RU2806763C1 - Зондовое устройство для измерения во время бурения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам измерения в процессе бурения. Техническим результатом является обеспечение получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения, что позволит оценить отложения и структурные характеристики ствола скважины в режиме реального времени во время бурения, оценить состояние ствола скважины и определить потенциальные риски бурения. Заявлено зондовое устройство для измерения во время бурения, содержащее: утяжеленную бурильную трубу, содержащую корпус утяжеленной бурильной трубы и вмещающее углубление, предусмотренное на наружной стенке корпуса утяжеленной бурильной трубы; уплотнительную муфту, выполненную во вмещающем углублении; зонд, предусмотренный во вмещающем углублении и проникающий в уплотнительную муфту; и первый упругий элемент, предусмотренный во вмещающем углублении и приспособленный для обеспечения возможности выдвижения зонда из вмещающего углубления и его упора в стенку скважины; и оболочку провода, содержащую диск основания и трубку для защиты провода, предусмотренную на диске основания. Причем указанный зонд представляет собой зонд для получения изображения по данным метода сопротивлений и содержит корпус зонда, на одном конце которого установлены одна или более электрических частей для измерения сопротивления, при этом другой конец указанного корпуса зонда снабжен прорезью для введения трубки для защиты провода. Трубка для защиты провода предназначена для обеспечения возможности прохождения через нее кабеля для передачи информации, измеренной указанными одной или более электрическими частями. Диск основания предусмотрен на дне вмещающего углубления, один конец трубки для защиты провода проходит к клемме зонда, обращенной ко дну вмещающего углубления, а другой конец трубки для защиты провода сообщается с каналом для провода, выполненным на дне вмещающего углубления. Причем указанная уплотнительная муфта содержит первую уплотнительную муфту, вторую уплотнительную муфту и третью уплотнительную муфту. При этом первая уплотнительная муфта выполнена на кольцевой ступени, предусмотренной во вмещающем углублении утяжеленной бурильной трубы, и надета снаружи второй уплотнительной муфты с образованием кольцевого пространства, внутри которого размещен поршень. Внутренняя стенка кольцевой ступени снабжена первой направляющей конструкцией вдоль направления протяженности зонда, а поршень снабжен первой соответствующей конструкцией, отвечающей указанной первой направляющей конструкции, а внутренняя стенка уплотнительной муфты снабжена второй направляющей конструкцией, проходящей вдоль направления протяженности зонда, и корпус зонда снабжен второй соответствующей конструкцией, отвечающей второй направляющей конструкции, в направлении по окружности одного конца второй уплотнительной муфты, обращенного ко дну вмещающего углубления, предусмотрен кольцевой ограничительный паз, в котором зажат соответствующий конец второго упругого элемента в виде пружины, сопряженный со второй уплотнительной муфтой. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящей заявки относятся, но без ограничения, к технической области каротажа во время бурения, в частности к зондовому устройству для измерения во время бурения, способу получения изображения электрическим методом во время бурения и системе получения изображения электрическим методом во время бурения.

Предпосылки изобретения

Получение изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения позволяет оценить отложения и структурные характеристики ствола скважины в режиме реального времени во время бурения, оценить состояние ствола скважины и определить потенциальные риски бурения.

Прибору для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения требуется измерить информацию о сопротивлении стенки скважины в условиях внутрискважинного вращательного бурения. В некоторых технологиях прибор для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения имеет проблемы, связанные с низкой точностью полученной информации о стенке скважины и низким качеством получения изображения.

Сущность изобретения

Ниже следует изложение сущности объектов изобретения, подробно описанных в данном документе. Настоящее изложение сущности не предназначено для ограничения объема правовой охраны формулы изобретения.

В одном варианте осуществления настоящей заявки предложено зондовое устройство для измерения во время бурения, которое может решить проблемы, связанные с низкой точностью полученной информации о бурении и низким качеством получения изображения, прибора для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения.

В одном варианте осуществления настоящей заявки предложено зондовое устройство для измерения во время бурения, содержащее: утяжеленную бурильную трубу, содержащую корпус утяжеленной бурильной трубы и вмещающее углубление, предусмотренное на наружной стенке корпуса утяжеленной бурильной трубы; уплотнительную муфту, выполненную во вмещающем углублении; зонд, предусмотренный во вмещающем углублении и предусмотренный в уплотнительной муфте; и первый упругий элемент, предусмотренный во вмещающем углублении и приспособленный для обеспечения возможности выдвижения зонда из вмещающего углубления и его упора в стенку скважины.

В одном варианте осуществления настоящей заявки дополнительно предложен способ получения изображения электрическим методом во время бурения с использованием зондового устройства для измерения во время бурения, включающий: обеспечение упора зонда в стенку скважины посредством первого упругого элемента.

В одном варианте осуществления настоящей заявки дополнительно предложена система получения изображения электрическим методом во время бурения, способная реализовывать способ получения изображения электрическим методом во время бурения.

В соответствии с зондовым устройством для измерения во время бурения, способом получения изображения электрическим методом во время бурения и системой получения изображения электрическим методом во время бурения, предложенными в вариантах осуществления настоящей заявки, обеспечивается упор зонда в стенку скважины первым упругим элементом, за счет чего обеспечивается точность информации о стенке скважины, полученной прибором для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения, и улучшается качество получения изображения стенки скважины.

Другие признаки и преимущества настоящей заявки будут изложены в нижеследующем описании и частично будут очевидны из описания, или могут быть изучены при практическом применении настоящей заявки. Цели и другие преимущества настоящей заявки могут быть достигнуты и получены с помощью структур, конкретно указанных в описании, формуле изобретения и графических материалах.

Другие аспекты станут очевидны после прочтения и понимания графических материалов и подробного описания.

