WO2022146175A1 - Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a well - Google Patents

Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a well Download PDF

Info

Publication number
WO2022146175A1
WO2022146175A1 PCT/RU2021/000379 RU2021000379W WO2022146175A1 WO 2022146175 A1 WO2022146175 A1 WO 2022146175A1 RU 2021000379 W RU2021000379 W RU 2021000379W WO 2022146175 A1 WO2022146175 A1 WO 2022146175A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drill pipe
rfid
well
drill
depth
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000379
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Геннадьевич КОНДРАТЬЕВ
Александр Евгеньевич МАРКИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Стройпромгрупп"
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
Priority claimed from RU2020143903A external-priority patent/RU2788411C2/en
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Стройпромгрупп" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Стройпромгрупп"
Priority to CN202180086735.9A priority Critical patent/CN116635607A/en
Publication of WO2022146175A1 publication Critical patent/WO2022146175A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B45/00Measuring the drilling time or rate of penetration
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08Measuring diameters or related dimensions at the borehole

Definitions

  • the invention relates to the oil and gas and mining industries, namely, to a method for reading information from RFID tags installed on oil and gas drilling equipment and can be used to determine the location depth, speed of passage and time spent by the drill pipe as part of the drill strings in the wellbore during drilling and other tripping operations.
  • the invention is industrially applicable.
  • Drill strings used in drilling oil and gas wells consist of various types of pipes. Deep wells often have more than 600 drill pipe joints in the wellbore, in addition to drill pipe, drill strings can include tools such as drill collars, reamers, stabilizers, butt adapters for various threaded connections, relief valves, special logging tools.
  • Drill pipes are the main part of the drill string intended for lowering into a borehole and lifting a rock cutting tool, transmitting rotation, creating an axial load on the tool, and transporting drilling fluid to the bottom of the well. They also make up a significant part of all the costs of oil and gas production. Therefore, it is important to have effective means of monitoring the entire life cycle of the drill pipe, including its operation directly on the drilling rigs.
  • Reading information from an RFID tag at the right time can make it possible to accurately calculate the depth, speed and time spent by the drill pipe in the borehole during drilling.
  • a device for emitting and receiving radio waves is placed - RFID antennas and an RFID scanner with a system for recording, storing and storing data.
  • RFID tags radio frequency identifiers
  • the depth, speed and time spent by the drill pipe, other drilling tool in the well are determined by registering RFID tags during the descent or retrieval of the drill string. The registration of descent and ascent is carried out at the moment of passage of the section of the drill pipe, bearing the RFID tag, past the RFID antenna.
  • the depth of the location and the time spent by the drill pipe in the well is calculated in real time using a mathematical algorithm embedded in the ARBI software and hardware complex that registers physical processes.
  • the depth, speed and time spent in the well of the drill pipe are calculated using the detailing of the drill string by elements, and the calculation, in turn, is implemented in the ARBI software and hardware complex (Certificates of the Russian Federation on a computer No. 2019661321, 2020617486), currently operating time on drilling rigs in test mode.
  • the purpose of the invention is to determine the location depth, speed and time spent by the drill pipe in the well during drilling and other tripping operations.
  • the present invention implements a closed loop control of the drill string from the installation of RFID tags to the calculation of the depth, speed and time spent by the drill pipe in the well. Measurements and calculations are carried out online, automatically, without the participation of an operator.
  • Fig.1 schematically shows the principle of operation of the device that provides the implementation of the proposed method.
  • the proposed method includes a device that records the exact time of the drill pipe running in well and pulling the drill pipe out of the well for each individual pipe in the string.
  • the drill string pipes are marked in certain places with radio-frequency RFID tags, the measuring system, consisting of RFID antennas and an RFID scanner, reads these tags, and special software (ARBI program) that manages the measurements processes the received data and performs calculations.
  • the measuring system consisting of RFID antennas and an RFID scanner, reads these tags, and special software (ARBI program) that manages the measurements processes the received data and performs calculations.
  • ARBI program special software
  • RFID antennas are mounted, and a system for recording, storing and processing information in the form of an RFID scanner is connected to the antennas.
  • the mechanisms and elements that make up the drill string are equipped with radio-frequency RFID tags, with the help of which the recording system, RFID antennas and RFID scanner determine the exact time of passage of the marked pipe past the antennas.
  • the signal received from the RFID tag is transmitted to a data logger, an RFID scanner connected to a local server with special ARBI software, where this ARBI program is on based on the data received from the marks, calculates the depth at which each drill pipe is located, the time spent by this drill pipe in the well, and the speed of the drill pipe in the well.
  • the essence of the algorithm that calculates the speed of the drill string during drilling or other tripping operations is to process the time intervals between the registration of sequentially passing drill pipes of a known length with installed RFID tags as part of the drill string past the RFID antennas.
  • the determination of the current depth of a particular drill pipe being run into the well is calculated by successively summing up the lengths of the drill pipes following this drill pipe for which the depth is being calculated.
  • the determination of the current depth of the drill pipe being lifted from the well is carried out in the reverse order - by successively subtracting the lengths of the previous drill pipes leaving the well from the typed pipe when lowering the depth.
  • the time spent by the drill pipe in the well is determined by calculating the time interval between the registration of the descent and retrieval of the same RFID tag passing by the RFID antenna.
  • the speed of movement of the drill pipe, and, consequently, of the entire string is easily determined if the lengths and times are known.
  • This method provides information about the location depth, residence time and speed of movement of each drill pipe in the well, and therefore all these parameters for the drill string as a whole.
  • Fig. 1 schematic representation of the drill string
  • Fig. 2 is a schematic representation of a hardware measuring complex
  • FIG. 3 general view of the hardware measuring complex
  • Fig. 4 is a side view of the hardware measuring complex, where
  • RFID antennas 2 are mounted (Figure 1, Figure 2, Fig. 3, Fig. 4), to the RFID antenna 2 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, ' Fig. 4) is connected to the system of registration, storage and processing of information in the form of an RFID scanner (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4).
  • RFID scanners 5 Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4 determines the length and time of passage of the marked drill pipe 1 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4 ).
  • the essence of the algorithm that calculates the speed of the drill string during drilling or other tripping operations is to calculate the time intervals between the registration of sequentially passing drill pipes in the drill string with RFID tags 2 installed (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig. .4) past the RFID antenna 3 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4).
  • the determination of the current depth of the drill pipe 1 lowered into the well (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) is calculated by successive summation of the lengths of the drill pipes following the drill pipe for which the depth is calculated.
  • the determination of the current depth of the drill pipe being lifted from the well is carried out in the reverse order - by successively subtracting the lengths of the previous drill pipes leaving the well from the typed pipe when lowering the depth.
  • the time spent by the drill pipe in the well is determined by calculating the time interval between the registration of the descent and ascent of the same RFID tag 2 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4), passing by the RFID antenna 3 (Fig. .1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4) .
  • Each drill pipe has a unique RFID tag 2 ( Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

