SU750049A1 - Apparatus for monitoring well-drilling direction - Google Patents

Apparatus for monitoring well-drilling direction Download PDF

Info

Publication number
SU750049A1
SU750049A1 SU772523169A SU2523169A SU750049A1 SU 750049 A1 SU750049 A1 SU 750049A1 SU 772523169 A SU772523169 A SU 772523169A SU 2523169 A SU2523169 A SU 2523169A SU 750049 A1 SU750049 A1 SU 750049A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
receivers
outputs
drilling
drill
Prior art date
Application number
SU772523169A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Ламбров
Леонид Михайлович Демич
Владимир Васильевич Казаков
Михаил Васильевич Сафонов
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им. А.А.Скочинского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им. А.А.Скочинского filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им. А.А.Скочинского
Priority to SU772523169A priority Critical patent/SU750049A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU750049A1 publication Critical patent/SU750049A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ БУРЕНИЯ(54) DEVICE TO CONTROL DRILLING DIRECTION

1one

Изобретение относитс  к контролю направленности бурени  скважин. Оно может быть использовано, например, при контроле движени  буровых снар дов шнекобуровых и буросбоечных машин.This invention relates to the control of well drilling. It can be used, for example, in controlling the movement of drill bits of auger and drilling machines.

Известно устройство контрол  положени  бурового снар да относительно заданной траектории бурени , описанное в способе , основанном на передаче электромагнитной энергии через разрабатываемый горный массив и регистрации прошедшей через него энергии приемником 1.A device for controlling the position of the drill string with respect to a given drilling trajectory is known, described in a method based on the transmission of electromagnetic energy through a developed mountain massif and recording the energy passed through it by the receiver 1.

Недостатками этого способа и устройства  вл ютс  отсутствие возможности определени  координат бурового снар да относительно заданной траектории бурени  и значительное вли ние помех на точность измерений. Указанным способом возможно определ ть только направление, в котором расположен в данный момент буровой снар д относительно приемника энергии, излучаемой через буровой снар д. Геологические нарушени , треш.иноватость и анизотропи  физических свойств горного массива, поглош,ают значительную часть излучаемой энергии, а наличие металлических объектов (например, крепи выработок)The disadvantages of this method and device are the inability to determine the coordinates of the drill string relative to a given drilling trajectory and the significant effect of interference on the measurement accuracy. In this way, it is possible to determine only the direction in which the drill bit is currently located relative to the receiver of energy emitted through the drill bit. Geological disturbances, trash noise and anisotropy of the physical properties of the rock mass have lost a significant part of the emitted energy. metal objects (for example, lining workings)

СКВАЖИНWELLS

в непосредственной близости от приемника искажает распределение этой энергии в пространстве и обуславливает помехи приему сигналов.in the immediate vicinity of the receiver distorts the distribution of this energy in space and causes interference to the reception of signals.

Указанные недостатки не позвол ют исJ пользовать устройство контрол  дл  объектов (снар дов), наход щихс  на значительных рассто ни х от приемника, увеличивают трудоемкость процедуры контрол  и делают его вообше невозможным.These drawbacks do not allow the use of a monitoring device for objects (projectiles) located at considerable distances from the receiver, which increase the complexity of the monitoring procedure and make it generally impossible.

Известно устройство дл  контрол  направлени  бурени  скважин, включающее передатчик магнитной энергии, приемники вертикального и горизонтального отклонени  скважин, блок управлени  исполнительными механизмами и индикатор 2.A device for monitoring the direction of drilling of wells is known, which includes a transmitter of magnetic energy, receivers for vertical and horizontal deviation of wells, an actuator control unit and an indicator 2.

Недостатком устройства  вл;зетс  низ15 ка  точность контрол  положени  бурового снар да относительно заданной траектории бурени .The disadvantage of the device has a low accuracy of control of the position of the drill string relative to a predetermined drilling trajectory.

Цель изобретени  - повышение точности контрол .The purpose of the invention is to improve the accuracy of control.

Claims (2)

