SU874957A1

SU874957A1 - Drilling column

Info

Publication number: SU874957A1
Application number: SU782658821A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Васильевич Волков; Юрий Васильевич Грачев; Сергей Меликович Данелянц; Генрих Меликович Файн; Лазарь Соломонович Каган
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority date: 1978-08-07
Filing date: 1978-08-07
Publication date: 1981-10-23

Description

(54) БУРИЛЬНАЯ СВЕЧА(54) DRILLING CANDLE

II

Изобретение относитс к устройствам бурильных свечей, составленных из бурильных труб с вмонтированной в них индуктнвно-проводной линией св зи, и может быть использовано в металлургии и нефт ир(| промышленности при изготовлении бурнльг ных труб, а также при их использовании в бурении глубоких или наклонных скважин, где достоверна информаци параметра бурени имеет первостепенное значение.,The invention relates to drill plug devices composed of drill pipes with an inductive-wire communication line embedded in them, and can be used in metallurgy and petroleum (| industry in the manufacture of spark pipes, as well as in their use in drilling deep or inclined wells where reliable drilling parameter information is of paramount importance.,

Известны бурильные трубы с встроенной в них проводной линией св зи с контактной системой по концам труб на резьбовых элементах замков (1.,Known drill pipe with built-in wire line with the contact system at the ends of the pipes on the threaded elements of the locks (1.,

Недостаток этих конструкций заключаёт-с в высокой веро тности повреждени контактов в процессе соединительных операций, электрической утечке в услови х высоких гидродинамических давлений, а также в вы-; .соких требовани х к чистоте контактов чэ момент их сборки, что требует специальных мер в услови х бурени .The lack of these structures implies a high probability of damage to the contacts in the course of connecting operations, electrical leakage under conditions of high hydrodynamic pressures, and also in high pressure; High requirements for clean contacts are the moment they are assembled, which requires special measures in drilling conditions.

Известна бурильна свеча, содержаща , по крайней мере две трубы с проволочиым каналом св зи, отбортованным по внутренней поверхности трубы, и замковыми соединени ми , имеющими на заплечиках замков торцовые канавки дл размещени проводннков , выполненных в виде контактных колец (21.The known drill candle contains at least two pipes with a wire link, flanged on the inner surface of the pipe, and locking connections having end grooves on the shoulders of the locks to accommodate conductor rings made in the form of contact rings (21.

Недостаток этой системы заключаетс в высокой веро тности повреждени контактов в процессе соединительных операций. Кроме того, поскольку контактные кольца наход тс под действием гидродинамического затрубного давлени , а проводник, подход щий к ннм, - под действием внутритрубного давлени , превыщающего первое на The disadvantage of this system is the high probability of damage to the contacts during the connecting operation. In addition, since the contact rings are under the action of hydrodynamic annular pressure, and the conductor, suitable for nanometers, is affected by the in-tube pressure exceeding the first one by

10 величину рабочего давлени , т.. проходной участок проводника св зи находитс под Е1инамИческим перепадом давлени возмож-, но нарушение изол ции проводника нли его обрыв, а следовательно, нарушение св зи.10, the value of the working pressure, the passage area of the communication conductor is under the EI dynamic pressure drop possible, but a violation of the insulation of the conductor or its breakage and, consequently, a communication failure.

ISIS

Цель изобретени - повышение надежности электрической св зи между отдельными трубами и свечами, а также сокращение временн на соедннительные операции.The purpose of the invention is to increase the reliability of electrical communication between individual pipes and candles, as well as to reduce the time for connection operations.

Указанна цель достигаетс тем, что бу20 рильна свеча снабжена- электрически св занными с проводниками катушками индуктивности , размещенными в торцовых канавках на заплечиках замков труб, наход щихс по концам свечи, а проводники в торцовых канавках на заплечиках замков остальных труб, свечи уложены петл ми или в виде спирали, поперечный размер которых меньше шага резьбы замка.This goal is achieved by providing the drill candle with electrically connected inductance coils located in the end grooves on the shoulders of the pipe locks located at the ends of the candle, and the conductors in the end grooves on the shoulder of the other pipe locks, the candles are laid in loops or in the form of a spiral, the transverse size of which is less than the pitch of the thread of the lock.

Кроме того, катушки индуктивности заключены в кольцевой экран П-образной формы , выполненный из магнитно-м гкого мате ()иала, с целью надежности и упрощени отбортовки проводника, на наружной поверхности труб выполнен паз, расп ир ющийс к оси труб, причем, с целью повышени несущей способности труб, в месте размещени паза на внутренней поверхности труб выполиен прилив.In addition, the inductors are enclosed in an U-shaped annular screen made of a soft magnetic mat (), for the purpose of reliability and simplification of the flange of the conductor, on the outer surface of the pipes there is a groove disposed to the axis of the pipes, and in order to increase the bearing capacity of the pipes, in the place where the groove is located on the inner surface of the pipes, the tide is flowing out.