A method for determining the depth at which a drill pipe is positioned, the speed of passage of the drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a wellbore by reading an RFID tag during drilling, wherein RFID antennas are mounted directly beneath a rotary table in a wellhead of the wellbore, and a system for logging, storing and processing information in the form of an RFID scanner is connected to the antennas. Installed in the mechanisms and elements that constitute the drill string are radio-frequency RFID tags, by means of which the logging system, the RFID antennas and the RFID scanner determine the exact time at which a tagged pipe passes the antennas. When a drill pipe with an installed RFID tag passes an RFID antenna, a signal received from the RFID tag is transmitted to a data logger, i.e. the RFID scanner, which is connected to a local server with specialized software known as ARBI, where said ARBI program uses the data obtained from the tags as a basis for calculating the depth at which each drill pipe is located, the length of time that said drill pipe is located in the well, and the speed of movement of the drill pipe in the well.

Description

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ, СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ НАХОЖДЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ ТРУБЫ В СКВАЖИНЕ METHOD FOR DETERMINING DEPTH, SPEED AND TIME OF DRILL PIPE IN WELL
Изобретение относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности, а именно, к способу считывания информации с RFID-меток, установленных на нефтяном и газовом буровом оборудовании и может быть использовано для определения глубины расположения, скорости прохождения и времени нахождения бурильной трубы в составе буровых колонн в стволе скважины в процессе бурения и других спускоподъемных операций. The invention relates to the oil and gas and mining industries, namely, to a method for reading information from RFID tags installed on oil and gas drilling equipment and can be used to determine the location depth, speed of passage and time spent by the drill pipe as part of the drill strings in the wellbore during drilling and other tripping operations.
Изобретение является промышленно применимым. The invention is industrially applicable.
Бурильные колонны, используемые при бурении нефтяных и газовых скважин, состоят из труб различных типов. Глубокие скважины часто имеют более 600 стыков бурильных труб в стволе скважины, в дополнение к бурильным трубам бурильные колонны могут включать такие инструменты, как утяжеленные бурильные трубы, расширители, стабилизаторы, стыковые переходники для различных резьбовых соединений, предохранительные клапаны, специальные инструменты для каротажа. Drill strings used in drilling oil and gas wells consist of various types of pipes. Deep wells often have more than 600 drill pipe joints in the wellbore, in addition to drill pipe, drill strings can include tools such as drill collars, reamers, stabilizers, butt adapters for various threaded connections, relief valves, special logging tools.
Бурильные трубы являются основной частью бурильной колонны, предназначенной для спуска в буровую скважину и подъёма породоразрушающего инструмента, передачи вращения, создания осевой нагрузки на инструмент, транспортирования бурового раствора к забою скважины. Они же составляют существенную часть всех затрат на нефтегазодобычу. Поэтому важно иметь эффективные средства контроля за всем жизненным циклом бурильной трубы, включая ее эксплуатацию непосредственно на буровых. Drill pipes are the main part of the drill string intended for lowering into a borehole and lifting a rock cutting tool, transmitting rotation, creating an axial load on the tool, and transporting drilling fluid to the bottom of the well. They also make up a significant part of all the costs of oil and gas production. Therefore, it is important to have effective means of monitoring the entire life cycle of the drill pipe, including its operation directly on the drilling rigs.
В настоящее время известно использование RFID-технологий такими компаниями, как Schlumberger, Petrobas (Petroleo Brasileiro S.A.), Weatherford International Ltd, China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec), ООО «Горизонты роста». Применение RFID-технологии заключается в установке на каждую трубу RFID- метки, которая несет уникальную информацию об этой конкретной трубе. Currently, the use of RFID technologies by companies such as Schlumberger, Petrobas (Petroleo Brasileiro S.A.), Weatherford International Ltd, China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec), Horizons of Growth LLC is known. The application of RFID technology is to install an RFID tag on each pipe, which carries unique information about that particular pipe.