Краткое описание графических материалов

Сопроводительные графические материалы используются для обеспечения дополнительного понимания технических решений настоящей заявки и составляют часть описания. Они используются совместно с вариантами осуществления настоящей заявки для разъяснения технических решений настоящей заявки и не являются ограничением в отношении технических решений настоящей заявки.

На фиг. 1 представлен вид спереди зондового устройства для измерения во время бурения согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 2 показан вид в разрезе положения А-А зондового устройства для измерения во время бурения, показанного на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен увеличенный вид положения, показанного на фиг. 2.

На фиг. 4 представлено структурное схематическое изображение оболочки провода согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 5 представлено структурное схематическое изображение зонда согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 6 представлено структурное схематическое изображение поршня согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 7 показан вид сверху в перспективе комбинации из первой уплотнительной муфты и второй уплотнительной муфты согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 8 показан вид снизу в перспективе комбинации из первой уплотнительной муфты и второй уплотнительной муфты согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

На фиг. 9 представлено структурное схематическое изображение третьей уплотнительной муфты согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

Описание ссылочных позиций:

10 - утяжеленная бурильная труба; 11 - корпус утяжеленной бурильной трубы; 12 - вмещающее углубление; 121 - первый паз; 122 - второй паз; 13 - центральный канал; 14 - канал для провода; 15 - первый уравновешивающий канал; 16 - второй уравновешивающий канал; 17 - канал для нагнетания давления; 18 - кольцевая ступень; 19 - уравновешивающая камера; 111 - второй позиционирующий паз; 20 - уплотнительная муфта; 21 - кольцевая камера; 22 - первое сквозное отверстие; 23 - второе сквозное отверстие; 24 - позиционирующая шпонка уплотнительной муфты; 20а - первая уплотнительная муфта; 20а1 - позиционирующая шпонка; 20а2 - пятый паз; 20b - вторая уплотнительная муфта; 20b1 - третий паз; 20b2 - четвертый паз; 20b3 - ограничительный паз; 20b4 - шестой паз; 20b5 - первый ползунок; 20с - третья уплотнительная муфта; 20с1 - первая ступень; 20с2 - девятый паз; 20с3 - десятый паз, 20с4 - второй ползунок, 20с5 - первый позиционирующий паз; 30 - зонд; 31 - корпус зонда; 32 - прорезь для введения; 33 - соединитель; 34 - второй выступающий зубец; 341 - прорезь для второго зубца; 35 - направляющий паз; 40 - первый упругий элемент; 50 - оболочка провода; 51 - диск основания; 52 - трубка для защиты провода; 60 - поршень; 61 - направляющая трубка поршня; 62 - головка поршня; 621 - седьмой паз; 622 - восьмой паз; 63 - первый выступающий зубец; 631 - прорезь для первого зубца; 64 - направляющая; 70 - второй упругий элемент.

Подробное описание

Варианты осуществления настоящей заявки будут подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы. Варианты осуществления в настоящей заявке и признаки в вариантах осуществления могут быть объединены друг с другом случайным образом, если не противоречат друг другу.

Прибору для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения требуется измерить информацию о сопротивлении стенки скважины в условиях внутрискважинного вращательного бурения. В некоторых технологиях зонд прибора для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения закреплен на утяжеленной бурильной трубе, и имеется зазор между зондом и стенкой скважины. Зазор между зондом и стенкой скважины может значительно снижать точность информации об измерении стенки скважины и снижать качество получения изображения стенки скважины, и зазор может постоянно изменяться в зависимости от эксцентриситета прибора в стволе скважины, что дополнительно увеличивает трудность получения точной информации об измерении, относящейся к стенке скважины.

В одном варианте осуществления настоящей заявки предложено зондовое устройство для измерения во время бурения, которое содержит: утяжеленную бурильную трубу, содержащую корпус утяжеленной бурильной трубы и вмещающее углубление, предусмотренное на наружной стенке корпуса утяжеленной бурильной трубы; уплотнительную муфту, выполненную во вмещающем углублении; зонд, предусмотренный во вмещающем углублении и предусмотренный в уплотнительной муфте; и первый упругий элемент, предусмотренный во вмещающем углублении и приспособленный для обеспечения возможности выдвижения зонда из вмещающего углубления и его упора в стенку скважины.

Технические решения из вариантов осуществления настоящей заявки проиллюстрированы ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы.

На фиг. 1 представлен вид спереди зондового устройства для измерения во время бурения согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. На фиг. 2 показан вид в разрезе положения А-А зондового устройства для измерения во время бурения, показанного на фиг. 1. На фиг. 3 представлен увеличенный вид положения, показанного на фиг. 2. Как показано на фиг. 1-3, зондовое устройство для измерения во время бурения содержит:

утяжеленную бурильную трубу 10, содержащую корпус 11 утяжеленной бурильной трубы и вмещающее углубление 12, предусмотренное на наружной стенке корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы, при этом корпус 11 утяжеленной бурильной трубы может быть цилиндрическим, корпус 11 утяжеленной бурильной трубы имеет центральный канал 13, проходящий через корпус утяжеленной бурильной трубы вдоль направления протяженности корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы, центральный канал 13 может позволять протекание через него бурового раствора, и вмещающее углубление 12 может представлять собой раззенкованную часть, выполненную вдоль радиального направления корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы;

уплотнительную муфту 20, предусмотренную во вмещающем углублении 12, при этом наружная стенка уплотнительной муфты 20 может быть герметично соединена со внутренней стенкой вмещающего углубления 12, и уплотнительная муфта 20 может быть предусмотрена соосно в раззенкованной части;

зонд 30, предусмотренный во вмещающем углублении 12 и предусмотренный в уплотнительной муфте 20, при этом зонд 30 может быть предусмотрен соосно в уплотнительной муфте 20; и

первый упругий элемент 40, предусмотренный во вмещающем углублении 12 и приспособленный для обеспечения возможности выдвижения зонда 30 из вмещающего углубления 12 и его упора в стенку скважины.

