RU2713280C1

RU2713280C1 - Method for measuring the length of a pipe string during hoisting operations

Info

Publication number: RU2713280C1
Application number: RU2019130801A
Authority: RU
Inventors: Ильнур Ильсурович Валеев; Максим Александрович Мальковский; Ильнур Расольевич Гафиуллин
Original assignee: Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-02-04

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used for determination of pipe string length by optical methods. Method includes measurement of each pipe and addition of lengths of each of pipes by means of controller, recording length of each pipe. To measure the length of the pipe on the mast of the lifting mechanism, a laser length meter is fixed so that at the vertical position of the lifted pipe the beam of the long-length laser passes inside it along the whole length. Each pipe is equipped from below with a protective cap with material reflecting laser beam inside during measurement, at that, hoist block of pull-lifting mechanism is equipped with electromagnetic starter including length meter at vertical location of the measured pipe. Prior to each setting of hoisting mechanism, control measurements and calibration of controller are performed to obtain maximum accurate results. After measurement of pipe length protective cap is removed before its connection with column of already run-down pipes and / or lowering into well.

EFFECT: design of a method of measuring length of pipes at lifting-lifting operations, which simplifies use due to application for measurements of laser length meter and independent of external factors.

1 cl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения длины колонны труб оптическими методами.The invention relates to the oil and gas industry and can be used to determine the length of the pipe string by optical methods.

Способ измерения длины труб с открытыми концами (патент RU №2321827, МПК G01B 17/00, опубл. 10.04.2008 в Бюл. № 10), основанный на измерении интервала времени прохождения акустического импульса по воздушной полости внутри трубы до конца трубы и обратно, отличающийся тем, что интервал времени фиксируют между пиком с максимальной амплитудой в первом эхо-импульсе и пиком с максимальной амплитудой, противоположной полярности в следующем эхо-импульсе.A method for measuring the length of pipes with open ends (patent RU No. 2321827, IPC G01B 17/00, published on April 10, 2008 in Bull. No. 10), based on measuring the time interval of the passage of an acoustic pulse through the air cavity inside the pipe to the end of the pipe and back, characterized in that the time interval is fixed between a peak with a maximum amplitude in the first echo pulse and a peak with a maximum amplitude opposite to the polarity in the next echo pulse.

Недостатком данного способа является невозможность использования в полевых условиях, так как любые шумовые помехи резко влияют на точность измерения.The disadvantage of this method is the inability to use in the field, since any noise interference dramatically affects the accuracy of the measurement.

Известен также способ измерения длины колонны длинномерных тел (патент RU №2187638, МПК Е21В 47/04, опубл. 20.08.2002 в Бюл. № 23), соединяемых между собой и спускаемых в скважину канатной лебедкой, снабженной измерителем веса, включающий измерение длины колонны с учетом ее удлинения под собственным весом, причем в процессе измерения длины колонны осуществляют циклический подсчет числа оборотов фрикционно связанных с канатом лебедки мерных роликов, начиная с первого длинномерного тела, спускаемого в скважину без учета его веса, последующий счет циклов ведут при наличии нагрузки на канате лебедки, равной весу не менее чем двух длинномерных тел, соединяемых в колонну, а съем показаний осуществляют, по крайней мере, с двух мерных роликов, причем в каждом цикле засчитывают показания мерного ролика, завершившего оборот первым.There is also a method of measuring the length of a column of long bodies (patent RU No. 2187638, IPC ЕВВ 47/04, published on 08/20/2002 in Bull. No. 23), interconnected and lowered into the well by a cable winch equipped with a weight meter, including measuring the length of the column taking into account its elongation under its own weight, moreover, in the process of measuring the length of the column, a cyclic calculation of the number of revolutions of the measuring rollers frictionally connected to the winch rope is performed, starting from the first long body lowered into the well without taking into account its weight, the subsequent counting of cycles if there is a load on the winch rope equal to the weight of at least two lengthy bodies connected to the column, and the readings are taken from at least two measuring rollers, and in each cycle the readings of the measuring roller that completed the first turn are counted.

Недостатками данного способа являются сложность применения и низкая надежность из-за большого количества механических точно подгоняемых деталей и низкая точность измерения, так как не учитываются растяжение тросов под весом труб и возможность изменения веса, связанная с заклиниванием, зацепами в скважине, а также под влиянием внешних факторов (дождь, ветер и т.п.).The disadvantages of this method are the complexity of application and low reliability due to the large number of mechanical parts precisely adjusted and low measurement accuracy, since the tension of the cables under the weight of the pipes and the possibility of a change in weight associated with jamming, hooks in the well, and also under the influence of external factors (rain, wind, etc.).

