RU2818663C1 - Магнито-оптическое устройство контроля безопасности эксплуатации буровых установок - Google Patents
Магнито-оптическое устройство контроля безопасности эксплуатации буровых установок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818663C1 RU2818663C1 RU2024101491A RU2024101491A RU2818663C1 RU 2818663 C1 RU2818663 C1 RU 2818663C1 RU 2024101491 A RU2024101491 A RU 2024101491A RU 2024101491 A RU2024101491 A RU 2024101491A RU 2818663 C1 RU2818663 C1 RU 2818663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnet
- optic cable
- housing
- end section
- round
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области контроля земного покрова на различных глубинах при эксплуатации нефтедобывных вышек с помощью устройств. Предложено устройство контроля безопасности эксплуатации буровых установок, содержащее оптоволоконный кабель, причем устройство выполнено магнитооптическим и включает герметичный корпус 1, в котором в нижней его части установлен первый магнит 2 круглой или эллиптической формы. При этом первый магнит 2 установлен отрицательным полюсом ко дну герметичного корпуса 1 и положительным полюсом к положительному полюсу второго магнита 3 круглой или эллиптической формы, расположенного в средней части корпуса 1 над магнитом 2. При этом второй магнит 3 является подвижным за счет отталкивающего эффекта от первого магнита 2. Причем в верхней части корпуса 1 во внутрь также установлен волоконно-оптический кабель 4 с открытым чувствительным к световому излучению торцевым участком 5, который является приемником воздушных волн от движущегося магнита 3, от которого передаются воздушные волны на торцевой участок 5. При этом устройство также содержит интеррогатор 6, вход которого связан с торцевым участком 5 волоконнооптического кабеля 4, а выход с входом решающего устройства 7, в котором анализируются принятые сигналы и находится банк данных портретов дефектных событий. Причем выход решающего устройства 7 связан с компьютером 8, на экран которого выводятся изображения в виде трехмерной модели участка контролируемой буровой установки. Технический результат - повышение чувствительности устройства с обеспечением возможности контролировать механические и вибрационные деформации возникающие в пластах земного покрова на различных глубинах. 1 ил.
Description
Изобретение относится к скважинной сейсморазведке и, в частности, к обнаружению сейсмических и микросейсмических изменений или сдвига пластов в области буровых работ в толще земного покрова, так и глубинного залегания при помощи магнито-оптических квази-распределенных устройств.
В нефтегазовой промышленности акустические приборы используются для оперативного получения информации о сейсмических проявлениях, возникающих на этапе разведки новых месторождений и на этапе добычи в акватории буровой установки на существующих месторождениях. Данные скважинной сейсморазведки можно использовать для изучения геологического строения и уточнения данных наземной сейсморазведки. Сбор данных с земного покрова или на различных глубинах около буровых уствновок на постоянной основе облегчает добычу из газовых или нефтяных залежей и повышает безопасность буровых работ. Как правило, скважинная сейсморазведка осуществляется путем регистрации сейсмических сигналов при помощи одного или группы сейсмоприемников, расположенных в скважине.
Известен патент РФ 2654973 С12017100451, 17.07.2014 Оптоволоконный датчик для скважинных сейсмических исследований ближайший по технической сущности и принятый за прототип, содержащий: оптоволоконный кабель, опускаемый в скважину, и по меньшей мере одну группу резонаторов, расположенную на оптоволоконном кабеле, при этом каждая группа содержит по меньшей мере один активный элемент, имеющий собственную резонансную частоту в диапазоне частот, измеряемых сейсмоволн. Известное техническое решение не решает задачу контроля вибрационных и механических параметров в земляном шурфе и в комплексе.
Предлагаемое изобретение решает задачу создания комплексного магнито-оптического картографического устройства позволяющего с большей картографической чувствительностью до 4 пф контролировать механические и вибрационные деформации возникающие в пластах земного покрова на различных глубинах.
Технический результат в устройстве двухкаскадного магнито-оптического устройства достигается тем, что волоконно-оптический эффект использования изменения светового потока и сдвиг его частоты от воздушного воздействия от движения магнита, который находится напротив неподвижного магнита соединенных в герметичном корпусе с расположением в нем друг на против друга с одинаковыми полюсами, с эффектом постоянного отталкивания и тем самым возникающая при этом отталкивающая сила является очень чувствительной к малейшим вибрационным или механическим явлениям, которые передаются на регистрирующую аппаратуру и о чем можно судить об изменениях на ранней стадии их развития возникающих в земном покрове на различных глубинах в вертикальной и горизонтальной плоскости и возможного смещения пластов, что может привести к заклиниванию и возможной деформации буровых систем.