Согласно варианту осуществления настоящей заявки первый упругий элемент позволяет зонду упираться в стенку скважины, поэтому зазор между зондом и стенкой скважины может быть уменьшен и изменение эксцентриситета прибора для получения изображения высокого разрешения во время бурения в стволе скважины может быть компенсировано, повышая тем самым точность полученной информации о стенке скважины и улучшая качество получения изображения стенки скважины.

В одном примере варианта осуществления один конец первого упругого элемента 40 может упираться в дно вмещающего углубления 12, а другой конец первого упругого элемента может упираться в один конец зонда 30, обращенный ко дну вмещающего углубления 12. Первый упругий элемент 40 может упираться в дно непосредственно или опосредованно.

На фиг. 4 представлено структурное схематическое изображение оболочки 50 провода согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 3 и 4, устройство для измерения во время бурения может дополнительно содержать оболочку 50 провода, при этом оболочка 50 провода может содержать диск 51 основания и трубку 52 для защиты провода, предусмотренную на диске основания. Оболочка 50 провода может быть предусмотрена на дне вмещающего углубления 12, и диск 51 основания расположен на дне вмещающего углубления 12 в этом случае. Один конец трубки 52 для защиты провода может проходить к клемме зонда 30, обращенной ко дну вмещающего углубления 12, а другой конец трубки для защиты провода может сообщаться с каналом 14 для провода, предусмотренным на дне вмещающего углубления 12. Трубка 52 для защиты провода может быть использована для обеспечения возможности прохождения кабеля для передачи информации, измеренной электрической частью. Как показано на фиг. 3 и 5, зонд 30 может содержать корпус 31 зонда. На одном конце корпуса 31 зонда могут быть установлены одна или несколько электрических частей, и одна или несколько электрических частей изолированы друг от друга, и одна или несколько электрических частей изолированы от корпуса 31 зонда. Когда зонд 30 выходит из вмещающего углубления 12 и упирается в стенку скважины, установленная (установленные) электрическая (электрические) часть (части) может (могут) измерять и собирать информацию о стенке скважины. Электрическая (электрические) часть (части) может (могут) быть установлена (установлены) на поверхности верхнего конца корпуса 31 зонда путем встраивания или подобным образом. То есть электрическая часть может быть устройством с очень малым размером, например круглым устройством с диаметром в несколько миллиметров. Электрическая часть может представлять собой зонд для получения изображения по данным метода сопротивлений, или другое оборудование для измерения сопротивления, или компонент, который может быть использован для измерения информации о сопротивлении стенки скважины. Варианты осуществления настоящей заявки не ограничивают выбор электрических частей, количество устанавливаемых электрических частей и способ установки электрических частей и т.д. Другой конец корпуса 31 зонда может быть снабжен прорезью 32 для введения. Трубка 52 для защиты провода может быть введена в прорезь 32 для введения. Первый упругий элемент 40 может быть выполнен в виде пружины и может быть предусмотрен в прорези 32 для введения и надет снаружи трубки 52 для защиты провода или может быть предусмотрен в трубке 52 для защиты провода. Первый упругий элемент 40 может упираться между дном прорези 32 для введения и диском 51 основания. В одном варианте осуществления дно вмещающего углубления 12 может быть снабжено пазом для установки для размещения диска 51 основания, и паз для установки может сообщаться с каналом 14 для провода, предусмотренным в наружной стенке утяжеленной бурильной трубы 10. Соединитель 33 может быть предусмотрен на дне прорези 32 для введения. Соединитель 33 может быть вставлен в трубку 52 для защиты провода. Соединитель 33 может быть предусмотрен в стержнеподобной конструкции, которая образует клемму зонда 30, и выполнен с возможностью соединения с кабелем, который выводит информацию, измеренную электрической частью. Контрольные устройства зонда включают электрические части, но не ограничиваются ими, также подходят другие контрольные устройства, такие как другие типы зондов для получения изображений или другие приборы для измерения и получения изображений и т.д., которые не ограничиваются вариантами осуществления настоящей заявки.

В варианте осуществления настоящей заявки предложено зондовое устройство для измерения во время бурения, позволяющее зонду упираться в стенку скважины посредством первого упругого элемента, уменьшая тем самым зазор между зондом и стенкой скважины, обеспечивая точность полученной информации о стенке скважины и улучшая качество получения изображения стенки скважины. Дополнительно первый упругий элемент может расширяться и сжиматься с зазором между стенкой скважины и зондом, в результате чего может компенсироваться изменение эксцентриситета прибора в стволе скважины и обеспечивается то, что полученная информация об измерении стенки скважины является более точной.

Если зонд 30 будет сохранять выдвинутое состояние все время, это может привести к износу зонда 30 во время подъема из скважины или опускания в нее, что повлияет на срок службы прибора для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения. Если утяжеленная бурильная труба застрянет в скважине, ствол скважины будет поцарапан.

В одном примере зондовое устройство для измерения во время бурения может дополнительно содержать возвратную конструкцию для возвращения зонда 30, при этом возвратная конструкция может содержать поршень 60 и второй упругий элемент 70. Поршень 60 может содержать толкательную часть и приводную часть. Второй упругий элемент 70 может упираться между уплотнительной муфтой 20 и толкательной частью. Приводная часть может быть соединена с толкательной частью и может заставлять толкательную часть сжимать второй упругий элемент 70 при приведении в действие. Второй упругий элемент 70 может быть выполнен с возможностью удерживать зонд 30 во вмещающем углублении 12, когда он находится в нерабочем состоянии.