Способ определения длины колонны труб при спускоподъемных операциях в скважине (патент RU №2211921, МПК Е21В 47/00, опубл. 10.09.2003 в Бюл. № 25), включающий определение длины колонны труб сложением длин каждой из труб, причем длину каждой трубы определяют измерением ее веса на крюке грузоподъемной установки и делением полученного веса на вес погонного метра этой трубы, при этом используют контроллер, в память которого заранее помещают значения веса погонного метра каждой трубы.A method for determining the length of the pipe string during hoisting operations in the well (patent RU No. 2211921, IPC ЕВВ 47/00, published on 09/10/2003 in Bull. No. 25), including determining the length of the pipe string by adding the lengths of each pipe, the length of each pipe being determined measuring its weight on the hook of the lifting device and dividing the resulting weight by the weight of a running meter of this pipe, using a controller, in memory of which the weight values of the running meter of each pipe are pre-installed.

Недостатками данного способа являются сложность применения из-за постоянного использования устьевого индикатора веса и низкая точность измерения, так как не учитываются возможность применения труб с разным весом погонного метра и возможность изменения веса, связанная с заклиниванием, зацепами в скважине, а также под влиянием внешних факторов (дождь, ветер и т.п.).The disadvantages of this method are the difficulty of application due to the constant use of the wellhead weight indicator and low measurement accuracy, since the possibility of using pipes with different linear meter weights and the possibility of weight changes associated with jamming, hooks in the well, and also under the influence of external factors are not taken into account (rain, wind, etc.).

Технической задачей предполагаемого изобретение является создание способа измерения длины труб при спускоподъёмных операциях, упрощающего использование за счет применения для измерений лазерного длинномера и не зависящего от внешних факторов.The technical task of the alleged invention is to provide a method for measuring the length of pipes during tripping operations, which simplifies the use due to the use of a laser length meter for measurements and is independent of external factors.

Техническая задача решается способом измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях, включающим измерение каждой трубы и сложение длин каждой из труб при помощи контроллера, регистрирующего длины каждой трубы.The technical problem is solved by measuring the length of the pipe string during tripping operations, including measuring each pipe and adding the lengths of each pipe using a controller that records the lengths of each pipe.

Новым является то, что для измерения длины трубы на мачте спускоподъёмного механизма закрепляют лазерный длинномер так, что при вертикальном расположении поднимаемой трубы луч лазера длинномера проходит внутри нее по всей длине, каждую трубу снизу оборудуют защитным колпачком с отражающим луч лазера материалом внутри при измерении, при этом талевый блок спускоподъёмного механизма снабжают электромагнитным пусковым устройством, включающим длинномер при вертикальном расположении измеряемой трубы, перед каждой установкой спускоподъемного механизма проводят контрольные измерения и калибровку контроллера для получения максимально точных результатов, после измерения длины трубы защитный колпачок снимают перед соединением ее с колонной уже спущенных труб и/или спуском в скважину.New is that for measuring the length of the pipe on the mast of the hoisting mechanism, a laser length meter is fixed so that when the vertical position of the pipe to be lifted is the laser beam of the length meter passes inside it along the entire length, each pipe from the bottom is equipped with a protective cap with material reflecting the laser beam inside when measuring, In this case, the hoisting block of the hoisting mechanism is equipped with an electromagnetic starting device, including a length meter with a vertical location of the measured pipe, before each hoisting installation Foot control mechanism is performed and the measurement controller calibration to obtain the most accurate results, after measuring the length of the tube cap is removed before its connection with the string of pipes already lowered and / or the descent into the wellbore.