На фиг.1 - представлен продольный разрез двухкаскадного магнито-оптического картографического устройства в горизонтальной плоскости.
Двух каскадное магнито-оптическое картографическое устройство (фиг.1) содержит герметичный цилиндрический корпус 1, в котором расположен и закреплен во внутренней нижней части эллиптически круглый магнит 2 причем + к + с отталкивающим природным эффектом во внутрь корпуса 1, в средней части корпуса 1 над эллиптически круглым магнитом 2 расположен эллиптически круглый магнит 3, при чем с природным отталкивающим эффектом во внутрь эллиптически круглого магнита 2. В верхней части корпуса 1 установлен волоконно-оптический кабель 4 во внутрь с открытым чувствительным световым излучением торцевым участком 5, который является приемником деформационных воздушных волн от движущегося эллиптически круглого магнита 3 от которого передаются чувствительные воздушные волны на торцевой участок 5, и, излучаемые световые волны принимаются как сигналы на устройство итеррогатора 6 и потом расшифровываются в решающем устройстве 7, в котором находится банк данных портретов дефектных событий, назализирующихся и выводящихся на экран компьютера 8 в виде трехмерной картографической модели участка, где произошло смещение и накладывается на эталонный портрет для принятия решения об происходящем событии.
Работает двухкаскадныое магнито-оптическое картографическое устройство следующим образом: магнито-оптические устройства располагаются в картографическом пространстве на глубине по вертикали и по горизонтали в пространстве, что само по себе является усовершенствованным подходом для контроля картографического пространства почвы
При сдвиге почвенного покрова на глубине в корпусе 1 ДКМОК устройства возникает вибрация от смещение круглого плоского магнита 3 относительно круглого плоского магнита 2, так как магнит 3 находится в воздушной подушке в результате природного отталкивающегося эффекта однополюсных круглого плоского магнита 2 с круглым плоским магнитом 3 и торцевым участком 5. Поэтому возникающие при этом воздушные волны мгновенно принимаются как давление воздуха на торцевой участок 5 волоконно-оптического кабеля 4, где передается частота светового потока в итеррогаторе 6 и потом расшифровывается в решающем устройстве 7, в котором находится банк данных портретов дефектных событий и анализируется и выводится на экран компьютера 8 трехмерная картографическая численная модель участка где произошло смещение и накладывается на эталонный портрет для принятия решения об происходящем событии.
Экспериментальные исследования показали, что чувствительность от деформации на торцевом участке 5 волоконно-оптического кабеля созданной воздушной волной при вибрации двухкаскадныого магнито-оптического картографического устройства составляет 3 - 5 пф с изменением частоты светового потока.
Claims (1)
- Устройство контроля безопасности эксплуатации буровых установок, содержащее оптоволоконный кабель, отличающееся тем, что устройство выполнено магнитооптическим и включает герметичный корпус 1, в котором в нижней его части установлен первый магнит 2 круглой или эллиптической формы, при этом первый магнит 2 установлен отрицательным полюсом ко дну герметичного корпуса 1 и положительным полюсом к положительному полюсу второго магнита 3 круглой или эллиптической формы, расположенного в средней части корпуса 1 над магнитом 2, при этом второй магнит 3 является подвижным за счет отталкивающего эффекта от первого магнита 2, причем в верхней части корпуса 1 во внутрь также установлен волоконно-оптический кабель 4 с открытым чувствительным к световому излучению торцевым участком 5, который является приемником воздушных волн от движущегося магнита 3, от которого передаются воздушные волны на торцевой участок 5, при этом устройство также содержит интеррогатор 6, вход которого связан с торцевым участком 5 волоконнооптического кабеля 4, а выход с входом решающего устройства 7, в котором анализируются принятые сигналы и находится банк данных портретов дефектных событий, причем выход решающего устройства 7 связан с компьютером 8, на экран которого выводятся изображения в виде трехмерной модели участка контролируемой буровой установки.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818663C1 true RU2818663C1 (ru) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096272A2 (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-02 | Litton Systems, Inc. | Acoustic sensing system for downhole seismic applications utilizing an array of fiber optic sensors |