В одном примере варианта осуществления поверхность верхнего конца приводной части вместе с уплотнительной муфтой 20 могут образовывать первую полость, а поверхность нижнего конца приводной части вместе с уплотнительной муфтой 20 могут образовывать вторую полость. Первая полость может сообщаться с первым уравновешивающим каналом 15 в корпусе 11 утяжеленной бурильной трубы, а вторая полость может сообщаться с каналом 17 для нагнетания давления в корпусе 11 утяжеленной бурильной трубы. Канал 17 для нагнетания давления может быть выполнен с возможностью нагнетания давления во вторую полость для обеспечения возможности приведения в действие толкательной части приводной частью для сжатия второго упругого элемента 70.

В одном примере варианта осуществления уравновешивающая камера может быть образована между уплотнительной муфтой 20 и дном вмещающего углубления 12, корпус 11 утяжеленной бурильной трубы может быть снабжен вторым уравновешивающим каналом 16, сообщающимся с уравновешивающей камерой, и давление во втором уравновешивающем канале 16 может быть таким же, как давление в первом уравновешивающем канале 15.

Техническое решение примера варианта осуществления настоящей заявки будет пояснено посредством графических материалов.

Как показано на фиг. 2 и 3, утяжеленная бурильная труба 10 может дополнительно содержать первый уравновешивающий канал 15, второй уравновешивающий канал 16 и канал 17 для нагнетания давления, которые предусмотрены в корпусе 11 утяжеленной бурильной трубы и сообщаются с вмещающим углублением 12, и кольцевую ступень 18, предусмотренную во вмещающем углублении 12. Масло может нагнетаться в первый уравновешивающий канал 15 и второй уравновешивающий канал 16, и давление масла в первом уравновешивающем канале 15 и втором уравновешивающем канале 16 может быть таким же, как давление бурового раствора, подаваемого через затрубное пространство. Давление бурового раствора, подаваемого через затрубное пространство, представляет собой давление на наружной поверхности утяжеленной бурильной трубы 10. Масло под высоким давлением может нагнетаться в канал 17 для нагнетания давления, и давление масла в канале 17 для нагнетания давления может быть таким же, как давление бурового раствора в буровой трубе. Первый уравновешивающий канал 15, канал 17 для нагнетания давления и второй уравновешивающий канал 16 могут быть предусмотрены последовательно вдоль радиального направления корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы и проходить вдоль осевого направления корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы. Второй уравновешивающий канал 16 может быть ближе к центральному каналу 13, и давление в первом уравновешивающем канале 15 и втором уравновешивающем канале 16 может быть одинаковым.

Как показано на фиг. 3, уплотнительная муфта 20 может быть предусмотрена на кольцевой ступени 18, и уравновешивающая камера 19, сообщающаяся со вторым уравновешивающим каналом 16, может быть образована между кольцевой ступенью 18 и уплотнительной муфтой 20. Уплотнительная муфта 20 может быть снабжена кольцевой камерой 21 с отверстием на одном конце. Отверстие может быть расположено на одном конце уплотнительной муфты 20, обращенном ко дну вмещающего углубления 12. Наружная стенка уплотнительной муфты 20 может быть снабжена вторым сквозным отверстием 23 и первым сквозным отверстием 22, сообщающимися с кольцевой камерой 21. Первое сквозное отверстие 22 может сообщаться с первым уравновешивающим каналом 15, а второе сквозное отверстие 23 может сообщаться с каналом 17 для нагнетания давления. Уравновешивающая камера 19 и первая полость могут обеспечивать стабильную рабочую среду для поршня 60, что обеспечивает плавное движение вверх поршня 60, исключает влияние нестабильного давления в скважине и улучшает чувствительность к движению поршня 60.

На фиг. 5 представлено структурное схематическое изображение зонда 30 согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. На фиг. 6 представлено схематическое изображение конструкции поршня согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 3, 5 и 6, возвратная конструкция может содержать поршень 60 и второй упругий элемент 70. Поршень 60 может содержать кольцевую конструкцию и может быть предусмотрен снаружи зонда 30, и поршень 60 может содержать толкательную часть и приводную часть. Толкательная часть может содержать направляющую муфту 61 и первые выступающие зубцы 63, предусмотренные на одном конце направляющей муфты 61 и проходящие внутрь направляющей муфты 61. Первые выступающие зубцы 63 могут быть предусмотрены на одном конце направляющей муфты 61 вблизи дна вмещающего углубления 12. Приводная часть может содержать головку 62 поршня, предусмотренную на другом конце направляющей муфты 61. Первые выступающие зубцы 63 могут содержать несколько первых зубчатых частей. На фиг. 5 показано, что первые выступающие зубцы 63 содержат три первые зубчатые части, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются, и количество первых зубчатых частей не ограничено. Конец зонда 30 вблизи дна вмещающего углубления 12, то есть конец корпуса 31 зонда, обращенный ко дну вмещающего углубления 12, может быть снабжен вторыми выступающими зубцами 34, проходящими в направлении от корпуса 31 зонда, и вторые выступающие зубцы 34 могут содержать несколько вторых зубчатых частей. На фиг. 6 показано, что вторые выступающие зубцы 34 содержат три вторые зубчатые части, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются, и количество вторых зубчатых частей не ограничено. Первые выступающие зубцы 63 и вторые выступающие зубцы 34 могут образовывать решетчатую структуру в одной и той же плоскости. Один конец второго упругого элемента 70 может упираться в плоскость, образованную первыми выступающими зубцами 63 и вторыми выступающими зубцами 34, и другой конец второго упругого элемента 70 может упираться в уплотнительную муфту 20. Второй упругий элемент 70 ограничивает положение зонда 30, так что зонд 30 удерживается во втянутом состоянии и не может выходить из вмещающего углубления 12. Поршень 62 может быть предусмотрен соосно в кольцевой камере 21 и может делить кольцевую камеру 21 на первую полость и вторую полость. Первая полость может сообщаться с первым сквозным отверстием 22, то есть первая полость может сообщаться с первым уравновешивающим каналом 15. Вторая полость может сообщаться со вторым сквозным отверстием 23, то есть вторая полость может сообщаться с первым каналом 17 для нагнетания давления. В примере варианта осуществления, показанном на фиг. 6, прорезь 631 для первого зубца может быть предусмотрена на поверхности конца первого выступающего зубца 63, соответствующего второму упругому элементу 70. Как показано на фиг. 5, прорезь 341 для второго зубца может быть предусмотрена на поверхности конца второго выступающего зубца 34, соответствующего второму упругому элементу 70. Конец второго упругого элемента 70, который соответствует первым выступающим зубцам 63 и вторым выступающим зубцам 34, может быть зажат в прорезях для первого зубца и прорезях для второго зубца.