Считывание информации с RFID-метки в необходимые моменты, может дать возможность точно рассчитать глубину расположения, скорость движения и время нахождения бурильной трубы в буровой скважине в процессе бурения. В устье скважины непосредственно под роторным столом размещают устройство для излучения и приёма радиоволн - RFID-антенны и RFID-сканер с системой регистрации, запоминания и хранения данных. В бурильных трубах, иных механизмах и приспособлениях в составе бурильных колонн устанавливаются радиочастотные идентификаторы (RFID-метки). Глубина, скорость движения и время нахождения бурильной трубы, другого бурильного инструмента в скважине определяются путем регистрации RFID-меток во время спуска или подъема буровой колонны. Регистрация спуска и подъема осуществляется в момент прохождения участка бурильной трубы, несущей на себе RFID-метку, мимо RFID-антенны. Reading information from an RFID tag at the right time can make it possible to accurately calculate the depth, speed and time spent by the drill pipe in the borehole during drilling. At the wellhead, directly under the rotary table, a device for emitting and receiving radio waves is placed - RFID antennas and an RFID scanner with a system for recording, storing and storing data. In drill pipes, other mechanisms and devices as part of drill strings, radio frequency identifiers (RFID tags) are installed. The depth, speed and time spent by the drill pipe, other drilling tool in the well are determined by registering RFID tags during the descent or retrieval of the drill string. The registration of descent and ascent is carried out at the moment of passage of the section of the drill pipe, bearing the RFID tag, past the RFID antenna.
Глубина расположения и время нахождения бурильной трубы в скважине рассчитывается в режиме реального времени посредством математического алгоритма, заложенного в регистрирующий физические процессы программно-аппаратный комплекс АРБИ. The depth of the location and the time spent by the drill pipe in the well is calculated in real time using a mathematical algorithm embedded in the ARBI software and hardware complex that registers physical processes.
Глубина, скорость движения и время нахождения в скважине бурильной-трубы рассчитываются с помощью детализации буровой колонны по элементам, а расчет, в свою очередь, реализован в программно-аппаратном комплексе АРБИ (Свидетельства РФ на ЭВМ №№ 2019661321, 2020617486), работающим в настоящее время на буровых установках в режиме тестирования. The depth, speed and time spent in the well of the drill pipe are calculated using the detailing of the drill string by elements, and the calculation, in turn, is implemented in the ARBI software and hardware complex (Certificates of the Russian Federation on a computer No. 2019661321, 2020617486), currently operating time on drilling rigs in test mode.
Целью изобретения является определение глубины расположения, скорости движения и времени нахождения бурильной трубы в скважине при бурении и других спускоподъемных операциях. The purpose of the invention is to determine the location depth, speed and time spent by the drill pipe in the well during drilling and other tripping operations.
Настоящее изобретение реализует замкнутый цикл контроля работы буровой колонны от установки RFID-меток до расчета глубины расположения, скорости движения и времени нахождения бурильной трубы в скважине. Измерения и расчет ведутся в режиме онлайн, автоматически, без участия оператора. The present invention implements a closed loop control of the drill string from the installation of RFID tags to the calculation of the depth, speed and time spent by the drill pipe in the well. Measurements and calculations are carried out online, automatically, without the participation of an operator.
Сущность изобретения поясняется на Фиг.1 , где схематически показан принцип работы устройства, обеспечивающего реализацию предложенного способа. The essence of the invention is illustrated in Fig.1, which schematically shows the principle of operation of the device that provides the implementation of the proposed method.
Поставленная цель достигается тем, что предложенный способ включает в себя устройство, регистрирующее точные моменты времени спуска бурильной трубы в скважину и подъема бурильной трубы из скважины для каждой отдельной трубы в составе колонны. This goal is achieved by the fact that the proposed method includes a device that records the exact time of the drill pipe running in well and pulling the drill pipe out of the well for each individual pipe in the string.
Трубы бурильной колонны, промаркированы в определенных местах радиочастотными RFID-метками, измерительная система, состоящая из RFID-антенн и RFID-сканера, считывает эти метки, а специальное программное обеспечение (программа АРБИ), управляющее измерениями, обрабатывает полученные данные и производит расчеты. The drill string pipes are marked in certain places with radio-frequency RFID tags, the measuring system, consisting of RFID antennas and an RFID scanner, reads these tags, and special software (ARBI program) that manages the measurements processes the received data and performs calculations.