| RU2271446C1 (ru) * | 2004-07-27 | 2006-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПетроЛайт" | Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта |
| WO2010027837A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | Fmc Technologies, Inc. | Optical sensing system for wellhead equipment |
| US7797996B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-09-21 | Weatherford/Lamb, Inc. | Permanently installed in-well fiber optic accelerometer-based sensing apparatus and associated method |
| WO2014126659A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Baker Hughes Incorporated | Distributed acoustic monitoring via time-sheared incoherent frequency domain reflectometry |
| RU2654973C1 (ru) * | 2014-07-17 | 2018-05-23 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Оптоволоконный датчик для скважинных сейсмических исследований |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096272A2 (en) * | 1999-10-29 | 2001-05-02 | Litton Systems, Inc. | Acoustic sensing system for downhole seismic applications utilizing an array of fiber optic sensors |
| US7797996B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-09-21 | Weatherford/Lamb, Inc. | Permanently installed in-well fiber optic accelerometer-based sensing apparatus and associated method |
| RU2271446C1 (ru) * | 2004-07-27 | 2006-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПетроЛайт" | Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта |
| WO2010027837A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | Fmc Technologies, Inc. | Optical sensing system for wellhead equipment |
| WO2014126659A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Baker Hughes Incorporated | Distributed acoustic monitoring via time-sheared incoherent frequency domain reflectometry |
| RU2654973C1 (ru) * | 2014-07-17 | 2018-05-23 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Оптоволоконный датчик для скважинных сейсмических исследований |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111708080B (zh) | 阵列式井中四分量光纤地震数据采集装置及数据采集方法 | |
| US9903972B2 (en) | Seismic cable, system and method for acquiring information about seismic, microseismic and mechanical vibration incidents in a well | |
| CN209911570U (zh) | 井中光纤时频电磁和四分量地震数据采集装置 | |
| Murdoch et al. | Feasibility of using in situ deformation to monitor CO2 storage | |
| CN105719433A (zh) | 一种基于孔内地震波的超前预报方法 | |
| CN113419294A (zh) | 一种多维度岩溶特殊地质综合探测方法 | |
| Bernard et al. | Onland and offshore extrinsic Fabry–Pérot optical seismometer at the end of a long fiber | |
| Reinsch et al. | Distributed acoustic sensing technology for seismic exploration in magmatic geothermal areas | |
| Gambino et al. | Tilt measurements on volcanoes: More than a hundred years of recordings | |
| RU2818663C1 (ru) | Магнито-оптическое устройство контроля безопасности эксплуатации буровых установок | |
| Young et al. | Analysis of mining-induced microseismic events at Strathcona mine, Sudbury, Canada | |
| KR102285803B1 (ko) | 3성분 진동 측정을 위한 광섬유 센서 케이블 시스템 | |
| Becker et al. | A slimhole approach to measuring distributed hydromechanical strain in fractured geothermal reservoirs | |
| CN211741611U (zh) | 基于减震超材料的井中三分量重力磁力复合仪器系统 | |
| Md Khir et al. | Accelerometer sensor specifications to predict hydrocarbon using passive seismic technique | |
| KR20010035239A (ko) | 시추공을 이용한 탄성파 탐사방법 | |
| US20130188452A1 (en) | Assessing stress strain and fluid pressure in strata surrounding a borehole based on borehole casing resonance | |
| Wenbin et al. | Experimental study on the measurement of water bottom vibration induced by underwater drilling blasting | |
| US20220179112A1 (en) | Detecting and monitoring formation features with an optical fiber | |
| Melton | Earthquake seismograph development: A modern history—Part 1 | |
| Bonnelye et al. | CHENILLE: Coupled beHavior undErstaNdIng of fauLts: from the Laboratory to the fiEld | |
| Bansal et al. | Earthquake precursory studies in India: an integrated approach | |
| Hamada et al. | Deep borehole measurements of crustal activities around Tokyo | |
| Seshia et al. | MEMS-based gravity imaging for CO2 storage monitoring | |
| Stuedlein et al. | Instrumentation and calibration protocols for deep, in-situ liquefaction testing with controlled blasting |