На фиг. I представлена бурильна свеча , общий вид в разрезе; на фиг. 2 - вид В.на фиг. ; на фиг. 3 - вид Г на фиг. I; на фиг. 4 - узел I на фиг. I; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 - узел И на фиг. 5; на фиг. 7 - узел III на фиг. I; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 7.FIG. I presents a drill plug, a general sectional view; in fig. 2 - view V. on FIG. ; in fig. 3 is a view of FIG. I; in fig. 4 — node I in FIG. I; in fig. 5 shows section A-A in FIG. one; in fig. 6 — node AND in FIG. five; in fig. 7 shows the node III in FIG. I; in fig. 8 is a section BB in FIG. 7

Бурильна свеча, составленна , по меньшей мере, из 2-х труб 1, имеет на верхнем конце муфту 2 с торцовой канавкой 3, в которой в кольцевом экране 4 П-образной формы выполненном из магнитно-м гкого материала с изол ционным слоем 5 размещена катушка 6 индуктивности, котора электрически соединена с изолированным проводником 7, пропущенным через сквозной канал 8 муфты и уложенным в паз 9 в теле трубы, выполненным расшир ющимс к оси Трубы упрочненной приливом 10. Ниппель |1 н муфта 12, расположенные в средней части свечи, также имеют сквозные каналы 3 и 14 соответственно, и торцовые канавки 15, в которые укладываютс петл ми или в 1шде спиралей, поперечный размер которых меньше шага резьбы замка, соедннительчдае проводники 16 и их соединение 17. Бу ))ова свеча на нижнем конце имеет ниппель 8 с торцовой канавкой 19 с вмонтированной 9 нее катушкой индуктивности, аналогичцой катушке на верхнем конце свечи.A drill plug, made up of at least 2 pipes 1, has a coupling 2 with an end groove 3 at the upper end, in which in an annular screen 4 of U-shape made of a soft magnetic material with an insulating layer 5 an inductance coil 6, which is electrically connected to an insulated conductor 7, passed through a through channel 8 of the coupling and laid in a groove 9 in the body of the pipe, made expanding to the axis of the pipe with a tide-hardened 10. Nipple | 1 n coupling 12, located in the middle part of the candle, also have through channels 3 and 14, respectively, and the end grooves 15, which are looped or in 1sheed spirals, the transverse size of which is smaller than the pitch of the thread of the lock, connectors conductors 16 and their connection 17. Bu) a) the candle at the lower end has a nipple 8 with an end groove 19 with a 9 inductance coil mounted in it, similar to the coil at the upper end of the plug.

Бурильна свеча, кроме своей основной функции {механическа и гидравлическа силова передача с поверхности на забой) содержит в своем устройстве канал св зи и служнт дл передачи информации,с одного конца бурильной колонны на другой ее конец . При этом операции, св занные со свинчиванием - развинчиванием свечей не вызывают дополнительных работ. Что же касаетс соединений между отдельными трубами в свече, то операци по соединению, изол ции и укладке в торцовь)й паз проводников осуществл етс один раз на буровой точке.The drill plug, besides its main function {mechanical and hydraulic power transmission from surface to bottom), contains in its device a communication channel and a service for transmitting information from one end of the drill string to the other end. In this case, operations associated with screwing - unscrewing candles do not cause additional work. As for the connections between the individual pipes in the candle, the connection, insulation and laying in the end grooves of the conductors are performed once at the drill point.

Полезный сигнал забойных датчиков с помощью автономного источника питани и преобразованный в кодированное сообщение поступает на выход забойного контейнера.The useful signal of the downhole sensors using an autonomous power source and converted into an encoded message goes to the output of the downhole container.

представл ющего собой индуктивность, котора согласуетс как электрически, так и по геометрии с индуктивностью б, размещенной на нижнем конце трубы I в торцовой канавке 19.inductance, which is matched, both electrically and in geometry, with inductance b, located at the lower end of pipe I in the face groove 19.

Индуцированный ток сигнала поступает из катушки 6 в двухпроводную систему, одна лини которой - металл бурильных труб, а друга лини - провод 7, проложенный в сквозном канале в теле ниппел 18 и далее в пазу 9 трубы I.The induced current of the signal comes from coil 6 to a two-wire system, one line of which is metal of drill pipes and the other line is wire 7 laid in a through channel in a nipple body 18 and further in groove 9 of pipe I.

