RU60626U1

RU60626U1 - TELEMETRIC SYSTEM FOR TRANSMITTING BOTTOM-BASED INFORMATION

Info

Publication number: RU60626U1
Application number: RU2005120889/03U
Authority: RU
Inventors: Константин Анатольевич Давыдов; Нил Викторович Журавлев
Original assignee: ООО НПП "Промгеосервис"
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Полезная модель относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при бурении наклонных и горизонтальных скважин в процессе передачи забойных параметров на поверхность. Телеметрическая система содержит размещенную в скважине аппаратуру: измерительный модуль, модуль электропитания, электронный передающий блок, электрический разделитель колонны и автономный ретрансляционный модуль, включающий антенну, принимающую электромагнитный сигнал, и передатчик, формирующий импульсы гидравлического канала связи. Наземное приемное устройство имеет датчик давления и антенну для приема электромагнитного сигнала. За счет передачи информации последовательно сначала по электромагнитному, а потом по гидравлическому каналам связи, можно значительно увеличить протяженность скважин, пробуриваемых с использованием телеметрических систем с электромагнитным каналом связи. Полезная модель обеспечивает возможность получения забойной информации с помощью телеметрической системы, использующей электромагнитный канал связи, при бурении в неблагоприятных для передачи электромагнитного сигнала условиях. 1 ил.The utility model relates to the field of field geophysics and can be used for drilling deviated and horizontal wells in the process of transferring downhole parameters to the surface. The telemetry system contains the equipment located in the well: a measuring module, a power supply module, an electronic transmitting unit, an electric column separator, and an autonomous relay module including an antenna receiving an electromagnetic signal, and a transmitter generating pulses of the hydraulic communication channel. The ground receiving device has a pressure sensor and an antenna for receiving an electromagnetic signal. By transmitting information sequentially, first through the electromagnetic, and then through the hydraulic communication channels, it is possible to significantly increase the length of the wells drilled using telemetry systems with an electromagnetic communication channel. The utility model provides the possibility of obtaining downhole information using a telemetry system using an electromagnetic communication channel, when drilling in adverse conditions for the transmission of an electromagnetic signal. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при бурении наклонных и горизонтальных скважин в процессе передачи забойных параметров на поверхность.The utility model relates to the field of field geophysics and can be used for drilling deviated and horizontal wells in the process of transferring downhole parameters to the surface.

Известна телеметрическая система, использующая для передачи забойной информации о параметрах бурения гидравлический канал связи (Молчанов А.А., Лукьянов Э.Е., Рапин В.А. «Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин», Санкт-Петербург, 2001, с.206-208). Однако, такая система, особенно ее измерительная часть, имеет очень высокую стоимость.A telemetry system is known that uses a hydraulic communication channel to transmit downhole information about drilling parameters (A. Molchanov, E. Lukyanov, V. A. Rapin, “Geophysical surveys of horizontal oil and gas wells”, St. Petersburg, 2001, p.206 -208). However, such a system, especially its measuring part, has a very high cost.

Наибольшее распространение, благодаря своей относительной дешевизне и высоким потребительским свойствам, получила телеметрическая система с электромагнитным каналом связи. Система содержит модуль с измерительными датчиками, модуль электропитания, передатчик и электрический разделитель колонны (Молчанов А.А., Лукьянов Э.Е., Рапин В.А. «Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин», Санкт-Петербург, 2001, с.98-102).The most widespread, due to its relative cheapness and high consumer properties, has received a telemetry system with an electromagnetic communication channel. The system contains a module with measuring sensors, a power supply module, a transmitter and an electric column separator (Molchanov A.A., Lukyanov E.E., Rapin V.A. “Geophysical exploration of horizontal oil and gas wells”, St. Petersburg, 2001, p. 98 -102).

