RU29339U1

RU29339U1 - Downhole Tele Separator

Info

Publication number: RU29339U1
Application number: RU2002130626/20U
Authority: RU
Inventors: Г.С. Абрамов; О.Л. Абрамов; С.А. Кузеванов
Original assignee: Открытое акционерное общество Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика"
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2003-05-10

Description

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗ ДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАБОЙНЫХ ТЕЛЕСИСТЕМ.ELECTRIC TIME DIVIDER FOR BOTTOM TV SYSTEMS.

Полезная модель относится к элементам забойных телесиситем, предназначенных для контроля и управления бурением наклонных скважин, скважин сложного профиля и горизонтальных скважин.The utility model relates to elements of downhole television systems designed to monitor and control the drilling of deviated wells, complex wells and horizontal wells.

Применяющиеся на настоящий момент забойные телесистемы с беспроводным электромагнитным каналом передачи данных используют в качестве передающей антенны электрический разделитель (диполь), представляющий собой встроенную в колонну бурильных труб вставку-изолятор с электрически изолированной наружной и внутренней поверхностями, то есть концы этой вставки электрически разобщены. При подаче на них электрического импульса, сигнал с одной стороны по верхней части буровой колонны, а с другой стороны через породу достигает поверхности, где регистрируется наземной приемной аппаратурой.Currently used downhole telesystems with a wireless electromagnetic data transmission channel use an electric separator (dipole) as a transmitting antenna, which is an insulator insert with an electrically insulated outer and inner surfaces in the drill pipe string, that is, the ends of this insert are electrically disconnected. When an electrical impulse is applied to them, the signal is on the one hand along the upper part of the drill string and, on the other hand, through the rock reaches the surface where it is recorded by ground receiving equipment.

Известен электрический разделитель 1, представляющий собой вставку-изолятор для образования глубинной антенны-диполя с целью подключения к ней передающего генератора забойной телесистемы для беспроводной передачи на поверхность электромагнитных сигналов по каналу «колонна бурильных труб - порода.Known electrical separator 1, which is an insulator insert for the formation of a deep dipole antenna with the aim of connecting to it a transmitting downhole telesystem for wireless transmission of electromagnetic signals to the surface of the channel "drill pipe string - rock.

Известен также электрический разделитель 2 колонны бурильных труб входящий, как составная часть в забойную телесистему ЗИС - 4 (разработка ВНИИГИС, Бащкортостан, г.Октябрьский, 1983г.). Электрический разделитель является составной конструкцией, содержащей металлический корпус и присоединительные резьбы на его концах (для свинчивания его с другими элементами телесистемы), диэлектрическое покрытие резьбового сочленения (соединения) его частей (в средней части корпуса), а также участок с диэлектрическим покрытием его наружной поверхности и диэлектрическое внутреннее покрытие в виде диэлектрической трубной вставки заподлицо с внутренней поверхностью канала.The electric separator 2 of the drill pipe string is also known, which is included as part of the ZIS-4 downhole telesystem (developed by VNIIGIS, Bashkortostan, Oktyabrsky, 1983). The electrical separator is a composite structure containing a metal case and connecting threads at its ends (for screwing it with other elements of the tele-system), a dielectric coating of the threaded joint (connection) of its parts (in the middle part of the case), as well as a section with a dielectric coating of its outer surface and the dielectric inner coating in the form of a dielectric tube insert flush with the inner surface of the channel.

5 о 6 г 65 about 6 g 6

М.КЛ. Е21В47/00M.K.L. E21B47 / 00

Общим недостатком известных конструкций 1, 2 электрических разделителей является значительная протяженность наружного диэлектрического покрытия (изолятора), что вызвано, во-первых, необходимостью уверенного приема информационного сигнала на поверхности, а во-вторых, наличие протяженного изолирующего покрытия больщой площади и протяженности на внешней поверхности изолятора, повыщает вероятность его повреждения за счет истирания о стенки скважины и абразивного износа потоком бурового раствора.A common drawback of the known designs 1, 2 of electrical separators is the significant length of the outer dielectric coating (insulator), which is caused, firstly, by the need for reliable reception of the information signal on the surface, and secondly, the presence of an extended insulating coating of large area and length on the outer surface insulator, increases the likelihood of damage due to abrasion on the walls of the well and abrasion by the flow of the drilling fluid.