Суть способа определения глубины расположения, скорости движения и времени нахождения бурильной трубы в скважине заключается в нижеследующем. The essence of the method for determining the location depth, the speed of movement and the time spent by the drill pipe in the well is as follows.
В устье скважины, непосредственно под роторным столом монтируются RFID- антенны, к антеннам подключается система регистрации, запоминания и обработки информации в виде RFID-сканера. В механизмы и элементы, входящие в состав бурильной колонны, устанавливаются радиочастотные RFID-метки, с помощью которых регистрирующая система, RFID-антенны и RFID-сканер определяют точное время прохождения мимо антенн маркированной трубы. При прохождении бурильной трубы с установленной RFID-меткой мимо RFID-антенны, сигнал, полученный от RFID-метки, передается на регистратор данных, RFID-сканер, связанный с локальным сервером со специальным программным обеспечением «АРБИ», где эта программа «АРБИ» на основании полученных от меток данных рассчитывает глубину, на которой находится каждая бурильная труба, время нахождения этой бурильной трубы в скважине и скорость движения бурильной трубы в скважине. At the wellhead, directly under the rotary table, RFID antennas are mounted, and a system for recording, storing and processing information in the form of an RFID scanner is connected to the antennas. The mechanisms and elements that make up the drill string are equipped with radio-frequency RFID tags, with the help of which the recording system, RFID antennas and RFID scanner determine the exact time of passage of the marked pipe past the antennas. When a drill pipe with an installed RFID tag passes by the RFID antenna, the signal received from the RFID tag is transmitted to a data logger, an RFID scanner connected to a local server with special ARBI software, where this ARBI program is on based on the data received from the marks, calculates the depth at which each drill pipe is located, the time spent by this drill pipe in the well, and the speed of the drill pipe in the well.
Сущность алгоритма, рассчитывающего скорость движения бурильной колонны при бурении или другой спускоподъемной операции, заключается в обработке временных интервалов между регистрацией последовательно проходящих бурильных труб известной длины с установленными RFID-метками в составе бурильной колонны мимо RFID-антенн. Определение текущей глубины конкретной, спускаемой в скважину, бурильной трубы рассчитывается путем последовательного суммирования длин бурильных труб, следующих за этой бурильной трубой, для которой рассчитывается глубина. Определение текущей глубины поднимаемой из скважины бурильной трубы идет в обратном порядке - последовательным вычитанием из набранной трубой при спуске глубины длин предшествующих выходящих из скважины бурильных труб. Время нахождения бурильной трубы в скважине определяется путем вычисления интервала времени между регистрацией спуска и подъема одной и той же RFID-метки, проходящей мимо RFID-антенны. The essence of the algorithm that calculates the speed of the drill string during drilling or other tripping operations is to process the time intervals between the registration of sequentially passing drill pipes of a known length with installed RFID tags as part of the drill string past the RFID antennas. The determination of the current depth of a particular drill pipe being run into the well is calculated by successively summing up the lengths of the drill pipes following this drill pipe for which the depth is being calculated. The determination of the current depth of the drill pipe being lifted from the well is carried out in the reverse order - by successively subtracting the lengths of the previous drill pipes leaving the well from the typed pipe when lowering the depth. The time spent by the drill pipe in the well is determined by calculating the time interval between the registration of the descent and retrieval of the same RFID tag passing by the RFID antenna.
Скорость движения бурильной трубы, а, следовательно, и всей колонны легко определяется, если известны длины и времена. The speed of movement of the drill pipe, and, consequently, of the entire string is easily determined if the lengths and times are known.
Данный способ дает информацию о глубине расположения, времени нахождения и скорости движения каждой бурильной трубы в скважине, а следовательно и всех этих параметров для бурильной колонны в целом. This method provides information about the location depth, residence time and speed of movement of each drill pipe in the well, and therefore all these parameters for the drill string as a whole.
Ниже приводится перечень приложенных чертежей. Below is a list of the attached drawings.
Фиг. 1 - схематическое изображение бурильной колонны Fig. 1 - schematic representation of the drill string
1 - бурильная труба с RFID-меткой, 1 - drill pipe with RFID tag,
2 - RFID-метка, 2 - RFID tag,
3 - RFID-антенна, 3 - RFID antenna,
5 - RFID-сканер 5 - RFID scanner