Это достигаетс  тем, что устройство снаб20 жено соединенными с выхода.ми приемников вертикального и горизонтального отклонений скважины двум  блоками первичного делени , блоком вторичного делени , двум  сумматорами, фильтром и коммутатором, входы которого соединены с выходами блоков первичного делени , а выходы со входом блока управлени  исполнительными механизмами и входами сумматоров, выходы которых подключены ко входам блока вторичного делени , подключенного через фильтр к индикатору. На фиг. 1 изображено устройство контрол  положени  бурового снар да, напри:мер , шнекобуровой машины дл  подземных : работ, отрабатывающей пласт полезного ис копаемого; на фиг. 2 - вид по стрелке А i на фиг. 1 (расположение приемников элект;ромагнитной энергии в месте предполага:емого выхода бурового снар да). В пласте полезного ископаемого 1 проведены подготовительные выработки 2 и 3 , в первой из которых установлена шнекобу:рова  машина 4 с буровым ставом 5. На основании маркшейдерских замеров в месте предполагаемого выхода бурового снар да :установлены в диаметрально различных направлени х приемники контрол  вертикального 6 и 7 и горизонтального 8 и 9 отклоне: НИИ, соединенные с выходами блоков делений напр жений 10 и 11, выходы которых сое;динены с входом коммутатора 12, соединенного своими выходами с входами сумматоров ; 13 и 14, выходы которых соединены с входом вторичного блока делений 15. Выход вторичного блока делени  через фильтр 16 соеди; нен с индикатором 7. Кроме того, выход коммутатора 12 соединен с входом блока управлени  18, а передатчик 19 - с буровым ста ,вом 5, который снабжен, буровым снар дом 20. Передатчик 19 может быть также установлен в буровом снар де 20, а приемники 6, 7, 8 и 9 в этом случае могут быть установлены как на месте предполагаемого выхода снар да, так и у усть  скважины. Траек- ори  бурени  21 задаетс  маркшейдерским замером. Приемники 6, 7, 8 и 9 располагают с некоторым радиусом от точки 22 (см. фиг. 2) предполагаемого выхода (входа) бурового снар да 20. В простейшем случае может быть использовано четыре приемника . При этом два из приемников 6 и 7 располагают по вертикали, а другие два приемника 8 и 9 - по горизонтали относительно точки выхода 22 бурового снар да 20. Контроль положени  бурового снар да относительно заданной траектории бурени  осуш.ествл етс  следуюшим образом. При заглублении бурового снар да 20 в скважину включают передатчик 19. Электромагнитна  энерги , проход  через разрабатываемый горный массив 1, регистрируетс  приемниками 6, 7, 8 и 9 и преобразуетс  в электрическое напр жение. В случае следовани  бурового снар да 20 строго по заданной траектории бурени  21 напр жени  на выходе приемников б, 7, 8 и 9 и блоков делени  10 и 11 будут измен тьс  в одинаковой степени. При отклонении бурового снар да 20 от заданной траектории бурени  21 па выходе соответствуюш,их приемников напр жение изменитс . При вертикальном отклонении снар да 20, например, вверх (см. фиг. 2) напр жение увеличитс  на выходе приемника 6 и уменьшитс  на выходе приемника 7. Изменитс  выходной сигнал блока делени  10, величина которого будет характеризовать величину относительного отклонени  бурового снар да 20 от заданной траектории бурени  21. При горизонтальном отклонении снар да 20 от заданной траектории бурени  21, например, вправо напр жение увеличитс  на выходе приемника 9 и уменьшитс  на выходе приемника 8, при этом изменитс  выходной сигнал блока делени  11. При одновременном вертикальном и горизонтальном отклонени х бурового снар да 20 выходные нагф жени  блоков делени  10 и 11 измен ютс  одновременно. Выходные си. блоков делени  10 и 11 через коммутатор 12 и сумматоры 13 и 14 поступают на .чный блок делени  15. В первом сумматоре 13 осуществл етс  сложение выходных напр жений блоков 10 и 11, во втором сумматоре 14 осушествл етс  вычитание этих же сигналов. Таким образом, с выхода блока вторичного делени  15 снимаетс  электрическое напр жение, пропорциональное следующему отношению: . дч- aiU - -atU4 Ж-Hi. UiUj-UjO гдеК - величина отклонени  бурового снар да от заданной траектории; Ui, Ua,- выходные напр жени  приемUjnU . НИКОВ 6, 7 и 8, 9 вертикального и горизонтального отклонений отзаданной траектории 21; -Q- - выходной сигнал блока деле ни  11 горизонтального отклонени ; -j-j- -выходной сигнал блока деле ни  10 вертикального отклонени . При отсутствии смещений бурового снар да 20 и равенстве выходных сигналов всех приемников знаменатель отношени  стремитс  к нулю, а стало быть выходное напр жение блока вторичного делени  стремитс  к максимальному значению. Выходной сигнал блока вторичного делени  15 через фильтр 16, предназначенный дл  выделени  среднего значени  сигнала, поступает на индикатор 17, по которому определ ют величину отклонени  бурового снар да 20 от заданной траектории бурени  21, а по отношению напр жений диаметрально расположенных приемников б, 7 и 8, 9 - координаты вертикального и горизонтального смещений бурового снар да от заданной траектории бурени . Результаты измерений могут быть использованы в системах управлени  направленным движением буровых снар дов. Причем в эти системы могут вводитьс  как промежуточные сигналы с блоков 10 и 11, так и конечные сигналы с блока 16. В последнем случае точность управлени  будет более высокой. Исполь :1вание устройства контрол  позволит значительно снизить вли ние различного рода помех на точность измерений. За счет регистрации не абсолютных, а относительных значений выходных напр жений приемников . Использование результатов измерений в свою очередь позволит увеличить глубину бурени . Вследствие исключени  возможности увода бурового снар да от заданной траектории бурени  станет возможным сократить потери угл  в недрах, уменьшить объем подготовительных работ и увеличить производительность труда рабочих. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  направлени  бурени  скважин, включающее передатчик электромагнитной энергии, приемники вертикального и горизонтального отклонени  скважин, блок управлени  исполнительными механизмами и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол , оно снабжено соединенными с выходами приемников вертикального и горизонтального отклонений скважины двум  блоками первичного делени , блоком вторичного делени , двум  сумматорами,, фильтром и коммутатором, входы которого соединены с выходами блоков первичного делени , а выходы со входом блока управлени  исполнительными механизмами и входами сумматоров , выходы которых подключены ко входам .