Наиболее близким техническим решением, иначе прототипом, принят электрический разделитель 3 колонны бурильных труб, включающий верхнюю и нижнюю части корпуса, соединенные коническим резьбовым участком с диэлектрическим покрытием и цилиндрические слои электроизоляционного материала на наружной и внутренней поверхностях. Как показала достаточно длительная практика геофизических служб по эксплуатации известного объекта, одновременно используемого в качестве корпуса для размещения скважинной (глубинной) телеметрической системы и в качестве излучающей антенны-диполя, он достаточно работоспособен, но только при использовании внутрискважинного привода породоразрущающего инструмента без интенсивного вращения бурильной колонны. Попытки использования этой конструкции при роторном бурении скважины, или частые проворачивания бурильной колонны в стволе скважины (при турбинном бурении) резко сокращают срок службы электрического разделителя, как излучающей антенны-диполя из-за повреждения или полного разрушения диэлектрического материала как на наружной поверхности электрического разделителя, так и по резьбовому, со вставкой-изолятором, сочленению его частей.The closest technical solution, otherwise the prototype, adopted an electric splitter 3 drill pipe string, including the upper and lower parts of the housing, connected by a conical threaded section with a dielectric coating and cylindrical layers of electrical insulation material on the outer and inner surfaces. As shown by the rather long practice of geophysical services for operating a well-known object, which is simultaneously used as a housing for placing a downhole (deep) telemetry system and as a radiating dipole antenna, it is quite functional, but only when using a downhole drive of a rock cutting tool without intensive rotation of the drill string . Attempts to use this design for rotary drilling of a well, or frequent turning of the drill string in the wellbore (during turbine drilling) dramatically reduce the life of the electric separator as a radiating dipole antenna due to damage or complete destruction of the dielectric material on the outer surface of the electric separator, and threaded, with insulator insert, articulation of its parts.

Требуемый технический результат, иначе - цель создания заявляемой конструкции электрического разделителя для забойных телесистем, как излучающей антенны - это обеспечение повыщенных потребительских свойств, таких как долговечность, надежность.The required technical result, otherwise, the goal of creating the inventive design of an electrical separator for downhole telesystems, such as a radiating antenna, is to provide enhanced consumer properties, such as durability, reliability.

ремонтопригодность, причем без усложнения технологии и увеличения затрат на изготовление.maintainability, and without complicating the technology and increasing manufacturing costs.

Поставленная цель (иначе - требуемый технический результат) достигается тем, что в известном электрическом разделителе для забойных телесистем, содержащем составной металлический корпус с каналом и присоединительными резьбами на обоих концах, участок с покрытием из диэлектрического материала на наружной поверхности корпуса, диэлектрическую трубную вставку в канале корпуса и элемент-изолятор в сопряжении деталей корпуса, покрытие из диэлектрического материала выполнено прерывистым, в виде, как минимум, двух участков, разобщенных (по длине L корпуса) металлической трубной вставкой, размещенной в средней части корпуса и жестко сопряженной с его деталями двумя резьбовыми соединениями соответственно, причем каждое из них электрически разобщено слоем диэлектрика.The goal (otherwise, the required technical result) is achieved by the fact that in the known electric separator for downhole telemetry systems containing a composite metal body with a channel and connecting threads at both ends, a portion coated with a dielectric material on the outer surface of the housing, a dielectric tube insert in the channel the housing and the insulator element in conjugation of the housing parts, the coating of dielectric material is made intermittent, in the form of at least two sections, separated (by ine L cases) metal tubular insert disposed in the middle of the chassis and is rigidly associated to its two parts threaded connections, respectively, each of which is electrically dissociated dielectric layer.

Требуемый технический результат в совокупности существенных признаков объекта обеспечен наличием в нем вышеуказанных отличительных признаков, а необнаружение в общедоступных источниках патентной и технической информации эквивалентных технических решений с теми же свойствами предполагает соответствие заявляемого объекта критериям полезной модели.The required technical result in the aggregate of essential features of the object is ensured by the presence of the above distinctive features in it, and the non-detection in the public sources of patent and technical information of equivalent technical solutions with the same properties implies the compliance of the claimed object with the criteria of a utility model.

На рисунке изображена конструкция заявляемого электрического разделителя для забойных телесистем (с разрезом по оси).The figure shows the design of the inventive electric separator for downhole telesystems (with a cut along the axis).

Электрический разделитель для забойных телесистем (см. рисунок) состоит из составного металлического корпуса 1 с каналом 2 и присоединительными резьбами 3 и 4 на обоих концах. Корпус имеет на наружной поверхности участок, покрытый диэлектрическим материалом 5. Внутри корпуса 1, в канале 2, вставлена и закреплена диэлектрическая трубная вставка 6, а между деталями корпуса, размещен элемент-изолятор 7. При этом на внешней поверхности корпуса диэлектрический материал образует покрытие в виде, как минимум, двух участков, позиции 8 и 9The electrical separator for downhole telesystems (see figure) consists of a composite metal housing 1 with a channel 2 and connecting threads 3 and 4 at both ends. The housing has on the outer surface a portion covered with dielectric material 5. Inside the housing 1, in the channel 2, a dielectric pipe insert 6 is inserted and fixed, and an insulating element 7 is placed between the housing parts. In this case, the dielectric material forms a coating on the outer surface of the housing at least two sections, positions 8 and 9