Далее сигнал проходит по проводнику, размещенному в канале 14 муфты 12, где в торцовой канавке 16 соедин етс с проводником следу|рщей трубы. Соединение проводов может быть выполнено неразъемным, например пайкой. При этом необходимо выполнить следующие услови :The signal then passes through a conductor placed in channel 14 of the coupling 12, where in the end groove 16 it is connected to the conductor by the next pipe. Wire connection can be made one-piece, for example by soldering. The following conditions must be met:

а)в начале концы проводников должны быть закручены в спираль, виток к витку и уложены в паз;a) at the beginning, the ends of the conductors should be twisted into a spiral, a coil to the coil and laid in the groove;

б)во врем свинчивани труб следует оставить зазор не менее, чем диаметр спирали проводника (например 4мм);b) during the screwing of the pipes, a gap should be left not less than the diameter of the conductor helix (for example, 4 mm);

в)по меткам на ниппеле и фуфте нужно рассчитать, с какой стороны лучше разместить соединение (спирали могут либо раст гиватьс , либо сжиматьс при довинчивании и докреплении замкового соединени ).c) using the marks on the nipple and the sleeve, it is necessary to calculate from which side it is better to place the joint (the spirals can either stretch or contract while screwing and completing the locking joint).

В соседней трубе сигнал проходит по проводнику, уложенному в пазах трубы и замков аналогичным образом. Выход сигнала осуществл етс через катушку 6 индуктивности на верхнем конце свечи. В каждой последующей свече сигнал передаетс аналогично до усть скважины, где принимаетс входным (тоже индуктивным) устройством на ведущей трубе, а затем по проводной линии св зи через катушку, проходной коллектор в вертлиге к усилительным и преобразовательным устройствам.In the adjacent pipe, the signal passes through a conductor laid in the grooves of the pipe and locks in a similar way. The signal is output through an inductor coil 6 at the upper end of the plug. In each subsequent candle, the signal is transmitted similarly to the wellhead, where it is received by the input (also inductive) device on the lead pipe, and then over the wire line through the coil, the through-collector in the turntable, to amplifying and converting devices.

Дл того, чтобы снизить потери энергии сигнала на нагрев и гистерезис в теле замка катушки индуктивности экранируютс магнитно-м гким материалом, например пермаллоем ,при этом форма экрана соответствует форме канавки на заплечике замка, т.е. он выполнен кольцом, имеющем П-образное сечение, открытое в сторону парной катушки индуктивности. Така форма выполнени экрана вл етс наиболее рациональной дл предлагаемой конструкции бурильной свечи.In order to reduce the energy losses of the signal for heating and hysteresis in the lock body of the inductor, they are shielded with a soft magnetic material, such as permalloy, while the shape of the screen corresponds to the shape of the groove on the lock shoulder, i.e. it is made of a ring having a U-shaped cross section, open towards the pair of inductors. Such an embodiment of the screen is the most rational for the proposed construction of the drill plug.

Поперечный размер соединительных проводников , размещенных в торцовых канавках на концах труб внутри свечи, выбран исход из следующих соображений.The transverse size of the connecting conductors placed in the end grooves at the ends of the pipes inside the spark plug, was chosen on the basis of the following considerations.

Claims

The peculiarity of the connection of the conductors inside the spark plug is that it is made in the process of screwing the pipes, for which there is enough space between the shoulders of the locks to push the connection itself and the ends of the conductors into their grooves. rolled up into a spiral, and then made a reinforcement of the threaded joint, with a unit so that the conductor does not bite in the gap. Since at this fastening to rotate the connected pipes by more than one turn, it is impossible due to the overlap of the conductors against each other, the maximum gap between the shoulders of the locks should not exceed the thread pitch. The use of drill candles of the proposed design provides the possibility of automatic drilling control in deep wells with the involvement of computers; operational management of the drilling process; acquisition of log data directly in the process of opening the layers; field studies of downhole mechanisms and machines; improving the reliability of electrical communication between individual pipes and plugs along the drill string. Claims. A drill plug containing at least two pipes with a wire communication channel and lock connections having end grooves on the shoulders of locks for accommodating conductors, characterized in that, in order to increase the reliability of the electrical connection between the individual pipes and candles, as well as reducing the time for connecting operations, it is provided with electrically connected to the conductors inductors placed in the end grooves on the shoulders of the locks of the pipes located at the ends of the plugs, and the conductors in the ends The x grooves on the shoulders of the locks of the remaining tubes of the candle are arranged in loops or in the form of a spiral whose transverse size is smaller than the pitch of the thread of the lock. 2. Candle in accordance with claim 1, characterized in that the inductance coils are enclosed in an U-shaped annular shield, made in the case of a magnetically soft material. 3. Candle in accordance with claim 1, characterized in that. for the purpose of reliability and simplification of the flange of the conductor, a groove extending to the pipe axis is made on the outer surface of the pipe .. 4. The candle according to claim 3, wherein, in order to increase the carrying capacity of the pipes, at the location of the groove on the inner surface of the pipes made tide. Sources of information accepted during examination 1. US Patent No. 3518609, published. 1970.

2. Denison, E. B. The Telemetric System of Shell .- “Oil and Gas, 1977, No. 6, p. 63.

Fig

in id 8

Vi9g

Fig.Z

FTs.28

FIG.

//

LL

FIG. five

FIG. 7

bg1