блока вторичного делени , подключенного через фильтр к индикатору. Источник информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 385251, кл. G 01 Y 3/00, 1973. This is achieved by the fact that the device is equipped with two vertical primary units, two secondary units, a secondary unit, two adders, a filter and a switch, the inputs of which are connected to the outputs of the primary unit, to the vertical and horizontal well deviation receivers, and the outputs to the input unit actuators and inputs of adders, the outputs of which are connected to the inputs of the secondary division unit, connected through a filter to the indicator. FIG. Figure 1 shows a device for controlling the position of a drill slug, for example: a screw-auger for underground works: working out a mineral bed; in fig. 2 is a view along arrow A i in FIG. 1 (location of the receivers of electrons; of the magnetic energy at the place of the supposed: output of the drill string). In the reservoir of mineral 1, preparatory workings 2 and 3 were carried out, in the first of which the auger was installed: a groove machine 4 with a drilling rig 5. Based on surveying surveys in the place of the expected exit of the drill shear: vertical control receivers 6 and 7 and horizontal 8 and 9 deviations: scientific research institutes connected to the outputs of the division blocks of voltages 10 and 11, the outputs of which are soy; they are connected to the input of the switch 12 connected by their outputs to the inputs of the adders; 13 and 14, the outputs of which are connected to the input of the secondary division block 15. The output of the secondary division block through the filter 16 connect; It is also connected with the indicator 7. In addition, the output of the switch 12 is connected to the input of the control unit 18, and the transmitter 19 is connected to the drill station 5, which is equipped with the drill string 20. The transmitter 19 can also be installed in the drill de 20, and receivers 6, 7, 8 and 9 in this case can be installed both at the site of the intended projectile exit and at the wellhead. Tray drilling 21 is set by surveying metering. Receivers 6, 7, 8 and 9 are positioned with a certain radius from point 22 (see FIG. 2) of the expected output (input) of the drill string 20. In the simplest case, four receivers can be used. Two of the receivers 6 and 7 are positioned vertically, and the other two receivers 8 and 9 horizontally with respect to the exit point 22 of the drill string 20. The control of the position of the drill bit relative to a predetermined drilling trajectory is dried as follows. When a drill bit 20 is buried in the borehole, a transmitter 19 is turned on. Electromagnetic energy, a passage through the mining array 1 being developed, is recorded by receivers 6, 7, 8 and 9 and is converted into electrical voltage. In the case of following the drill bit 20, strictly along a predetermined drilling path 21, the voltages at the output of receivers b, 7, 8 and 9 and the dividing blocks 10 and 11 will vary to the same degree. When the drill bit 20 deviates from the specified drilling path 21 at the output, the corresponding voltage will change, and their receivers will change. When the vertical deflection of the projectile 20, for example, upwards (see Fig. 2), the voltage increases at the output of the receiver 6 and decreases at the output of the receiver 7. The output signal of the dividing unit 10 will change, the value of which will characterize the relative deflection of the drill 20 from given a drilling path 21. If the projectile 20 deviates horizontally from a given drilling path 21, for example, to the right, the voltage increases at the output of receiver 9 and decreases at the output of receiver 8, and the output signal of dividing unit 11 changes. the simultaneous vertical and horizontal deviations of the drill bit 20, the output nagfs of the dividing units 10 and 11 change simultaneously. Weekend si dividing units 10 and 11 through switch 12 and adders 13 and 14 are fed to dividing dividing unit 15. In the first adder 13, the output voltages of the blocks 10 and 11 are added; in the second adder 14, the same signals are subtracted. Thus, the output of the secondary dividing unit 15 is an electrical voltage proportional to the following relation:. dh-aiU - -atU4 F-Hi. UiUj-UjO where K is the deviation of the drill string from the specified trajectory; Ui, Ua, are the output voltages taking UniU. NIKS 6, 7 and 8, 9 vertical and horizontal deviations from the specified trajectory 21; -Q- is the output signal of the horizontal deviation block 11; The -j-j- output signal of the block does not deviate 10 vertical deviations. In the absence of displacement of the drill bit 20 and equality of the output signals of all receivers, the denominator of the ratio tends to zero, and therefore the output voltage of the secondary division unit tends to the maximum value. The output signal of the secondary dividing unit 15 through the filter 16, designed to highlight the average value of the signal, is fed to the indicator 17, which determines the deviation of the drill bit 20 from the specified drilling trajectory 21, 8, 9 — coordinates of the vertical and horizontal displacements of the drill string from a given drilling trajectory. Measurement results can be used in control systems for guided drilling rigs. Moreover, both intermediate signals from blocks 10 and 11 and final signals from block 16 can be introduced into these systems. In the latter case, the control accuracy will be higher. Use: A monitoring device will significantly reduce the effect of various types of interference on measurement accuracy. By registering not absolute, but relative values of the output voltages of the receivers. Using the measurement results in turn will increase the depth of drilling. By eliminating the possibility of removing the drill string from a given drilling trajectory, it will be possible to reduce the loss of coal in the ground, reduce the amount of preparatory work, and increase the productivity of workers. Apparatus for monitoring the direction of drilling wells, which includes an electromagnetic energy transmitter, vertical and horizontal deviation receivers, an actuator control unit and an indicator, characterized in that it is connected to the outputs of vertical and horizontal deviations of the well to improve the accuracy of control two primary dividing units, a secondary dividing unit, two adders, a filter and a switch, whose inputs are connected to the outputs of the primary division blocks, and the outputs with the input of the control unit of the actuators and the inputs of the adders, the outputs of which are connected to the inputs of the secondary division block connected through a filter to the indicator. The source of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate 385251, cl. G 01 Y 3/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 145504, кл. Е 21 D 13/14, 1962 (протоип ) .2. Authors certificate of the USSR 145504, cl. E 21 D 13/14, 1962 (prototype).
SU772523169A 1977-09-07 1977-09-07 Apparatus for monitoring well-drilling direction SU750049A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772523169A SU750049A1 (en) 1977-09-07 1977-09-07 Apparatus for monitoring well-drilling direction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772523169A SU750049A1 (en) 1977-09-07 1977-09-07 Apparatus for monitoring well-drilling direction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU750049A1 true SU750049A1 (en) 1980-07-23

