СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА СКВАЖИНЕ Российский патент 2009 года по МПК E21B47/12 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при оперативных исследованиях на скважине.

Известны компьютеризированные геофизические регистраторы, предназначенные для регистрации информации, поступающей от скважинного прибора по геофизическому кабелю через коллектор каротажной лебедки в регистратор и далее в подключенный к нему персональный компьютер (ПК) одновременно с некоторыми наземными каротажными параметрами (глубина, скорость движения лебедки, натяжение кабеля) [1]. Недостатком регистраторов [1] является отсутствие у них возможности подключения наземных датчиков технологических параметров (давления, расхода, плотности), что не позволяет их использовать в таких технологических процессах как подземный и капитальный ремонт скважин (соответственно ПРС и КРС), обработка призабойной зоны, гидравлический разрыв пласта и т.д. В этих процессах необходима оперативная одновременная регистрация скважинных (геофизических) и наземных каротажных и технологических параметров во времени и в пространстве.

Известен также каротажный регистратор [2], дополненный возможностью подключения двух наземных технологических датчиков (давления и расхода) и ориентированный на оперативное исследование скважин после ПРС или КРС с целью опрессовки колонн. Его недостатком является сложная схема энергоснабжения и управления наземными датчиками, а также частые сбойные ситуации при прохождении цифровой информации через коллектор каротажной лебедки.

В работе [3] описан универсальный индикатор-регистратор технологических параметров для исследования скважин, который реализован в виде блока, устанавливаемого в пульте машиниста лебедки и подключаемого к датчикам натяжения кабеля, шагов квантования по глубине и магнитных меток, к коллектору лебедки (жиле кабеля) и источнику питания скважинного прибора, а также к персональному компьютеру, исполнительному устройству аварийного отключения привода лебедки и к наземным приборам контроля технологических параметров с токовым выходом. Конструкция регистратора [3] имеет существенные недостатки, главными из которых являются, во-первых, сложность конструкции, а, во-вторых, ее неадаптируемость к современным системам приема/передачи информации:

избыточность наличия электрических соединений, кабелей, разъемов, что резко снижает надежность системы регистрации;

неоправданное дублирование регистрации информации (одновременное наличие и регистратора, и персонального компьютера).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемой системе регистрации оперативной информации на скважине является коллектор каротажной лебедки по патенту на изобретение [4], включающий в себя ротор, соединенный с валом лебедки, источник питания, персональный компьютер, соединенный с ПК регистратор, модуль беспроводного приема данных и модуль беспроводного приема/передачи данных. Информационные сигналы с выходов датчиков скважинных технологических параметров через блок телеметрии скважинного прибора по каротажному геофизическому кабелю поступают на вход модуля беспроводного приема/передачи данных, который, в свою очередь, преобразовывает информационные сигналы в высокочастотные (ВЧ) колебания, излучаемые с помощью передающей антенны. Антенна модуля беспроводного приема принимает ВЧ-колебания, модуль преобразовывает их в цифровой сигнал, который затем с помощью индикатора-регистратора и ПК преобразовывается с целью индикации, регистрации и обработки.

Таким образом, цель создания заявляемой конструкции системы регистрации (иначе - требуемый технический результат) заключается в обеспечении известному техническому решению более высоких потребительских свойств, а именно: в придании персональному компьютеру функций регистратора.

Как показывают промышленные испытания и опыт эксплуатации заявляемого технического решения - прототипа, требуемый технический результат достигается тем, что в известном техническом решении, согласно прототипу, содержащем группу наземных датчиков промысловых и каротажных технологических параметров, источник питания, скважинный прибор, коллектор каротажной лебедки с трансивером, каротажный кабель, верхний конец которого электрически связан через коллектор каротажной лебедки с источником питания и трансивером, а нижний его конец - со скважинным прибором, персональный компьютер с программой регистрации, визуализации и хранения информации, датчики снабжены автономными источниками питания и трансиверами, которые вместе с коллектором каротажной лебедки с трансивером и персональным компьютером, дополненного трансивером и введенными в него программами приема/передачи данных и связи с программой регистрации, образуют локальную сеть регистрации оперативной информации на скважине в функции времени и глубины скважины, а число опрашиваемых наземных датчиков с целью регистрации промысловых и каротажных технологических параметров определяется объемом исследований и решаемых задач.

Все это позволяет упростить систему регистрации исключением промежуточного звена - каротажного регистратора, а также исключить наземные кабельные и разъемные соединения, которые при оперативных скважинных исследованиях необходимо постоянно развертывать и сворачивать, получить дополнительную возможность к расширению системы подключением новых датчиков и приборов.

