formation; и применение электроизоляционного материала на основании определенной длины. and application of an electrically insulating material on the basis of a certain length.

Согласно другому примерному варианту реализации настоящего изобретения предложена электромагнитная телеметрическая система для использования в скважине, система содержит скважинную колонну, содержащую по меньшей мере один трубчатый элемент, прикрепленный к забойному устройству, забойное устройство содержит по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника; According to another exemplary embodiment of the present invention there is provided an electromagnetic telemetry system for use in a borehole, the downhole system comprises a column containing at least one tubular member attached to the bottomhole device, the bottomhole device comprises at least one of initiating an electrical current devices or the receiver; и электроизоляционный материал, расположенный вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны для уменьшения по меньшей мере одного из цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства к обсадной трубе; and electrically insulating material disposed around at least a portion of the well string to reduce at least one of short circuits from the starting current of the device to the casing; или утечки тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины. or leakage of the well string into the casing along the wellbore or formation. Еще в одном варианте реализации электроизоляционный материал расположен непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. In yet another embodiment, the electrically insulating material is disposed directly above or below the trigger current of the device or receiver. Еще в одном варианте реализации запускающее электрический ток устройство представлено втулочным узлом с зазором или тороидом. In yet another embodiment, the triggering device is represented by an electrical current node with the sleeve gap or toroid. Еще в одном варианте реализации приемник представлен втулочным узлом с зазором или тороидом. In yet another embodiment, the receiver is represented by the sleeve assembly with clearance or a toroid. Еще в одном варианте реализации электроизоляционный материал представлен по меньшей мере одним листом электроизоляционного материала. In yet another embodiment, the electrically insulating material is represented by at least one sheet of insulating material. Еще в одном варианте реализации электроизоляционный материал представлен изоляционным рукавом. In yet another embodiment, the insulating material contains the insulating sleeve. Еще в одном варианте реализации электроизоляционный материал представлен по меньшей мере одним из: электроизоляционного расширяющегося материала; In yet another embodiment, the insulating material is represented by at least one of: expanding the electrically insulating material; электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding; электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или электроизоляционного анодированного слоя. or anodized electrically insulating layer.

Согласно еще одному примерному варианту реализации настоящего изобретения предложен способ использования электромагнитной телеметрической системы в скважине, способ включает: применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны, содержащей по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника; According to another exemplary embodiment of the present invention, a method of using an electromagnetic telemetry system in a wellbore, the method comprising: applying an electrically insulating material around at least one portion of the well string comprising at least one of initiating an electrical current devices or the receiver; размещение скважинной колонны в скважине; placing the well string in the borehole; и использование электроизоляционного материала для уменьшения по меньшей мере одного из цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства к обсадной трубе или утечки тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины. and the use of insulating material to reduce at least one of short circuits from the triggering device to the casing current or current leakage from the well string into the casing along the wellbore or formation. Еще один способ также включает применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. Another method also includes the use of an electrically insulating material around at least one portion of the well string directly above or below the trigger current of the device or receiver. Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает применение по меньшей мере одного из электроизоляционного расширяющегося материала; In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes the use of at least one of the electrically expandable material; электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding; электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или электроизоляционного анодированного слоя. or anodized electrically insulating layer. Еще в одном способе применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает определение длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины; In yet another application method, an electrically insulating material around at least one portion of the well string involves determining conductive portion length along the borehole formation; и применение электроизоляционного материала на основании определенной длины. and application of an electrically insulating material on the basis of a certain length.