Недостатком такой системы является снижение амплитуды передаваемого электромагнитного сигнала при бурении на больших глубинах, при наличии экранирующих пластов с высокой проводимостью или из-за помех от работающего наземного бурового оборудования, что затрудняет, а иногда делает невозможным получение данных о забойных параметрах.The disadvantage of this system is the reduction in the amplitude of the transmitted electromagnetic signal when drilling at great depths, in the presence of shielding layers with high conductivity or due to interference from working ground-based drilling equipment, which makes it difficult and sometimes impossible to obtain downhole data.

Известна телеметрическая система с электромагнитным каналом связи (свидетельство на полезную модель РФ 27839, Кл. Е 21 В 47/12). Телесистема имеет наддолотный модуль, который содержит измерительные датчики и передающее устройство, действующее на небольшом расстоянии. Непосредственно над забойным двигателем установлен электрический разделитель. Передающее устройство наддолотного модуля имеет малую мощность и предназначено для передачи сигналов от датчиков на передатчик Known telemetry system with an electromagnetic communication channel (certificate for a utility model of the Russian Federation 27839, CL. E 21 V 47/12). The telesystem has an over-bit module, which contains measuring sensors and a transmitting device operating at a short distance. Directly above the downhole motor, an electrical splitter is installed. The supra-bit module transmitter has low power and is designed to transmit signals from sensors to the transmitter

(электрический разделитель), способный доставить их на наземную поверхность. Система может работать только в описанной компоновке, ей присущи все недостатки, что и стандартной телеметрической системе с электромагнитным каналом связи. Телесистема не содержит каких-либо средств, обеспечивающих передачу забойной информации в неблагоприятных для электромагнитного сигнала условиях. При этом длина канала связи не отличается от стандартного электромагнитного канала.(electrical isolator) capable of delivering them to a ground surface. The system can work only in the described layout, it has all the disadvantages that a standard telemetry system with an electromagnetic communication channel. The telesystem does not contain any means for transmitting downhole information in conditions unfavorable for an electromagnetic signal. Moreover, the length of the communication channel does not differ from the standard electromagnetic channel.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является телеметрическая система по патенту US 5160925 Кл. G 01 V 1/00. В основе известного устройства лежит телесистема с гидравлическим каналом связи. Телеметрическая система содержит размещенную в скважине аппаратуру, включающую измерительный модуль, модуль электропитания, электронный передающий блок, устройство, осуществляющее передачу информации по электромагнитному каналу связи. Модуль с измерительными датчиками расположен рядом с долотом (или в долоте) и имеет передающее устройство, выполненное в виде тороидальной антенны, предназначенной для передачи сигнала на приемное устройство ретранслятора. Ретранслятор расположен непосредственно выше турбины и содержит передатчик, формирующий импульсы гидравлического канала связи, предающий информацию на датчик давления наземного приемного устройства.The closest analogue to the claimed device is a telemetry system according to patent US 5160925 Cl. G 01 V 1/00. The basis of the known device is a telesystem with a hydraulic communication channel. The telemetry system contains equipment located in the well, including a measuring module, a power supply module, an electronic transmitting unit, a device that transmits information through an electromagnetic communication channel. The module with measuring sensors is located next to the bit (or in the bit) and has a transmitting device made in the form of a toroidal antenna designed to transmit a signal to the receiver of the repeater. The repeater is located directly above the turbine and contains a transmitter that generates pulses of the hydraulic communication channel, transmitting information to the pressure sensor of the ground receiving device.