Требуемый технический результат обеспечен наличием в совокупности существенных признаков (характеризующим предлагаемое техническое решение - систему регистрации оперативной информации на скважине) вышеуказанных отличительных признаков, а необнаружение в общедоступных источниках патентной и технической литературы эквивалентных решений с теми же свойствами при несомненной промышленной применимости предполагает соответствие заявляемого объекта критериям изобретения.

На чертеже приведена блок-схема системы регистрации оперативной информации на скважине.

Система регистрации состоит из наземных датчиков (Д₁…Дn) промысловых и каротажных технологических параметров, снабженных автономными источниками питания (ИП₁…ИПn) и трансиверами (T₁…Tn), источника питания ИПС, скважинного прибора СП, коллектора каротажной лебедки К с трансивером Тк, персонального компьютера ПК, снабженного трансивером Тпк и введенными в ПК программой приема/передачи данных 1 и связи 2 с программой регистрации визуализации и хранения информации 3.

Принцип работы системы заключается в следующем. В исходном состоянии сигналы с датчиков параметров Д₁…Дn и через коллектор каротажной лебедки и каротажный кабель от скважинного прибора воспринимаются соответствующими трансиверами T₁…Tn, Тк, которые, в свою очередь, преобразуются в ВЧ-колебания, излучаемые с помощью передающих антенн A₁…An, Ак.

Антенна Апк принимает ВЧ-колебания, трансивер Тпк, режимом работы которого управляет персональный компьютер ПК с помощью программы приема/передачи 1, преобразовывает ВЧ-колебания в цифровой сигнал, который затем через программу связи преобразовывается с целью индикации, регистрации в персональном компьютере ПК в функции времени и глубины скважины. Данная система позволяет наращивать число опрашиваемых датчиков параметров скважины в зависимости от объемов исследования и решаемых задач.

Таким образом, применение указанного технического решения позволило создать систему регистрации оперативной информации на скважине, что в конечном итоге позволило реализовать локальную сеть оперативной информации на скважине в функции времени и глубины скважины.

Как выяснилось в ходе сравнительных и экспериментальных работ, совокупность существенных признаков системы регистрации (в том числе и отличительных), обеспечивает достижение требуемого технического результата при использовании, соответствует критериям изобретения и подлежит защите охранным документом (патентом) РФ в соответствии с просьбой заявителя.

Источники информации

1. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ на кабеле в нефтяных и газовых скважинах. РД 153-39.0-072-01. М., 2001, стр.218.

2. Корженевский А.Г., Ситдикова И.П., Томус Ю.Б. Каротажный малогабаритный индикатор регистратор «МИР». Труды АГНИ, 2006 г.

3. Корженевский А.Г., Томус Ю.Б., Ситдикова И.П. Универсальный индикатор-регистратор технологических параметров для исследования скважин. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Нефть 21 века». - Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2006 - 392 с.

4. РФ, описание изобретения по патенту №2289688, Е21В 47/01, Е21В 47/12, 2006.12.20 (прототип).

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при оперативных исследованиях на скважине. Техническим результатом является обеспечение техническому решению более высоких потребительских свойств, а именно: придание персональному компьютеру функций регистратора. Система содержит группу наземных датчиков промысловых и каротажных технологических параметров, источник питания, скважинный прибор, коллектор каротажной лебедки с трансивером, каротажный кабель, верхний конец которого электрически связан через коллектор каротажной лебедки с источником питания и трансивером, а нижний его конец - со скважинным прибором, персональный компьютер с программой регистрации, визуализации и хранения информации. Наземные датчики промысловых и каротажных технологических параметров снабжены автономными источниками питания и трансиверами, которые вместе с коллектором каротажной лебедки с трансивером и персональным компьютером, дополненным трансивером и введенными в него программами приема/передачи данных и связи с программой регистрации, образуют локальную сеть регистрации оперативной информации на скважине в функции времени и глубины скважины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система регистрации оперативной информации на скважине, содержащая группу наземных датчиков промысловых и каротажных технологических параметров, источник питания, скважинный прибор, коллектор каротажной лебедки с трансивером, каротажный кабель, верхний конец которого электрически связан через коллектор каротажной лебедки с источником питания и трансивером, а нижний его конец - со скважинным прибором, персональный компьютер с программой регистрации, визуализации и хранения информации, отличающаяся тем, что наземные датчики промысловых и каротажных технологических параметров снабжены автономными источниками питания и трансиверами, которые вместе с коллектором каротажной лебедки с трансивером и персональным компьютером, дополненным трансивером и введенными в него программами приема/передачи данных и связи с программой регистрации, образуют локальную сеть регистрации оперативной информации на скважине в функции времени и глубины скважины.

2. Система регистрации оперативной информации на скважине по п.1, отличающаяся тем, что число опрашиваемых наземных датчиков с целью регистрации промысловых и каротажных технологических параметров определяется объемом исследований и решаемых задач.