В описанном изобретении могут повторяться номерные позиции и/или буквы в различных примерах. The invention described can be repeated numbered positions, and / or letters in the various examples. Это повторение приведено для упрощения и ясности и явным образом не свидетельствует о связи между различными описанными вариантами реализации и/или конфигурациями. This repetition is shown for simplicity and clarity and have not explicitly indicates the relationship between the various described embodiments and / or configurations. Также, относительные в пространственном отношении термины, такие как «под», «ниже», «нижний», «выше», «верхний» и т.п., могут быть использованы в настоящем описании для простоты описания с целью описания отношения одного элемента или детали к другому элементу или детали (другим элементам или деталям), как показано на чертежах. Also, spatially relative terms, such as "beneath", "below", "lower", "above", "upper" and the like, may be used herein for ease of description to describe the relationship of one element or part to another component or part (or parts other elements) as shown in the drawings. Следует понимать, что относительные в пространственном отношении термины включают различные ориентации устройства при эксплуатации или в работе в дополнение к изображенной на чертежах ориентации. It should be understood that the spatially relative terms to include different orientation of the device during use or in operation in addition to the orientation depicted in the figures. Например, если на чертежах устройство изображено перевернутым, элементы, описанные как расположенные «ниже» или «под» другими элементами или деталями, будут расположены «выше» других элементов или деталей. For example, if the device in the figures is shown inverted, elements described as located "below" or "beneath" other elements or parts will be located "above" the other elements or features. Таким образом, приведенный в качестве примера термин «ниже» может включать ориентации выше и ниже. Thus, the exemplary term "below" can include orientation above and below. Устройство может иметь другую ориентацию (повернуто на 90 градусов или любую другую ориентацию), а используемые в настоящем описании относительные в пространственном отношении термины следует понимать аналогичным образом. The device may have a different orientation (rotated 90 degrees or any other orientation), as used herein spatially relative terms are to be understood in a similar way.

Несмотря на то, что различные варианты реализации и способы были изображены и описаны, изобретение не ограничивается этими вариантами реализации и способами и включает все модификации и изменения, что будет понятно специалисту в данной области техники, намеренному использовать преимущества настоящего изобретения. Despite the fact that the various embodiments and methods have been illustrated and described, the invention is not limited to these embodiments and methods, and includes all modifications and variations that will be understood by those skilled in the art, the intentional use the advantages of the present invention. Например, по меньшей мере одна промежуточная станция может также образовывать часть телеметрических систем, описанных в настоящем описании, и, в таких случаях, будут применимы такие же принципы изобретения, что будет понятно специалистам в данной области техники. For example, at least one intermediate station may also form part of telemetry systems described herein, and, in such cases, would apply the same principles of the invention that will be understood by those skilled in the art. Таким образом, следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными раскрытыми формами. Thus, it should be understood that the invention is not limited to the particular forms disclosed. Наоборот, изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, находящиеся в пределах сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения. On the contrary, the invention covers all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (51)