8 - роторный стол буровой установки 8 - rotary table of the drilling rig
11 -взрывозащищенный ящик 11 - explosion-proof box
12 - устье скважины, 12 - wellhead,
15- долото 15- chisel
Фиг. 2 - схематическое изображение аппаратного измерительного комплекса, где Fig. 2 is a schematic representation of a hardware measuring complex, where
1 - бурильная труба с RFID-меткой, 1 - drill pipe with RFID tag,
2 - RFID-метка, 2 - RFID tag,
3 - RFID-антенна, 3 - RFID antenna,
4 - соединительный кабель RFID-антенн с RFID-сканером, 4 - connecting cable of RFID antennas with RFID scanner,
5 - RFID-сканер 5 - RFID scanner
6 - сетевой коммутатор 6 - network switch
7 - локальный сервер 7 - local server
9 - соединительный кабель между RFID-сканером и сетевым коммутатором 9 - connecting cable between RFID scanner and network switch
10 - соединительный кабель между сетевым коммутатором и локальным сервером 10 - connecting cable between network switch and local server
11 -взрывозащищенный ящик 11 - explosion-proof box
13 - пространство под роторным столом 13 - space under the rotary table
14 - пространство над роторным столом 14 - space above the rotary table
Фиг. 3 - общий вид аппаратного измерительного комплекса, где Fig. 3 - general view of the hardware measuring complex, where
1 - бурильная труба с RFID-меткой, 1 - drill pipe with RFID tag,
2 - RFID-метка, 3 - RFID-антенна, 2 - RFID tag, 3 - RFID antenna,
4 - соединительный кабель антенн с RFID-сканером, 4 - antenna connecting cable with RFID scanner,
5 - RFID-сканер, 5 - RFID scanner,
8 - роторный стол буровой установки 8 - rotary table of the drilling rig
11 - взрывозащищенный ящик 11 - explosion-proof box
12 - устье ствола скважины 12 - wellhead
13 - пространство под роторным столом 13 - space under the rotary table
Фиг. 4 -вид сбоку аппаратного измерительного комплекса, где Fig. 4 is a side view of the hardware measuring complex, where
1 - бурильная труба с RFID-меткой. 1 - drill pipe with RFID tag.
2 - RFID-метка, 2 - RFID tag,
3 - RFID-антенна, 3 - RFID antenna,
4 - соединительный кабель RFID-антенны и RFID-сканера, 4 - connecting cable for RFID antenna and RFID scanner,
5 - RFID- сканер, 5 - RFID scanner,
8 - роторный стол буровой установки 8 - rotary table of the drilling rig
11 - взрывозащищенный ящик 11 - explosion-proof box
12 - устье ствола скважины 12 - wellhead
13 - пространство под роторным столом 13 - space under the rotary table
Ниже описывается осуществление изобретения со ссылкой на приложенные чертежи. The following describes the implementation of the invention with reference to the attached drawings.
В устье скважины 12 (Фиг.1, Фиг. 3, Фиг.4), непосредственно под роторным столом 8 (Фиг.1, Фиг. 3, Фиг.4) монтируются RFID-антенны 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4), к RFID-антеннам 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, ' Фиг.4) подключается система регистрации, запоминания и обработки информации в виде RFID-сканера (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4). В механизмы и элементы, входящие в состав бурильной колонны 1 (Фиг.1, Фиг. 3, Фиг.4), устанавливаются радиочастотные RFID-метки 3 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4), с помощью которых регистрирующая система RFID-сканер 5 (Фиг.1 , Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) определяет длину и время прохождения маркированной бурильной трубы 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4). At the wellhead 12 (Figure 1, Figure 3, Figure 4), directly under the rotary table 8 (Figure 1, Figure 3, Figure 4) RFID antennas 2 are mounted (Figure 1, Figure 2, Fig. 3, Fig. 4), to the RFID antenna 2 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, ' Fig. 4) is connected to the system of registration, storage and processing of information in the form of an RFID scanner (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). In the mechanisms and elements that make up the drill string 1 (Fig.1, Fig. 3, Fig.4), radio-frequency RFID tags 3 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4) are installed, with using which the registration system RFID scanner 5 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4) determines the length and time of passage of the marked drill pipe 1 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4 ).