Электромагнитный приемопередатчик известной телесистемы работает на высоких частотах от 100 до 10000 Гц и имеет малую мощность, поэтому сигнал от него не может быть принят на земной поверхности. Известная телесистема работает только в данной компоновке, она не может работать только по электромагнитному каналу или только по гидравлическому каналу. Если прием гидравлического импульса будет затруднен (например, при нарушении состава бурового раствора), система не сможет передавать забойную информацию. Дальность возможного действия известной системы не отличается от дальности стандартной системы с гидравлическим каналом связи.The electromagnetic transceiver of the known television system operates at high frequencies from 100 to 10,000 Hz and has low power, so the signal from it cannot be received on the earth's surface. The well-known television system works only in this layout, it can not work only on the electromagnetic channel or only on the hydraulic channel. If the reception of a hydraulic impulse is difficult (for example, if the composition of the drilling fluid is disturbed), the system will not be able to transmit downhole information. The range of possible action of the known system does not differ from the range of a standard system with a hydraulic communication channel.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание изобретения, является обеспечение возможности получения забойной информации от скважинного прибора телеметрической системы с электромагнитным каналом связи при бурении в неблагоприятных для передачи электромагнитного сигнала условиях и при бурении скважин на больших глубинах (или большой протяженности).The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to provide the possibility of obtaining downhole information from a borehole device of a telemetry system with an electromagnetic communication channel when drilling under conditions unfavorable for transmitting an electromagnetic signal and when drilling wells at great depths (or long distances).

Поставленный технический результат достигается тем, что в телеметрической системе, содержащей размещенную в скважине аппаратуру, включающую измерительный модуль, модуль электропитания, электронный передающий блок, устройство, осуществляющее передачу информации по электромагнитному каналу связи, и автономный ретрансляционный модуль, включающий антенну, принимающую электромагнитный сигнал, и передатчик, формирующий импульсы гидравлического канала связи, и датчик давления наземного приемного устройства, устройство, осуществляющее передачу информации по электромагнитному каналу связи, выполнено в виде электрического разделителя колонны, а наземное приемное устройство имеет антенну для приема электромагнитного сигнала.The technical result achieved is achieved in that in a telemetry system containing equipment located in the well, including a measuring module, a power supply module, an electronic transmitting unit, a device for transmitting information via an electromagnetic communication channel, and an autonomous relay module including an antenna receiving an electromagnetic signal, and a transmitter generating pulses of the hydraulic communication channel, and a pressure sensor of the ground receiving device, a device performing information transfer for electromagnetic communication channel designed as an electrical separator column, a ground receiving apparatus has an antenna for receiving an electromagnetic signal.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг.1 представлен общий вид телеметрической системы.The invention is illustrated in the drawing. Figure 1 presents a General view of the telemetry system.

Телеметрическая система для передачи забойной информации содержит скважинную аппаратуру, включающую измерительный модуль 1, модуль электропитания 2, электронный передающий блок 3, электрический разделитель колонны 4 с функцией диполя для передачи информации по электромагнитному каналу связи. Ретрансляционный модуль 5 содержит антенну 6, блок электропитания 7, блок 8 усиления электромагнитного сигнала и преобразования его в сигнал управления передатчиком 9, формирующим импульсы давления промывочной жидкости. Приемное устройство 10 соединено с наземной антенной 11 для приема электромагнитного сигнала и с датчиком давления промывочной жидкости 12.The telemetry system for transmitting downhole information includes downhole equipment, including a measuring module 1, a power supply module 2, an electronic transmitting unit 3, an electric column separator 4 with a dipole function for transmitting information via an electromagnetic communication channel. The relay module 5 comprises an antenna 6, a power supply unit 7, an electromagnetic signal amplification unit 8, and its conversion into a control signal for a transmitter 9 generating pressure pulses of the washing liquid. The receiving device 10 is connected to a ground antenna 11 for receiving an electromagnetic signal and to a pressure sensor of the washing liquid 12.