Далее приведен иллюстративный пример принципа работы зонда для измерения во время бурения.

В процессе подъема из скважины или опускания в нее, поскольку тяга, оказываемая первым упругим элементом 40 на зонд 30, меньше тяги, оказываемой вторым упругим элементом 70 на вторые выступающие зубцы 34, зонд 30 находится во втянутом положении, как показано на фиг. 3. Когда утяжеленная бурильная труба 10 достигает положения каротажа, давление бурового раствора в буровой трубе передается на накапливающий счетчик через уравновешивающий поршень. Накапливающий счетчик сообщается с каналом 17 для нагнетания давления, и клапаном управляют для нагнетания масла под высоким давлением в накапливающем счетчике во вторую полость через канал 17 для нагнетания давления. Поскольку давление в первой полости и уравновешивающей камере 19 одинаково и ниже, чем давление во второй полости, поршень 60 может двигаться вверх, и второй упругий элемент 70 постепенно сжимается под действием первых выступающих зубцов 63. В это время зонд 30 отталкивается от поверхности корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы первым упругим элементом 40 и упирается в стенку скважины. После сброса давления в канале 17 для нагнетания давления зонд 30 втягивается во вмещающее углубление 12 под действием второго упругого элемента 70.

В варианте осуществления настоящей заявки давление бурового раствора буровой трубы используется как источник энергии, и под совместным действием первого упругого элемента 40, второго упругого элемента 70 и поршня 60 давление может нагнетаться посредством управления каналом 17 для нагнетания давления при каротажных работах во время бурения, так что зонд 30 упирается в стенку скважины, обеспечивая тем самым точность информации об измерении при каротаже. Во время опускания в скважину или подъема из нее зонд 30 может быть втянут в утяжеленную бурильную трубу 10, что не только способствует снижению износа зонда 30, но и может предотвращать застревание утяжеленной бурильной трубы 10 в скважине.

В одном примере варианта осуществления зондовое устройство для измерения во время бурения может применяться в приборе для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения. Когда прибор для получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения или система каротажа во время бурения выходит из строя, давление в канале 17 для нагнетания давления автоматически сбрасывается, и зонд 30 автоматически втягивается во вмещающее углубление 12 под толкательным действием второго упругого элемента 70.

В примере варианта осуществления внутренняя стенка кольцевой ступени 18 может быть снабжена первой направляющей конструкцией вдоль направления протяженности зонда 30, и на поршне 60 может быть предусмотрена первая соответствующая конструкция, которая соответствует первой направляющей конструкции. Первая направляющая конструкция может быть пазом для направляющей (не показан на фигурах), который выполнен на внутренней стенке кольцевой ступени 18 вдоль направления протяженности зонда 30 и сообщается с поверхностью ступени. Как показано на фиг. 6, первая соответствующая конструкция может быть направляющей 64, предусмотренной на наружной стенке направляющей трубки 61 поршня. Соответствие между пазом для направляющей и направляющей 64 может предотвращать вращение поршня 60.

В примере варианта осуществления, показанном на фиг. 3, уплотнительная муфта 20 может содержать первую уплотнительную муфту 20а, вторую уплотнительную муфту 20b и третье уплотнительное кольцо 20с. В одном примере первая уплотнительная муфта 20а, вторая уплотнительная муфта 20b и третья уплотнительная муфта 20с могут быть предусмотрены соосно. Первая уплотнительная муфта 20а может быть предусмотрена на кольцевой ступени 18 и надета снаружи второй уплотнительной муфты 20b. Между первой уплотнительной муфтой 20а и второй уплотнительной муфтой 20b может быть образовано кольцевое пространство. Третья уплотнительная муфта 20с может быть зафиксирована на одном конце кольцевого пространства на удалении от дна вмещающего углубления 12 с образованием кольцевой камеры 21. В кольцевой камере 21 может быть предусмотрена приводная часть, и между поверхностью верхнего конца приводной части и третьей уплотнительной муфтой 20с может быть образована первая полость.

На фиг. 7 показан вид сверху в перспективе комбинации из первой уплотнительной муфты и второй уплотнительной муфты согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. На фиг. 8 показан вид снизу в перспективе комбинации из первой уплотнительной муфты и второй уплотнительной муфты согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