При прохождении бурильной трубы 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) с установленной RFID-меткой 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) мимо RFID-антенны 3 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) сигнал, полученный от RFID-метки 2(Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) передается на регистратор данных RFID-сканер 5 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) , связанный с локальным сервером 7 (Фиг.2) со специальным программным обеспечения «АРБИ» (на чертежах не показано), где с помощью программного обеспечения «АРБИ» рассчитываются данные о глубине, на которую спущена бурильная труба 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4), время нахождения бурильной трубы 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) в скважине и скорость прохождения бурильной трубы 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) в скважине. When the drill pipe 1 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4) with the installed RFID tag 2 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4) past the RFID antenna 3 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4) the signal received from the RFID tag 2 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4) is transmitted to the data logger RFID scanner 5 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4) associated with the local server 7 (Figure 2) with special software "ARBI" (not shown in the drawings), where using software providing "ARBI" calculated data on the depth to which the drill pipe 1 is lowered (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4), the time spent by the drill pipe 1 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3 , Fig.4) in the well and the speed of passage of the drill pipe 1 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4) in the well.
Сущность алгоритма, рассчитывающего скорость движения бурильной колонны при бурении или другой спускоподъемной операции, заключается в вычислении временных интервалов между регистрацией последовательно проходящих бурильных труб в составе буровой колонны с установленными RFID-метками 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) мимо RFID-антенны 3 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4). Определение текущей глубины спускаемой в скважину бурильной трубы 1 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) рассчитывается путем последовательного суммирования длин бурильных труб, следующих за бурильной трубой, для которой рассчитывается глубина. Определение текущей глубины поднимаемой из скважины бурильной трубы идет в обратном порядке - последовательным вычитанием из набранной трубой при спуске глубины длин предшествующих выходящих из скважины бурильных труб. The essence of the algorithm that calculates the speed of the drill string during drilling or other tripping operations is to calculate the time intervals between the registration of sequentially passing drill pipes in the drill string with RFID tags 2 installed (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig. .4) past the RFID antenna 3 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). The determination of the current depth of the drill pipe 1 lowered into the well (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) is calculated by successive summation of the lengths of the drill pipes following the drill pipe for which the depth is calculated. The determination of the current depth of the drill pipe being lifted from the well is carried out in the reverse order - by successively subtracting the lengths of the previous drill pipes leaving the well from the typed pipe when lowering the depth.
Время нахождения бурильной трубы в скважине определяется путем вычисления интервала времени между регистрацией спуска и подъема одной и той же RFID-метки 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4), проходящей мимо RFID-антенны 3 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4) . Каждая бурильная труба имеет уникальную RFID-метку 2 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг. 3, Фиг.4). The time spent by the drill pipe in the well is determined by calculating the time interval between the registration of the descent and ascent of the same RFID tag 2 (Fig.1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4), passing by the RFID antenna 3 (Fig. .1, Fig.2, Fig. 3, Fig.4) . Each drill pipe has a unique RFID tag 2 (Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ определения глубины расположения, скорости движения и времени нахождения бурильной трубы в буровой скважине с помощью считывания RFID-метки в процессе бурения, осуществляемый с помощью автоматизированного измерительного комплекса для считывания радиочастотной идентификационной RFID-метки в процессе бурения, установленного на нефтяном и газовом буровом оборудовании над устьем ствола буровой скважины, содержащего: 1. A method for determining the location depth, movement speed and time spent by a drill pipe in a borehole by reading an RFID tag during drilling, carried out using an automated measuring complex for reading a radio frequency identification RFID tag during drilling, installed on an oil and gas drilling rig. equipment above the mouth of the borehole, containing:
- не более четырех RFID-антенн, установленных на равном расстоянии друг от друга, образующих правильный многоугольник, и установленных в вершинах правильного многоугольника, центром которого является точка оси вращения бурильной трубы, лежащая в одной горизонтальной плоскости с центрами RFID-антенн, плоскости поверхностей которых ориентированы на ось вращения бурильной трубы перпендикулярно горизонту, а расстояние от RFID-антенн до внешней поверхности бурильной трубы с RFID-меткой должно быть не менее тридцати сантиметров и не более одного метра, антенны располагаются под роторным столом буровой установки и прикреплены к металлоконструкциям основания роторного стола, - no more than four RFID antennas installed at an equal distance from each other, forming a regular polygon, and installed at the vertices of a regular polygon, the center of which is the point of the axis of rotation of the drill pipe, which lies in the same horizontal plane with the centers of the RFID antennas, the surface planes of which are oriented to the axis of rotation of the drill pipe perpendicular to the horizon, and the distance from the RFID antennas to the outer surface of the drill pipe with an RFID tag must be at least thirty centimeters and not more than one meter, the antennas are located under the rotary table of the drilling rig and are attached to the metal structures of the rotary table base ,
- стационарный RFID-сканер, который крепится в пространстве под роторным столом буровой установки и размещается во взрывозащищенном ящике, - a stationary RFID scanner, which is mounted in the space under the rotary table of the drilling rig and placed in an explosion-proof box,
- соединительные кабели между RFID-антеннами и стационарным RFID-сканером, длина которых не должна превышать десяти метров, - connecting cables between the RFID antennas and the stationary RFID scanner, the length of which must not exceed ten meters,
- сетевой коммутатор и локальный сервер, размещенные в кабине оператора бурения в пространстве над роторном столом буровой установки, отличающийся тем, что - a network switch and a local server located in the drilling operator's cabin in the space above the rotary table of the drilling rig, characterized in that
- RFID-сканер излучает исходный сигнал и считывает сигнал обратного рассеяния от RFID-метки, установленной в трубах или других компонентах бурильной колонны, входящих в состав бурильной колонны, определяет момент времени прохождения трубы с RFID-меткой в автоматическом режиме и передает информацию на локальный сервер, - The RFID scanner emits the original signal and reads the backscatter signal from the RFID tag installed in the pipes or other components of the drill string that are part of the drill string, determines the time of passage of the pipe with the RFID tag in automatic mode and transmits the information to the local server ,
- локальный сервер содержит специальное программное обеспечение, - the local server contains special software,
- с помощью специального программного обеспечения рассчитывается текущая глубина расположения каждой отдельной бурильной трубы колонны в скважине в любой момент времени всего процесса бурения, - определение текущей глубины спускаемой в скважину конкретной бурильной трубы рассчитывается путем последовательного суммирования длин следующих за ней бурильных труб, а определение текущей глубины поднимаемой из скважины конкретной бурильной трубы идет в обратном порядке - последовательным вычитанием из набранной этой трубой при спуске глубины длин предшествующих ей, выходящих из скважины бурильных труб, - using special software, the current depth of each individual drill pipe of the string in the well is calculated at any time during the entire drilling process, - determination of the current depth of a specific drill pipe lowered into the well is calculated by sequentially summing up the lengths of the drill pipes following it, and determining the current depth of a specific drill pipe pulled out of the well is carried out in the reverse order - by successively subtracting from the depth gained by this pipe when lowering the depth of the lengths of the previous, outgoing from the drill pipe well,
- с помощью программного обеспечения рассчитывается время нахождения каждой отдельной бурильной трубы колонны в скважине, - using the software, the time spent by each individual drill pipe of the string in the well is calculated,
- время нахождения бурильной трубы в скважине определяется путем вычисления интервала времени между зарегистрированными моментами спуска и подъема одной и той же RFID-метки, проходящей мимо RFID-антенны, - the time spent by the drill pipe in the well is determined by calculating the time interval between the recorded moments of descent and ascent of the same RFID tag passing by the RFID antenna,
- с помощью программного обеспечения рассчитывается скорость движения каждой отдельной бурильной трубы колонны в скважине в любой момент времени процесса бурения. - using the software, the speed of movement of each individual drill pipe of the string in the well is calculated at any time during the drilling process.
PCT/RU2021/000379 2020-12-30 2021-09-01 Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a well WO2022146175A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180086735.9A CN116635607A (en) 2020-12-30 2021-09-01 Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time the drill pipe is in a well

