Способ модуляции шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B47/12 E21B47/18 

СП

4;

4аь О1 4 Изобретение относится к области технической акустики и может быть использовано для получения глубинной информации в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Известны способы модуляции сиг- нала для передачи технологической информации о параметрах режима бурения по колонне бурильных труб, промывочной жидкости и горным породам. Известен способ модуляции давлени глинистого раствора для передачи информации по гидравлическому кан.алу связи, основанньй на кратковременном перекрытии канала с созданием перепада давления в промывочном столбе жидкости при помощи гидротурботахометров ГО. Недостатком данного способа является присутствие в канале связи по мех, возбуждаемых работой долота. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ модуляций шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин, основанный на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами C2j. Недостатком известного способа является снижение достоверности информации, связанное с уменьшением амплитуды упругих колебаний на прие ной стороне с увеличением глубины скважины. Цель изобретения - повышение дос товерности измерительной информации путем создания волновых пауз. Поставленная цель достигается тем что согласно способу модуляции шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин, ocнoвaннo fy на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами, совмептают щелевые перфорации реактивных резонансных камер с щелевой перфорацией трубы, встраиваемой в вал турбины, и расширяют кратковременно объем прохо ного сечения для движущейся по канал трубы промьгаочной жидкости, причем амплитуда колебаний упругих волн до волновой паузы уменьшается благодаря изменению плотности звуковой энергии на данном участке бурильной трубы. Сущность изобретения состоит в том, что, изменяя проходное сечение, например расширяя его, на некотором участке трубопровода, происходит уменьшение плотности звуковой энерги 4 в канале. Причем звуковая энергия преобразуется в тепловую вследствие нелинейных эффектов в местах изменения сечения. Интервал модуляции частот для резонансного объема определяется по формуле где S - площадь сечения трубопровода; t - длина резонатора; V - объем резонатора. Величина спада амплитуды колебаний для резонатора находится из следующего соотношения R (t/ir), где t- коэффициент прохождения волны, Для продольной волны где 6 - отношение сечений объемов резонаторов h2 к сечению трубопровода h, и определяется по формуле. Частотный спектр шума,.экспериментально полученный последователями с бзфовых скважин, составляет диапазон 0-400 Гц. Для модуляции колебаний с образованием волновой паузы частотньш спектр шума разбивают на поддиапазоны по 100 Гц и для каждой частоты с заданной полосой пропускания, в гидроканал встраивают четыре резонансные камеры с переменным объемом. Число поддиапазонов частот и камер можно увеличивать. На фиг, 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (2« - произвольное положение щелевых перфораций), (26совмещение щелевых перфораций), Устройство содержит корпус 1 переводника, резонансные камеры 2-5, вал 6 турбины, перфорированную трубу 7, щелевую перфорацию 8 трубы, щелевые перфорации 9-12 объемных камер (на фиг, 25 показано совмещение щелевой перфорации 9 объемной камеры 2 с щелевой перфорацией 8 трубы 7 с внутренним гидрокаиалом. Устройство, работает сле дующям образом.

При каждом обороте вала турбины ; происходит совмещение перфорации 8 трубы 7 с щелевыми перфорациями 9-12 резонансных камер 2-5; В результате , кратковременного совмещения перфораций (фиг. 25} происходит увеличение сечения проходного отверстия гидроканала, причем реактивные камеры, настроенные каждая на свою полосу

454 4

частот, модулирует частотный, спектр шума с образовянием волновой паузы. Предлагаемьй способ при его реализации позволит увеличить механическую скорость и проходку на долото за счет значительного повышения точности измерительной информации и ведения процесса бурения в рациональном режиме.

СПОСОБ МОДУЛЯЦИИ ШУМА В БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ ТУРБИННОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН, основанный на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерительной информации путем создания волновых пауз, совмещают щелевые перфорации реактивных резонансных камер с щелевой перфорацией трубы, встраиваемой в вал Турбиными расширяют кратковременно объем проходного сечения для движущейся по каналу трубы промывочной жидкости, причем амплитуда колебаний упругих волн до волновой паузы уменьшается благодаря изменению плотности звуковой энергии на данном участке бурильной трубы.

6

Фиг. 2а