соответственно, разобщенных, по длине L корпуса, металлической трубной вставкой 10. Эта вставка 10 размещена между деталями составного корпуса в его средней части и жестко сопряжена с ними двумя резьбовыми соединениями, позиции 11 и 12 соответственно, причем каждое из этих резьбовых соединений электрически разобщено слоем 13 диэлектрика. Следует отметить, что для достижения требуемого технического результата очень существенна и важна последовательность сборки всех, составляющих заявляемый объект, частей, при этом обеспечивается изоляция наружных участков 8 и 9, практически монолитная со слоем 13 диэлектрика в резьбовых соединениях 11 и12 металлической трубной вставки 10 с деталями корпуса.respectively, disconnected, along the length L of the casing, by a metal pipe insert 10. This insert 10 is placed between the parts of the composite casing in its middle part and is rigidly coupled with them by two threaded connections, positions 11 and 12, respectively, with each of these threaded connections being electrically separated by a layer 13 dielectrics. It should be noted that in order to achieve the required technical result, the assembly sequence of all the components of the claimed object is very significant and important, while the isolation of the outer sections 8 and 9 is ensured, practically monolithic with a dielectric layer 13 in the threaded connections 11 and 12 of the metal pipe insert 10 with parts corps.

Электрический разделитель для забойных телесистем работает следующим образом: при подаче с аппаратуры забойной телесистемы, модулированного переменным напряжением сигнала, на части корпуса 1, электрически разделенные участками 8, 9 и металлической вставкой 10, происходит растекание тока по окружающему скважину пространству. Сигнал ослабленный, но сохранивший свою кодировку достигает поверхности Земли, где улавливается наземным приемником, декодируется и используется для дальнейшей обработки. Следует отметить, что суммарная длина двух электроизолированных участков (позиции 8 и 9) на поверхности корпуса 1 значительно меньше, чем длина наружной изоляции корпуса в известных конструкциях и процесс передачи сигнала требует несколько больших энергоресурсов от генератора питания телесистемы. Однако из-за того, что последний имеет большой запас мощности, повышенное энергопотребление не является критичным признаком для работы телесистемы. Существенным преимуществом заявляемой конструкции является ее высокая защищенность от механических повреждений при интенсивном или длительном вращении бурильной колонны.The electric separator for downhole telesystems works as follows: when a downhole telesystem modulated by an alternating signal voltage is supplied from the equipment to parts of the housing 1, which are electrically separated by sections 8, 9 and a metal insert 10, current spreads over the space surrounding the borehole. The signal attenuated, but retaining its encoding, reaches the surface of the Earth, where it is captured by a ground-based receiver, decoded and used for further processing. It should be noted that the total length of two electrically insulated sections (positions 8 and 9) on the surface of the housing 1 is significantly less than the length of the external insulation of the housing in known structures and the signal transmission process requires several large energy resources from the power supply of the telesystem. However, due to the fact that the latter has a large supply of power, increased energy consumption is not a critical sign for the operation of the television system. A significant advantage of the claimed design is its high protection against mechanical damage during intensive or prolonged rotation of the drill string.

результат обеспечивается в полной мере, заявляемый объект соответствует критериям полезной модели и в связи с этим подлежит защите соответствующим охранным документом РФ на промышленную собственность.the result is fully ensured, the claimed object meets the criteria of a utility model and, therefore, is subject to protection by the relevant RF protection document for industrial property.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ ПРИ ОФОРМЛЕНИИ НАСТОЯЩЕЙ ЗАЯВКИ:SOURCES OF INFORMATION TAKEN INTO ACCOUNT WHEN DRAWING OUT THIS APPLICATION:

1.СССР, а.с. № 941552, М. Кл. Е21В 44/00, 19801.SSSR, A.S. No. 941552, M. Cl. ЕВВ 44/00, 1980

2.Сборочный чертеж, шифр 6.119.083 СБ, г.Октябрьский, ВЕИИГИС, 1983 г.,2. Assembly drawing, code 6.119.083 SB, Oktyabrsky, VEIIGIS, 1983,

3.РФ, свидетельство на ИМ №17196, М.Кл. Е21В47/00, приор. 23.10.2000, прототип.3.RF, certificate for IM No. 17196, M.Kl. E21B47 / 00, prior. 10.23.2000, prototype.

Claims

An electrical separator for downhole telemetry systems, comprising a composite metal housing with a channel and connecting threads at both ends, a portion coated with dielectric material on the outer surface of the housing, a dielectric tube insert in the housing channel and an insulator element in conjunction of housing parts, characterized in that the coating of dielectric material is made intermittent, in the form of at least two sections, separated along the length L of the casing by a metal pipe insert placed in the middle part ti housing and rigidly associated to its two parts threaded connections, respectively, each of which is electrically dissociated dielectric layer.