  1. 1. Способ использования электромагнитной телеметрической системы в скважине, включающий: 1. A method of using an electromagnetic telemetry system in a wellbore, comprising:
  2. создание скважинной колонны, содержащей по меньшей мере один трубчатый элемент, прикрепленный к забойному устройству, которое содержит по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника; creating well string comprising at least one tubular member attached to the bottomhole a device which comprises at least one of initiating an electrical current devices or the receiver;
  3. применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны, application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string,
  4. причем применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает: wherein the applying the electrical insulating material around at least one portion of the well string comprises:
  5. определение длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины; determining conductive portion length along the borehole formation; и and
  6. применение электроизоляционного материала на основании определенной длины; application of an electrically insulating material on the basis of a certain length;
  7. размещение забойного устройства в скважине; placing the downhole apparatus in the wellbore;
  8. осуществление операции электромагнитной телеметрии посредством забойного устройства; implementation of the operation through the downhole electromagnetic telemetry device; и and
  9. использование электроизоляционного материала для уменьшения по меньшей мере одного из: Use of the electrically insulating material to reduce at least one of:
  10. цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства до обсадной трубы; chain short-circuit current from the triggering device to the casing; или or
  11. утечек тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины. current leakage from the well string into the casing along the wellbore or formation.
  12. 2. Способ по п. 1, дополнительно включающий применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. 2. A method according to Claim. 1 further comprising applying an electrically insulating material around at least one portion of the well string directly above or below the trigger current of the device or receiver.
  13. 3. Способ по п. 1, в котором применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает обертывание по меньшей мере одного участка скважинной колонны по меньшей мере одним листом электроизоляционного материала. 3. The method of claim. 1, wherein the application of the electrically insulating material around at least one portion of the well string includes wrapping at least one well string portion by at least one sheet of insulating material.
  14. 4. Способ по п. 1, в котором применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает расположение изоляционного рукава вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны, причем изоляционный рукав образован из электроизоляционного расширяющегося материала. 4. A method according to Claim. 1, wherein the application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes positioning an insulating sleeve around at least one portion of the well string, wherein the insulating sleeve is formed of electrically expandable material.
  15. 5. Способ по п. 1, в котором применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает применение по меньшей мере одного из: . 5. The method of claim 1, wherein the application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes the use of at least one of:
  16. электроизоляционного расширяющегося материала; expanding the electrically insulating material;
  17. электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding;
  18. электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или or
  19. электроизоляционного анодированного слоя. electrically insulating anodized layer.
  20. 6. Электромагнитная телеметрическая система для использования в скважине, содержащая: 6. Electromagnetic telemetry system for use in a wellbore, comprising:
  21. скважинную колонну, содержащую по меньшей мере один трубчатый элемент, прикрепленный к забойному устройству, забойное устройство содержит по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника; downhole string comprising at least one tubular member attached to the bottomhole device, the bottomhole device comprises at least one of initiating an electrical current devices or the receiver;
  22. средство для определения длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины; means for determining the length of the electrically conductive portion of the formation along the wellbore; и and
  23. электроизоляционный материал, расположенный вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны для уменьшения по меньшей мере одного из: electrically insulating material disposed around at least a portion of the well string to reduce at least one of:
  24. цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства до обсадной трубы; chain short-circuit current from the triggering device to the casing; или or
  25. утечек тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины, leak current from the well string into the casing along the wellbore or formation,
  26. причем длина электроизоляционного материала зависит от определенной длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины. wherein the insulating material depends on the length of the conductive portion of a certain length along the borehole formation.
  27. 7. Система по п. 6, в которой электроизоляционный материал расположен непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. 7. The system of claim. 6, wherein the electrically insulating material is disposed directly above or below the trigger current of the device or receiver.
  28. 8. Система по п. 6, в которой запускающее электрический ток устройство представлено выполнено в виде втулочного узла с зазором или тороида. 8. The system of claim. 6, wherein the triggering device is represented by an electrical current is designed as a sleeve assembly with clearance or a toroid.
  29. 9. Система по п. 6, в которой приемник выполнен в виде втулочного узла с зазором или тороида. 9. The system of claim. 6, wherein the receiver is formed as a sleeve assembly with clearance or a toroid.
  30. 10. Система по п. 6, в которой электроизоляционный материал выполнен в виде по меньшей мере одного листа электроизоляционного материала. 10. The system of claim. 6, wherein the electrically insulating material is in the form of at least one sheet of insulating material.
  31. 11. Система по п. 6, в которой электроизоляционный материал выполнен в виде изоляционного рукава. 11. The system of claim. 6, wherein the electrically insulating material is in the form of an insulating sleeve.
  32. 12. Система по п. 6, в которой электроизоляционный материал выполнен в виде по меньшей мере одного из: . 12. The system of claim 6, wherein the electrically insulating material is in the form of at least one of:
  33. электроизоляционного расширяющегося материала; expanding the electrically insulating material;
  34. электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding;
  35. электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или or
  36. электроизоляционного анодированного слоя. electrically insulating anodized layer.
  37. 13. Способ использования электромагнитной телеметрической системы в скважине, включающий: 13. A method of using an electromagnetic telemetry system in a wellbore, comprising:
  38. применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны, содержащей по меньшей мере одно из запускающего электрический ток устройства или приемника, application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string comprising at least one of the triggering device or receiver electric current,
  39. причем применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает: wherein the applying the electrical insulating material around at least one portion of the well string comprises:
  40. определение длины электропроводящего участка пласта вдоль скважины; determining conductive portion length along the borehole formation; и and
  41. применение электроизоляционного материала на основании определенной длины; application of an electrically insulating material on the basis of a certain length;
  42. размещение скважинной колонны в скважине; placing the well string in the borehole; и and
  43. использование электроизоляционного материала для уменьшения по меньшей мере одного из: Use of the electrically insulating material to reduce at least one of:
  44. цепей короткого замыкания от запускающего ток устройства до обсадной трубы; chain short-circuit current from the triggering device to the casing; или or
  45. утечек тока от скважинной колонны в обсадную трубу или пласт вдоль скважины. current leakage from the well string into the casing along the wellbore or formation.
  46. 14. Способ по п. 13, дополнительно включающий применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны непосредственно выше или ниже запускающего ток устройства или приемника. 14. The method of claim. 13, further comprising applying an electrically insulating material around at least one portion of the well string directly above or below the trigger current of the device or receiver.
  47. 15. Способ по п. 13, в котором применение электроизоляционного материала вокруг по меньшей мере одного участка скважинной колонны включает применение по меньшей мере одного из: . 15. The method of claim 13, wherein the application of an electrically insulating material around at least one portion of the well string includes the use of at least one of:
  48. электроизоляционного расширяющегося материала; expanding the electrically insulating material;
  49. электроизоляционного покрытия, изготовленного литьем под давлением; an electrically insulating coating made by injection molding;
  50. электроизоляционного покрытия, нанесенного напылением; an electrically insulating coating applied by spraying; или or
  51. электроизоляционного анодированного слоя. electrically insulating anodized layer.
RU2015122721A 2012-12-28 2012-12-28 Electromagnetic borehole telemetry system using electrically insulating material and related methods RU2612952C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2012/072080 WO2014105051A1 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Downhole electromagnetic telemetry system utilizing electrically insulating material and related methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015122721A true RU2015122721A (en) 2017-02-06
RU2612952C2 true RU2612952C2 (en) 2017-03-14