Family

ID=20724410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772523169A SU750049A1 (en) 1977-09-07 1977-09-07 Apparatus for monitoring well-drilling direction

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU750049A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2854666C (en) Methods for geosteering a drill bit in real time using drilling acoustic signals
US5680906A (en) Method for real time location of deep boreholes while drilling
US2790138A (en) Induction well logging
CA1167154A (en) Integrated well logging system and method
Rai et al. An overview on measurement-while-drilling technique and its scope in excavation industry
US2669690A (en) Resistivity method for obtaining indications of permeable for mations traversed by boreholes
Scoble et al. Correlation beween rotary drill performance parameters and borehole geophysical logging
NO316345B1 (en) Device and method for determining geophysical parameters in downhole depth correlation of measurement data from burn rate sensors
Navarro et al. Assessment of drilling deviations in underground operations
Navarro et al. Blastability and ore grade assessment from drill monitoring for open pit applications
US11299979B2 (en) Magnetic distance and direction measurements from a first borehole to a second borehole
CN107065023B (en) Detection system based on underground space three-dimensional transient electromagnetic data acquisition
AU2020202412A1 (en) Apparatus and method for determining position of drilling tool during drilling
SU750049A1 (en) Apparatus for monitoring well-drilling direction
CN114035237A (en) Ground drilling transient electromagnetic method for monitoring coal mining separation layer water forming process
Scoble et al. A technique for ground characterization using automated production drill monitoring
US4173718A (en) Method for monitoring fluid movement behind casing in oil and gas wells
Kim et al. Effect of RMR and rock type on tunnel drilling speed
Richards CRAE's approach to downhole TEM at Broken Hill
Nord et al. Probing ahead of TBMs by geophysical means
RU2021500C1 (en) Method for determination of borehole crookedness
SU737902A1 (en) Device for well-logging during drilling
SU608915A1 (en) Method of determining rock properties while drilling boreholes
GB1390571A (en) Method and apparatus for controlling the downhole acoustic transmitter of a logging-while-drilling system and method and apparatus for surface-to-downhole communication
Navarro Miguel The use of measure while drilling for rock mass characterization and damage assessment in blasting