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143903A RU2788411C2 (en) 2020-12-30 Method for determining location depth, passage speed and time of drill pipe in drill well by reading rfid tags during drilling
RU2020143903 2020-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022146175A1 true WO2022146175A1 (en) 2022-07-07

Family

ID=82259955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000379 WO2022146175A1 (en) 2020-12-30 2021-09-01 Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a well

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116635607A (en)
WO (1) WO2022146175A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050230110A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Ellison Leon P Apparatus identification systems and methods
RU2272907C2 (en) * 2000-06-01 2006-03-27 Маратон Ойл Компани Method and system for processing operation performing in well
RU2593609C1 (en) * 2015-08-20 2016-08-10 Владимир Вениаминович Архипов Method of determining length of tubing string of pipes and their identification during tripping operations
EP3155219A1 (en) * 2014-03-24 2017-04-19 Green Gecko Technology Limited Improvements in or relating to data communication in wellbores
US20190169978A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Schlumberger Technology Corporation Systems and methods for measuring rate of penetration

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2272907C2 (en) * 2000-06-01 2006-03-27 Маратон Ойл Компани Method and system for processing operation performing in well
US20050230110A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Ellison Leon P Apparatus identification systems and methods
EP3155219A1 (en) * 2014-03-24 2017-04-19 Green Gecko Technology Limited Improvements in or relating to data communication in wellbores
RU2593609C1 (en) * 2015-08-20 2016-08-10 Владимир Вениаминович Архипов Method of determining length of tubing string of pipes and their identification during tripping operations
US20190169978A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Schlumberger Technology Corporation Systems and methods for measuring rate of penetration

Also Published As

Publication number Publication date
CN116635607A (en) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10961839B2 (en) Downhole equipment transport control
EP1600601B1 (en) Wellbore evaluation system and method
US5202680A (en) System for drill string tallying, tracking and service factor measurement
CN106030020B (en) The method and system of drilling rod management on rig
US11029444B2 (en) Pipe tracking system for drilling rigs
EP2776665B1 (en) Systems and methods of harvesting information from a well-site
US20200256182A1 (en) Intelligent Control of Drill Pipe Torque
EP1854958A1 (en) Wellbore evaluation system and method
NO344754B1 (en) Devices and systems for measuring position for drilling-related equipment
NO323031B1 (en) Method and apparatus for determining the position of a moving tool in a well pipe
RU2651649C1 (en) Determination of location of boreholes
BR112020005007A2 (en) well bore pressure control method and apparatus
US20160003028A1 (en) Automatic Wellbore Survey Evaluation
CN110192004B (en) Pixel of distance inversion solutions to deposit boundaries
WO2022146175A1 (en) Method for determining the depth and speed of a drill pipe and the length of time that the drill pipe is located in a well
RU2788411C2 (en) Method for determining location depth, passage speed and time of drill pipe in drill well by reading rfid tags during drilling
US9563191B2 (en) Systems and methods of storage and automated self-check and operational status of rig tools
US10317565B2 (en) Induction logging borehole correction for water-based mud
Florence et al. New surface and down-hole sensors needed for oil and gas drilling
RU2769753C1 (en) Automated measuring system for reading the radio frequency identification rfid tag during drilling
CN115210446A (en) Oilfield data processing using distributed devices
US20220145747A1 (en) Drilling systems and methods
Morris et al. A new method of determining range and direction from a relief well to a blowout well
US20220099438A1 (en) Analysis of well operations using dimensional measurement data
NO345961B1 (en) Drilling plant management systems and methods

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21915925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180086735.9

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 523441398

Country of ref document: SA

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21915925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1