Как показано на фиг. 3, 7 и 8, наружная стенка первой уплотнительной муфты 20а может быть снабжена первым сквозным отверстием 22 и вторым сквозным отверстием 23. Первое сквозное отверстие 22 может быть предусмотрено на конце первой уплотнительной муфты 20а на удалении от дна вмещающего углубления и может сообщаться с поверхностью конца первой уплотнительной муфты 20а. Может быть предусмотрено несколько вторых сквозных отверстий 23, и они могут быть предусмотрены вдоль направления по окружности первой уплотнительной муфты 20а. Первый паз 121 и второй паз 122 могут быть предусмотрены в направлении по окружности боковой стенки вмещающего углубления 12, и первый паз 121 и второй паз 122 могут быть расположены на двух сторонах канала 17 для нагнетания давления. Первое уплотнительное кольцо может быть предусмотрено в первом пазе 121, и второе уплотнительное кольцо может быть предусмотрено во втором пазе 122. Давление в канале 17 для нагнетания давления может нагнетаться в несколько вторых сквозных отверстий 23 через пространство, образованное между первым уплотнительным кольцом и вторым уплотнительным кольцом. Расположение нескольких вторых сквозных отверстий 23 выгодно для обеспечения уравновешивания головки 62 поршня. В одном варианте осуществления конец первой уплотнительной муфты 20а вблизи кольцевой ступени 18 может быть снабжен позиционирующей шпонкой 20а1, и поверхность ступени кольцевой ступени 18 может быть снабжена пазом, соответствующим позиционирующей шпонке 20a1. Соответствие между позиционирующей шпонкой 20а1 и пазом может предотвращать вращение первой уплотнительной муфты 20а, обеспечивая тем самым позиционное соответствие между первым сквозным отверстием 22 и первым уравновешивающим каналом 15. Внутренняя стенка второй уплотнительной муфты 20b может быть снабжена первым ползунком 20b5. Корпус 31 зонда может быть снабжен направляющим пазом 35, соответствующим первому ползунку 20b5. Первый ползунок 20b5 и направляющий паз 35 могут взаимодействовать для предотвращения вращения зонда, что может предотвращать перекрывание первых выступающих зубцов 63 и вторых выступающих зубцов 34, влияющее на втягивание зонда 30.

Как показано на фиг. 3, 7 и 8, зонд 30 может быть предусмотрен во второй уплотнительной муфте 20b. После того, как корпус 31 зонда установлен во второй уплотнительной муфте 20b, к корпусу 31 зонда могут быть приварены вторые выступающие зубцы 34. Для предотвращения попадания бурового раствора, подаваемого через затрубное пространство, в уравновешивающую камеру 19 в направлении по окружности внутренней стенки второй уплотнительной муфты 20b могут быть предусмотрены третий паз 20b1 и четвертый паз 20b2, и положение третьего паза 20b1 относительно положения четвертого паза 20b2 может быть дополнительно удалено от дна вмещающего углубления 12. Скребковое кольцо для бурового раствора может быть предусмотрено в третьем пазе 20b1, и третье уплотнительное кольцо может быть предусмотрено в четвертом пазе 20b2. В одном варианте осуществления кольцевой ограничительный паз 20b3 может быть предусмотрен в направлении по окружности на одном конце второй уплотнительной муфты 20b, обращенном ко дну вмещающего углубления 12, и соответствующий конец второго упругого элемента 70, соответствующего второй уплотнительной муфте 20b, может быть зажат в ограничительном пазе 20b3. Второй упругий элемент 70 может быть пружиной, и один конец второго упругого элемента 70, удаленный от первых выступающих зубцов 63, может быть зажат в ограничительном пазе 20b3.

Как показано на фиг. 3, конец первой уплотнительной муфты 20а, обращенный ко дну вмещающего углубления 12, может проходить к кольцевой камере 21 с образованием первой удлиненной части, конец второй уплотнительной муфты 20b, обращенный ко дну вмещающего углубления 12, может проходить к кольцевой камере 21 с образованием второй удлиненной части, и пятый паз 20а2 может быть образован на поверхности конца первой удлиненной части, обращенной ко второй удлиненной части. Пятый паз 20а2 в данном случае может быть снабжен четвертым уплотнительным кольцом для уплотнения зазора между первой удлиненной частью и направляющей трубкой 61 поршня. Поверхность конца второй удлиненной части, обращенная к первой удлиненной части, может быть снабжена шестым пазом 20b4. Шестой паз 20b4 в данном случае может быть снабжен пятым уплотнительным кольцом для уплотнения зазора между второй удлиненной частью и направляющей трубкой 61 поршня. Наружная стенка головки 62 поршня может быть снабжена седьмым пазом 621, и внутренняя стенка головки 62 поршня может быть снабжена восьмым пазом 622. В данном случае седьмой паз 621 может быть снабжен шестым уплотнительным кольцом, которое может использоваться для уплотнения зазора между наружной стенкой головки 62 поршня и первой уплотнительной муфтой 20а. В данном случае восьмой паз 622 может быть снабжен седьмым уплотнительным кольцом, которое может использоваться для уплотнения зазора между внутренней стенкой головки 62 поршня и второй уплотнительной муфтой 20b.

На фиг. 9 представлено структурное схематическое изображение третьей уплотнительной муфты 20с согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 3 и 9, внутренний край одного конца третьей уплотнительной муфты 20с, обращенный ко второй уплотнительной муфте 20b, может быть снабжен первой ступенью 20с1, поверхность конца второй уплотнительной муфты 20b может упираться в поверхность ступени первой ступени 20с1, и поверхность конца первой уплотнительной муфты 20а может упираться в поверхность конца третьей уплотнительной муфты 20с вблизи первой уплотнительной муфты 20а. Внутренняя стенка третьей уплотнительной муфты 20с может быть снабжена девятым пазом 20с2, и наружная стенка третьей уплотнительной муфты 20с может быть снабжена десятым пазом 20с3. В данном случае девятый паз 20с2 может быть снабжен восьмым уплотнительным кольцом, которое может использоваться для уплотнения зазора между второй уплотнительной муфтой 20b и третьей уплотнительной муфтой 20с. В данном случае десятый паз 20с3 может быть снабжен девятым уплотнительным кольцом, которое может использоваться для уплотнения зазора между третьей уплотнительной муфтой 20с и боковой стенкой вмещающего углубления 12. Внутренняя стенка третьей уплотнительной муфты 20с может быть снабжена вторым ползунком 20с4, проходящим вдоль направления протяженности зонда, и второй ползунок 20с4 может соответствовать направляющему пазу 35 для предотвращения вращения зонда, что может предотвращать перекрывание первых выступающих зубцов 63 и вторых выступающих зубцов 34, влияющее на втягивание зонда 30. Наружный край поверхности конца третьей уплотнительной муфты 20с, удаленный от дна вмещающего углубления 12, может быть снабжен первым позиционирующим пазом 20с5, а второй позиционирующий паз 111 может быть предусмотрен в положении на наружной стенке корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы смежно с первым позиционирующим пазом 20с5. Позиционирующая шпонка 24 уплотнительной муфты может быть зажата в первом позиционирующем пазе 20с5 и втором позиционирующем пазе 111. Третья уплотнительная муфта 20с может быть закреплена на корпусе 11 утяжеленной бурильной трубы посредством позиционирующей шпонки 24 уплотнительной муфты. Позиционирующая шпонка 24 уплотнительной муфты может быть приварена к корпусу 11 утяжеленной бурильной трубы или прикреплена к корпусу 11 утяжеленной бурильной трубы посредством болта. Тип соединения позиционирующей шпонки 24 уплотнительной муфты и корпуса 11 утяжеленной бурильной трубы в данном случае не ограничен.