Телеметрическая система может работать, используя только электромагнитный канал связи. Информация о забойных параметрах, получаемая измерительным модулем 1 скважинного прибора, поступает на электронный передающий блок 3, формирующий электромагнитный сигнал, подаваемый на электрический разделитель 4, распространяется по породе и улавливается антенной 11 наземной приемной аппаратуры 10. При возникновении затруднений в приеме информации в компоновку системы вводят ретрансляционный модуль 5, обеспечивающий передачу информации по гидравлическому каналу связи. Передаваемый электрическим разделителем 4 электромагнитный сигнал улавливается антенной 6 ретрансляционного модуля, преобразуется в блоке 8 в электрический сигнал, управляющий передатчиком 9, формирующим импульсы давления промывочной жидкости, принимаемые датчиком давления 12. Затем сигнал поступает в приемное устройство 10.The telemetry system can operate using only the electromagnetic communication channel. Information on downhole parameters obtained by the measuring module 1 of the downhole tool is transmitted to an electronic transmitting unit 3, which generates an electromagnetic signal supplied to an electric splitter 4, propagates through the rock and is captured by the antenna 11 of the ground receiving equipment 10. If there is a difficulty in receiving information in the system layout introducing a relay module 5, providing information transfer via a hydraulic communication channel. The electromagnetic signal transmitted by the electric separator 4 is captured by the antenna of the relay module 6, is converted in block 8 into an electrical signal that controls the transmitter 9, which generates pressure pulses of the flushing fluid, received by the pressure sensor 12. Then, the signal enters the receiving device 10.

Предлагаемая телеметрическая система позволяет удлинить линию связи. За основу берется телеметрическая система с электромагнитным каналом. Система используется до той глубины (длины) скважины, пока это возможно. Когда сигнал значительно ослабевает, в колонну устанавливают ретранслятор и продолжают бурение с той же электромагнитной телесистемой. Ретранслятор может быть установлен на значительном расстоянии от скважинного прибора с измерительными датчиками. Сигнал будет передаваться последовательно по электромагнитному и гидравлическому каналам связи.The proposed telemetry system allows you to extend the communication line. The basis is a telemetry system with an electromagnetic channel. The system is used to the depth (length) of the well, as long as possible. When the signal is significantly weakened, a repeater is installed in the column and drilling continues with the same electromagnetic telesystem. The repeater can be installed at a considerable distance from the downhole tool with measuring sensors. The signal will be transmitted sequentially through the electromagnetic and hydraulic communication channels.

Предлагаемая телеметрическая система сочетает в себе преимущества систем с электромагнитным каналом связи (невысокая стоимость, технологичность, удобство обслуживания) и гидравлических систем (качество связи). Достоинством системы является то, что при работе в обоих режимах используется один и тот же скважинный прибор.The proposed telemetry system combines the advantages of systems with an electromagnetic communication channel (low cost, manufacturability, ease of maintenance) and hydraulic systems (communication quality). The advantage of the system is that when working in both modes, the same downhole tool is used.

Применение разработанной телеметрической системы позволило получать забойную информацию от стандартного скважинного прибора в неблагоприятных для передачи электромагнитного сигнала условиях: при бурении на больших глубинах, при наличии экранирующих пластов с высокой The application of the developed telemetry system made it possible to obtain downhole information from a standard downhole tool under conditions unfavorable for transmitting an electromagnetic signal: when drilling at great depths, in the presence of shielding layers with high

проводимостью или из-за помех от работающего наземного оборудования. За счет передачи информации последовательно сначала по электромагнитному, а потом по гидравлическому каналам связи, можно значительно увеличить глубину скважин, пробуриваемых с использованием телеметрических систем с электромагнитным каналом связи.conductivity or due to interference from operating ground equipment. By transmitting information sequentially first through the electromagnetic, and then through the hydraulic communication channels, it is possible to significantly increase the depth of the wells drilled using telemetry systems with an electromagnetic communication channel.

Claims

A telemetry system for transmitting downhole information containing equipment located in the well, including a measuring module, a power supply module, an electronic transmitting unit, a device transmitting information through an electromagnetic communication channel, and an autonomous relay module including an antenna receiving an electromagnetic signal, and a transmitter forming , pulses of a hydraulic communication channel, and a pressure sensor of a ground receiving device, characterized in that the device the transmission of information via an electromagnetic communication channel is made in the form of an electrical column separator, and the ground receiving device has an antenna for receiving an electromagnetic signal.