Family

ID=51021868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122721A RU2612952C2 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Electromagnetic borehole telemetry system using electrically insulating material and related methods

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150315906A1 (en)
EP (1) EP2914986A4 (en)
CN (1) CN104937442A (en)
CA (1) CA2890618A1 (en)
RU (1) RU2612952C2 (en)
WO (1) WO2014105051A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015058359A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 信远达石油服务有限公司 Drilling auxiliary system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU235681A1 *
WO1982002777A1 (en) * 1981-01-30 1982-08-19 Drill Inc Tele Toroidal coupled telemetry apparatus
GB2405422A (en) * 2003-08-27 2005-03-02 Prec Drilling Tech Serv Group Electromagnetic borehole telemetry system incorporating a conductive borehole tubular
RU2261992C2 (en) * 2003-06-02 2005-10-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС") Inductive borehole resistivity meter
US20060124291A1 (en) * 1999-05-24 2006-06-15 Chau Albert W Auto-extending/retracting electrically isolated conductors in a segmented drill string

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6868906B1 (en) * 1994-10-14 2005-03-22 Weatherford/Lamb, Inc. Closed-loop conveyance systems for well servicing
FR2785017B1 (en) * 1998-10-23 2000-12-22 Geoservices Method and system for transmitting information by electromagnetic wave
US7400262B2 (en) * 2003-06-13 2008-07-15 Baker Hughes Incorporated Apparatus and methods for self-powered communication and sensor network
US8284075B2 (en) * 2003-06-13 2012-10-09 Baker Hughes Incorporated Apparatus and methods for self-powered communication and sensor network
US7080699B2 (en) * 2004-01-29 2006-07-25 Schlumberger Technology Corporation Wellbore communication system
CN100513742C (en) * 2004-02-16 2009-07-15 中国石油集团钻井工程技术研究院 Electromagnetic telemetering method and system of measuring by bit
US8302687B2 (en) * 2004-06-18 2012-11-06 Schlumberger Technology Corporation Apparatus for measuring streaming potentials and determining earth formation characteristics
US7068183B2 (en) * 2004-06-30 2006-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Drill string incorporating an acoustic telemetry system employing one or more low frequency acoustic attenuators and an associated method of transmitting data
US7477162B2 (en) * 2005-10-11 2009-01-13 Schlumberger Technology Corporation Wireless electromagnetic telemetry system and method for bottomhole assembly
EP1953570B1 (en) * 2007-01-26 2011-06-15 Services Pétroliers Schlumberger A downhole telemetry system
US8172335B2 (en) * 2008-04-18 2012-05-08 Shell Oil Company Electrical current flow between tunnels for use in heating subsurface hydrocarbon containing formations
US9121260B2 (en) * 2008-09-22 2015-09-01 Schlumberger Technology Corporation Electrically non-conductive sleeve for use in wellbore instrumentation
US8502120B2 (en) * 2010-04-09 2013-08-06 Shell Oil Company Insulating blocks and methods for installation in insulated conductor heaters
US9715031B2 (en) * 2010-09-30 2017-07-25 Schlumberger Technology Corporation Data retrieval device for downhole to surface telemetry systems
US9284812B2 (en) * 2011-11-21 2016-03-15 Baker Hughes Incorporated System for increasing swelling efficiency

