ЗАБОЙНАЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 2003 года по МПК E21B47/12 

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для измерения забойных параметров в процессе наклонно-направленного и горизонтального бурения в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащих соляные пласты.

Известна забойная телеметрическая система по патенту РФ 2161701, 7 Е 21 B 47/022. Эта система содержит электрический разделитель, немагнитную вставку, глубинный блок с датчиками зенитного угла и азимута и источник питания, а также наземный приемный комплекс. Система использует для передачи информации из забоя на поверхность электромагнитный канал связи.

Недостаток - невозможность использования системы для передачи сигнала через экранирующие пласты высокой проводимости.

Известна забойная телеметрическая система, содержащая скважинный модуль с измерительными первичными преобразователями, передатчик, электрический разделитель (А. С. СССР 235681 А, кл. Е 21 В 47/16 от 16.06.69 г.).

Недостаток этого устройства заключается в том, что электрический разделитель находится в нижней части бурильной колонны, в связи с чем не обеспечивается приемлемый уровень сигнала при проведении работ в экранирующих пластах высокой проводимости, содержащих соляные пласты.

Этот недостаток частично устранен в изобретении по патенту РФ 2140539, МПК 6 Е 21 В 47/00, 1977, прототип.

Забойная телеметрическая система по патенту РФ 2140539 состоит из скважинного модуля с измерительным и первичным преобразователем, передатчика с электрическим разделителем, установленным в верхней части колонны бурильных труб, и проводного канала связи, соединяющего передатчик со скважинным модулем.

Недостатками этой телеметрической системы являются
- ослабление сигнала в кондукторе скважины,
- скручивание кабеля при установке телеметрической системы в бурильную колонну,
- низкая надежность кабельных разъемов,
- система приспособлена для измерения забойных параметров только гироскопическими датчиками вследствие экранирования магнитного поля Земли бурильными трубами,
- отсутствие окружной ориентации скважинного прибора, что необходимо для определения положения отклонителя.

Задача создания изобретения - обеспечение работоспособности забойной телеметрической системы при бурении в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащих соляные пласты, а также повышение точности измерения.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что забойная телеметрическая система, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями и передатчиком, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой кабелем, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разъединения бурильной колонны, при этом электрический разделитель установлен ниже кондуктора бурящейся скважины и выше экранирующего пласта. Нижняя часть скважинного прибора установлена в составе компоновки низа бурильной или установлена над забойным двигателем, сцентрирована и зафиксирована в посадочном устройстве, причем посадочное устройство имеет приемные пазы, обеспечивающие однозначную окружную ориентацию нижней части скважинного прибора. Кабель соединен с передатчиком с возможностью вращения относительно разделителя. Забойная телеметрическая система содержит источник питания, который состыкован с верхней частью скважинного прибора и выполнен в виде электрогенератора или батареи электрических элементов. Посадочное устройство выполнено из магнитопроницаемого материала в виде трубы, входящей в состав компоновки низа бурильной колонны, а измерительные первичные преобразователи азимута выполнены на основе феррозондовых датчиков. Измерительные первичные преобразователи азимута могут быть выполнены на основе гироскопических датчиков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена компоновка бурильной колонны с установленной в ней забойной телеметрической системой.

В состав компоновки входят 1 - долото, 2 - забойный двигатель, 3 - посадочное устройство с приемными пазами - 4, 5 - центратор скважинного прибора, 6 - нижняя часть скважинного прибора с измерительными первичными преобразователями, 7 - кабель, 8 - передатчик, 9 - электрический разделитель, 10 - колонна бурильных труб, 11 - верхняя часть скважинного прибора, 12 - кондуктор бурящейся скважины, 13 - антенна, 14 - приемное устройство, 15 - ПЭВМ, 16 - принтер. Ниже кондуктора бурящейся скважины 12 находится соляной пласт 17. Источник питания 18 выполнен в виде батареи электрических элементов или электрогенератора, соединенного с верхней частью скважинного прибора 11. Замена источника питания 18 в этом случае существенно упрощается и ускоряется. Верхняя часть скважинного прибора 11 имеет контактный центратор 19.