Способ измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях включает в себя измерение длины каждой трубы. Для этого с условиях мастерской или завода к мачте спускоподъёмного механизма (например, мобильная подъемная скважинная установка, вышка или т.п.) закрепляют лазерный длинномер так, что при вертикальном расположении поднимаемой трубы луч лазера длинномера проходит внутри нее по всей длине. При этом талевый блок спускоподъёмного механизма снабжают электромагнитным пусковым устройством (магнитом, катушкой или т.п., проходящими через электромагнитный пускатель любой известной конструкции), включающим длинномер при вертикальном расположении измеряемой трубы. Проводят контрольные измерения и калибровку контроллера для получения максимально точных результатов. Для этого поднимают талевым блоком спускоподъёмного механизма в вертикальное положение эталонную трубу с нижним защитным колпачком, оснащенным отражающим луч лазера материалом внутри, проводят измерение лазерным дальномером длины, результаты которого передаются на контроллер (специальный пульт управления, ноутбук или компьютер со специальной программой или т.п.). Полученные результаты длины корректируют в соответствии с известной длиной эталонной трубы. Ошибки могут быть связаны с неточностью установки лазерного дальномера и пускового устройства на талевом блоке. Проводят контрольные измерения длины эталонной трубы, после совпадений получаемых результатов с эталонными значениями. Переходят к спуску труб, которые предварительно снизу оборудуют защитным колпачком с отражающим луч лазера материалом внутри. Последовательно проводят спуск труб с измерением в автоматическом режиме длины каждой лазерным длинномером, луч которой отражается от внутреннего материала защитного колпачка дает точные измерения длины (на практике - точность составила 0,02 мм) за доли секунд (на практике - 0,1 сек). Полученная информация сохраняется в контроллере и автоматически суммируется с предыдущими измеренными длинами труб. После измерения длины трубы защитный колпачок снимают перед соединением (скручиванием при помощи специального ключа или устьевого ротора) ее с колонной уже спущенных труб, с которыми суммируются длины, и/или спуском в скважину (первую трубу в колонне спускают без скручивания). Так как измерения производятся по осевому отверстию трубы, то влияние внешних фактором сводится практически к нулю. А автоматизация процесса упрощает работу обслуживающей смены, уменьшая влияние «человеческого фактора».A method of measuring the length of a pipe string during tripping involves measuring the length of each pipe. To do this, with the conditions of a workshop or plant, a laser length meter is fixed to the mast of the hoisting mechanism (for example, a mobile lifting well installation, tower or the like) so that, with the vertical position of the pipe to be lifted, the laser beam of the length meter passes inside it along its entire length. In this case, the tackle block of the hoisting mechanism is equipped with an electromagnetic starting device (magnet, coil or the like, passing through an electromagnetic starter of any known design), including a length meter with a vertical location of the measured pipe. Carry out control measurements and calibrate the controller to obtain the most accurate results. To do this, raise the reference tube with the lower protective cap, equipped with the material reflecting the laser beam inside, to the vertical position with the tackle block in the vertical position, measure the length with a laser range finder, the results of which are transmitted to the controller (special control panel, laptop or computer with a special program, etc. .). The obtained results of the length are adjusted in accordance with the known length of the reference pipe. Errors may be due to the inaccuracy of the installation of the laser rangefinder and the starting device on the tackle block. Carry out control measurements of the length of the reference pipe, after the coincidence of the obtained results with the reference values. They proceed to the descent of the pipes, which are previously equipped with a protective cap with the material reflecting the laser beam inside from below. The tubes are subsequently lowered with automatic measurement of the length of each laser length meter, the beam of which is reflected from the inner material of the protective cap and gives accurate length measurements (in practice, the accuracy was 0.02 mm) in fractions of a second (in practice, 0.1 sec). The received information is stored in the controller and is automatically summed with the previous measured pipe lengths. After measuring the length of the pipe, the protective cap is removed before connecting (twisting with a special wrench or wellhead rotor) to the column of pipes already deflated, with which the lengths are added, and / or lowering into the well (the first pipe in the column is lowered without twisting). Since measurements are made along the axial hole of the pipe, the influence of external factors is reduced to almost zero. And the automation of the process simplifies the work of the maintenance shift, reducing the influence of the “human factor”.

Предлагаемый способ измерения длины труб при спускоподъёмных операциях позволяет упростить использование за счет применения для измерений лазерного длинномера в автоматическом режиме и не зависит от внешних факторов.The proposed method for measuring the length of pipes during hoisting operations makes it easier to use due to the use of laser length meter for measurements in automatic mode and does not depend on external factors.

Claims

A method of measuring the length of a pipe string during hoisting operations, including measuring each pipe and adding the lengths of each pipe using a controller that records the lengths of each pipe, characterized in that for measuring the pipe length on the mast of the hoisting mechanism, a laser length meter is fixed so that when the vertical position of the lifting the laser beam of the length meter passes inside it along the entire length, each tube from the bottom is equipped with a protective cap with the material reflecting the laser beam inside when measuring, while The hoisting unit of the hoisting mechanism is equipped with an electromagnetic starting device, including a length gauge with a vertical location of the measured pipe, before each installation of the hoisting mechanism, control measurements and controller calibration are performed to obtain the most accurate results, after measuring the length of the pipe, the protective cap is removed before connecting it to the column of already deflated pipes and / or downhole.