Вторая уплотнительная муфта 20b может упираться в третью уплотнительную муфту 20с посредством толкающего усилия от второго упругого элемента 70, или вторая уплотнительная муфта 20b может быть приварена к третьей уплотнительной муфте 20с после первой уплотнительной муфты 20а, устанавливают вторую уплотнительную муфту 20b и третью уплотнительную муфту 20с. Первый паз 121, второй паз 122, третий паз 20b1, четвертый паз 20b2, пятый паз 20а2, шестой паз 20b4, седьмой паз 621, восьмой паз 622, девятый паз 20с2 и десятый паз 20с3 могут быть предусмотрены как один или несколько, которые могут быть выполнены в соответствии с существующими требованиями к уплотнению, и количество и положения уплотнительных колец могут соответствовать количеству и положениям пазов. Первый ползунок 20b5 и второй ползунок 20с4 могут вместе называться ползунком, который определен как направляющая конструкция. Ползунок может быть предусмотрен на второй уплотнительной муфте 20b или третьей уплотнительной муфте 20с. Направляющий паз 35 может быть определен как вторая соответствующая конструкция, которая может соответствовать второй направляющей конструкции, то есть внутренняя стенка уплотнительной муфты может быть снабжена второй направляющей конструкцией, проходящей вдоль направления протяженности зонда 30, и корпус 31 зонда может быть снабжен второй соответствующей конструкцией, соответствующей второй направляющей конструкции.

Зонд для измерения во время бурения, предусмотренный вариантами осуществления настоящей заявки, имеет комбинированную конструкцию, которая удобна для замены и обслуживания.

В одном примере варианта осуществления в варианте осуществления настоящей заявки дополнительно предлагается способ получения изображения электрическим методом во время бурения с использованием зондового устройства для измерения во время бурения согласно вышеуказанным вариантам осуществления, включающий: обеспечение упора зонда 30 в стенку скважины посредством первого упругого элемента 40.

Зондовое устройство для измерения во время бурения может содержать возвратную конструкцию, и способ получения изображения электрическим методом во время бурения может дополнительно включать: втягивание зонда 30 во вмещающее углубление 12 посредством возвратной конструкции в процессе подъема из скважины или опускания в нее; и автоматическое втягивание зонда 30 во вмещающее углубление 12 посредством возвратной конструкции, когда наступает заданное условие в системе получения изображения электрическим методом во время бурения.

В варианте осуществления настоящей заявки предложен способ получения изображения электрическим методом во время бурения. Первый упругий элемент 40 позволяет зонду 30 упираться в стенку скважины, уменьшая тем самым зазор между зондом 30 и стенкой скважины, обеспечивая точность полученной информации о стенке скважины и улучшая качество получения изображения стенки скважины. Дополнительно первый упругий элемент 40 может расширяться и сжиматься с зазором между стенкой скважины и зондом 30, в результате чего может компенсироваться изменение эксцентриситета прибора для получения изображения высокого разрешения во время бурения в стволе скважины и обеспечивается точность полученной информации об измерении стенки скважины.

В одном примере варианта осуществления настоящей заявки дополнительно предложена система получения изображения электрическим методом во время бурения, при этом система получения изображения электрическим методом во время бурения выполнена с возможностью реализации способа получения изображения электрическим методом во время бурения. Система получения изображения электрическим методом во время бурения может быть выполнена в виде системы получения изображения высокого разрешения электрическим методом во время бурения.

В описании настоящей заявки взаимосвязи ориентаций или положений, указанные такими терминами, как «верхний», «нижний», «одна сторона», «другая сторона», «один конец», «другой конец», «сторона», «напротив», «четыре угла», «периферийный» и т.п., основаны на взаимосвязях ориентаций или положений, представленных в графических материалах, которые приведены только для удобства описания настоящей заявки и упрощения описания, а не указания или предположения того, что упомянутая конструкция имеет конкретную ориентацию или выполнена и эксплуатируется в конкретной ориентации. Поэтому их нельзя понимать как ограничения настоящей заявки.

В описании вариантов осуществления настоящей заявки, если не указано и не ограничено иное, термины «соединение», «прямое соединение», «косвенное соединение», «неподвижное соединение», «монтаж» и «сборка» следует понимать в широком смысле, например, они могут представлять собой неподвижное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; и термины «монтаж», «соединение» и «неподвижное соединение» могут относиться к прямому соединению или косвенному соединению посредством промежуточной, или внутренней, связи между двумя элементами. Для специалистов в данной области техники конкретные значения приведенных выше терминов в настоящей заявке могут быть поняты в соответствии с конкретными ситуациями.