При работе нижнюю часть скважинного прибора 8 устанавливают в состав компоновки низа бурильной колонны или опускают на кабеле 7 в колонну бурильных труб непосредственно к забойному двигателю 2 до посадочного устройства 3 и однозначно ориентируют в окружном направлении приемными пазами 4. Передатчик 8 монтируется либо в верхней части 11, либо в нижней части 6 скважинного прибора.

За счет того, что электрический разделитель 9 находится ниже кондуктора 12 бурящейся скважины, уровень сигнала, передаваемого на поверхность, возрастает в десятки раз, т.к. он не ослабляется кондуктором 12.

Расположение электрического разделителя 9 выше соляного пласта 17 обеспечивает прохождение передачи забойной информации из слоев, находящихся ниже соляного пласта 17 сначала по кабелю, а потом - с использованием электромагнитного канала связи.

Применение изобретения позволило
1. Обеспечить передачу забойной информации через экранирующие пласты с высокой проводимостью.

2. Повысить уровень сигнала, передаваемого на поверхность, в десятки раз за счет выведения диполя за пределы кондуктора, экранирующего сигнал.

3. Повысить надежность соединения кабеля с передающим устройством.

4. Уменьшить время на операции спуска-подъема для замены элементов питания.

5. Улучшить эксплуатационные качества телеметрической системы.

6. Повысить точность за счет удаления электрогенератора от измерительных датчиков скважинного прибора.

7. Использовать источник питания меньшей мощности.

Изобретение относится к бурению и предназначено для измерения и передачи забойных параметров в процессе бурения в экранирующих пластах с высокой проводимостью. Задача создания изобретения - обеспечение передачи информации через экранирующие пласты с высокой проводимостью за счет увеличения уровня сигнала. Для этого забойная телеметрическая система содержит наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями и передатчиком, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой кабелем, и электрический разделитель. Электрический разделитель установлен ниже кондуктора бурящейся скважины и выше экранирующего пласта и выполняет функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны. Нижняя часть скважинного прибора установлена в составе компоновки низа бурильной колонны или установлена над забойным двигателем, сцентрирована и зафиксирована в посадочном устройстве, причем посадочное устройство имеет приемные пазы, обеспечивающие однозначную окружную ориентацию нижней части скважинного прибора в колонне бурильных труб. Кабель может быть соединен с верхней частью скважинного прибора с возможностью вращения относительно разделителя. Система может содержать источник питания, состыкованный с верхней частью скважинного прибора и выполненный в виде электрогенератора или батареи электрических элементов. Измерительные первичные преобразователи азимута могут быть выполнены на основе гироскопических датчиков или на основе феррозондовых датчиков, а посадочное устройство может быть выполнено из магнитопроницаемого материала в виде трубы, входящей в состав компоновки низа бурильной колонны. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Забойная телеметрическая система, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями и передатчиком, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой кабелем, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны, отличающаяся тем, что электрический разделитель установлен ниже кондуктора бурящейся скважины и выше экранирующего пласта, а нижняя часть скважинного прибора установлена в составе компоновки низа бурильной колонны или установлена над забойным двигателем, сцентрирована и зафиксирована в посадочном устройстве, причем посадочное устройство имеет приемные пазы, обеспечивающие однозначную окружную ориентацию нижней части скважинного прибора в колонне бурильных труб. 2. Забойная телеметрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что кабель соединен с верхней частью скважинного прибора с возможностью вращения относительно разделителя. 3. Забойная телеметрическая система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит источник питания, который состыкован с верхней частью скважинного прибора и выполнен в виде электрогенератора или батареи электрических элементов. 4. Забойная телеметрическая система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что посадочное устройство выполнено из магнитопроницаемого материала в виде трубы, входящей в состав компоновки низа бурильной колонны, а измерительные первичные преобразователи азимута выполнены на основе феррозондовых датчиков. 5. Забойная телеметрическая система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что измерительные первичные преобразователи азимута выполнены на основе гироскопических датчиков.