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU235681A1 *
SU255883A1 *
WO1982002777A1 (en) * 1981-01-30 1982-08-19 Drill Inc Tele Toroidal coupled telemetry apparatus
US20060124291A1 (en) * 1999-05-24 2006-06-15 Chau Albert W Auto-extending/retracting electrically isolated conductors in a segmented drill string
RU2261992C2 (en) * 2003-06-02 2005-10-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС") Inductive borehole resistivity meter
GB2405422A (en) * 2003-08-27 2005-03-02 Prec Drilling Tech Serv Group Electromagnetic borehole telemetry system incorporating a conductive borehole tubular

Also Published As

Publication number Publication date Type
WO2014105051A1 (en) 2014-07-03 application
EP2914986A4 (en) 2016-09-21 application
US20150315906A1 (en) 2015-11-05 application
CN104937442A (en) 2015-09-23 application
RU2015122721A (en) 2017-02-06 application
CA2890618A1 (en) 2014-07-03 application
EP2914986A1 (en) 2015-09-09 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6098727A (en) Electrically insulating gap subassembly for downhole electromagnetic transmission
US6863127B2 (en) System and method for making an opening in a subsurface tubular for reservoir monitoring
US4160970A (en) Electromagnetic wave telemetry system for transmitting downhole parameters to locations thereabove
US20070247328A1 (en) System and Method For Downhole Telemetry
US7114561B2 (en) Wireless communication using well casing
US6693553B1 (en) Reservoir management system and method
US4001774A (en) Method of transmitting signals from a drill bit to the surface
US20130341094A1 (en) Apparatus and method for kick detection using acoustic sensors
US6909667B2 (en) Dual channel downhole telemetry
US6426917B1 (en) Reservoir monitoring through modified casing joint
US20040105342A1 (en) Coiled tubing acoustic telemetry system and method
US6188223B1 (en) Electric field borehole telemetry
EP0964134A2 (en) Power and signal transmission using insulated conduit for permanent downhole installations
US20060151179A1 (en) Apparatus and method for transmitting a signal in a wellbore
US5512889A (en) Downhole instruments for well operations
US7168487B2 (en) Methods, apparatus, and systems for obtaining formation information utilizing sensors attached to a casing in a wellbore
US6978833B2 (en) Methods, apparatus, and systems for obtaining formation information utilizing sensors attached to a casing in a wellbore
US20050207279A1 (en) Apparatus and methods for self-powered communication and sensor network
US20060005965A1 (en) Sensor system
US7477160B2 (en) Wireless communications associated with a wellbore
US20120249338A1 (en) Wireless network discovery and path optimization algorithm and system
US20080007421A1 (en) Measurement-while-drilling (mwd) telemetry by wireless mems radio units
US6531871B1 (en) Extension assembly for an electromagnetic antenna and method of connection
US6727705B2 (en) Subsurface monitoring and borehole placement using a modified tubular equipped with tilted or transverse magnetic dipoles
US6817412B2 (en) Method and apparatus for the optimal predistortion of an electromagnetic signal in a downhole communication system