Несмотря на то, что выше описаны варианты осуществления, раскрытые в настоящей заявке, описанное содержание представляет собой лишь варианты осуществления, принятые для облегчения понимания настоящей заявки, и они не предназначены для ограничения настоящей заявки. Без отступления от сущности и объема настоящей заявки любой специалист в данной области техники, к которой относится настоящая заявка, может вносить любую модификацию и изменение в форму и подробности реализации, но объем правовой охраны патента по настоящей заявке по-прежнему должен подпадать под объем, определяемый прилагаемой формулой изобретения.

Claims (18)

1. Зондовое устройство для измерения во время бурения, содержащее:

утяжеленную бурильную трубу, содержащую корпус утяжеленной бурильной трубы и вмещающее углубление, предусмотренное на наружной стенке корпуса утяжеленной бурильной трубы;

уплотнительную муфту, выполненную во вмещающем углублении;

зонд, предусмотренный во вмещающем углублении и предусмотренный в уплотнительной муфте;

первый упругий элемент, предусмотренный во вмещающем углублении и приспособленный для обеспечения возможности выдвижения зонда из вмещающего углубления и его упора в стенку скважины; и

оболочку провода, содержащую диск основания и трубку для защиты провода, предусмотренную на диске основания,

причем указанный зонд представляет собой зонд для получения изображения по данным метода сопротивлений и содержит корпус зонда, на одном конце которого установлены одна или более электрических частей для измерения сопротивления, при этом другой конец указанного корпуса зонда снабжен прорезью для введения трубки для защиты провода,

причем указанная трубка для защиты провода предназначена для обеспечения возможности прохождения через нее кабеля для передачи информации, измеренной указанными одной или более электрическими частями,

при этом диск основания предусмотрен на дне вмещающего углубления, один конец трубки для защиты провода проходит к клемме зонда, обращенной ко дну вмещающего углубления, а другой конец трубки для защиты провода сообщается с каналом для провода, выполненным на дне вмещающего углубления,

причем указанная уплотнительная муфта содержит первую уплотнительную муфту, вторую уплотнительную муфту и третью уплотнительную муфту, при этом первая уплотнительная муфта выполнена на кольцевой ступени, предусмотренной во вмещающем углублении утяжеленной бурильной трубы, и надета снаружи второй уплотнительной муфты с образованием кольцевого пространства, внутри которого размещен поршень, причем внутренняя стенка кольцевой ступени снабжена первой направляющей конструкцией вдоль направления протяженности зонда, а поршень снабжен первой соответствующей конструкцией, отвечающей указанной первой направляющей конструкции, а внутренняя стенка уплотнительной муфты снабжена второй направляющей конструкцией, проходящей вдоль направления протяженности зонда, и корпус зонда снабжен второй соответствующей конструкцией, отвечающей второй направляющей конструкции, в направлении по окружности одного конца второй уплотнительной муфты, обращенного ко дну вмещающего углубления, предусмотрен кольцевой ограничительный паз, в котором зажат соответствующий конец второго упругого элемента в виде пружины, сопряженный со второй уплотнительной муфтой.

2. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.1, отличающееся тем, что один конец первого упругого элемента упирается в дно вмещающего углубления, а другой конец первого упругого элемента упирается в один конец зонда, обращенный ко дну вмещающего углубления.

3. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит возвратную конструкцию для возврата зонда, при этом возвратная конструкция содержит поршень и второй упругий элемент, поршень содержит толкательную часть и приводную часть, второй упругий элемент упирается между уплотнительной муфтой и толкательной частью, приводная часть соединена с толкательной частью и заставляет толкательную часть сжимать второй упругий элемент при ее приведении в действие, и второй упругий элемент выполнен с возможностью удержания зонда во вмещающем углублении, когда зонд находится в нерабочем состоянии.

4. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.3, отличающееся тем, что толкательная часть содержит направляющую муфту и первый выступающий зубец, предусмотренный на одном конце направляющей муфты вблизи дна вмещающего углубления, второй выступающий зубец предусмотрен на одном конце зонда вблизи дна вмещающего углубления, и первый выступающий зубец и второй выступающий зубец образуют решетчатую структуру в одной и той же плоскости.

5. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.3, отличающееся тем, что поверхность верхнего конца приводной части и уплотнительная муфта образуют первую полость, поверхность нижнего конца приводной части и уплотнительная муфта образуют вторую полость, первая полость сообщается с первым уравновешивающим каналом в корпусе утяжеленной бурильной трубы, вторая полость сообщается с каналом для нагнетания давления в корпусе утяжеленной бурильной трубы, и канал для нагнетания давления выполнен с возможностью нагнетания давления во вторую полость для обеспечения возможности приведения в действие толкательной части приводной частью для сжатия второго упругого элемента.

6. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.5, отличающееся тем, что уравновешивающая камера образована между уплотнительной муфтой и дном вмещающего углубления, корпус утяжеленной бурильной трубы снабжен вторым уравновешивающим каналом, сообщающимся с уравновешивающей камерой, и давление во втором уравновешивающем канале является таким же, как давление в первом уравновешивающем канале.

7. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.6, отличающееся тем, что образовано кольцевое пространство между первой уплотнительной муфтой и второй уплотнительной муфтой, третья уплотнительная муфта зафиксирована на одной стороне кольцевого пространства на удалении от дна вмещающего углубления; кольцевая камера окружена и образована первой уплотнительной муфтой, второй уплотнительной муфтой и третьей уплотнительной муфтой, в кольцевой камере предусмотрена приводная часть и первая полость образована между поверхностью верхнего конца приводной части и третьей уплотнительной муфтой.

8. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.7, отличающееся тем, что второй упругий элемент представляет собой пружину.

9. Зондовое устройство для измерения во время бурения по п.7, отличающееся тем, что один конец первой уплотнительной муфты вблизи кольцевой ступени снабжен позиционирующим ключом и поверхность ступени кольцевой ступени снабжена замком, соответствующим позиционирующему ключу.