Способ измерения искривленияСКВАжиН Советский патент 1981 года по МПК E21B47/02 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к способам бурения наклонно направленных и вертикальных скважин. Известен способ определения искривления буровой скважины. По этому способу величина отклонения ствола скважины в выбранном масштабе определяется по изменению разности фаз и разности или отношению амплитуд, записанных предварительно на диаграмме калиброванного регистратора. Необходимо также иметь сведения о предлагаюш,ей длине волны на участке, где находится буровая, и устанавливать сейсмоприемники нгграсстоянии, меньшем длины этой волны 1. Основными недостатками данного метода являются низкая пеленгационная чувствительность из-за слабо выраженных направленных свойств сейсмоприемников, установленных вертикально, и возможность получения ложных данных, а следовательно, и ложных значений отклонений ствола скважины от вертикали из-за неиндентичности и нестабильности усилительных каналов, а также многочисленность операций при работе. И СЛОЖНОСТЬ получения .необходимых данных для решения уравнений. Все эти факторы приводят к значительным погрешностям. Известен также способ определения искривления буровой скважины методом амплитудной суммарно-разностной обработки сигналов, вызванных работаюш.им на забое долотом, зарегистрированных наклонно установленными относительно друг друга сейсмоприемниками, расположенными в диаметрально противоположных направлениях, на одинаковом расстоянии от устья скважины в двух взаимно перпендикулярных плоскостях 2. Недостатком способа являются небольшие пределы измерения угла искривления скважины, ограниченные углом наклона сейсмоприемников. Кроме того, при измерении углов, близких к предельным, возникают ошибки за счет нелинейности выходной характеристики системы. Эти недостатки проявляются при бурении наклонно направленных скважин. Целью изобретения является повышение точности измерения углов искривления наклонно направленных скважин.

Указанная цель достигается тем, что перемещают синхронно по положению сейсмоприемники и в момент получения нулевого значения разности сигналов сейсмоприемников определяют углы искривления ствола скважины.

На чертеже показана схема реализации способа в одной плоскости, основанная на амплитудной суммарно-разностной обработке сигналов сейсмоприемников.

Схема включает вертикальные сейсмоприемники 1 и 2, механизм поворота сейсмоприемников 3, амплитудное суммарноразностное устройство 4, индикатор функционирования системы 5, нуль-индикатор 6 и шкалу отсчета угла смещения.

В исходном положении сейсмоприемники 1 и 2 установлены так, что максимумы их диаграмм направленности Z,,,, itnax сдвинуты относительно друг друга на постоянный угол, а их расположение на поверхности обеспечивает совпадение равносигнального направления (РСН) с вертикалью.

В этом случае при работающем на забое долоте возникающие упругие волны возбуждают сейсмоприемники 1 и 2 одинаково, так как в направлении забоя векторы диаграмм направленности равны. Следовательно, разность А напряжений и., и Us. равна нулю, т.е. Uii-Usi 0 на разностном выходе устройства 4. Стрелка нуль-индикатора 5 находится на нуле, а стрелка индикатора 6 показывает какое-то значение, пропорциональное сумме напряжений Uj и Us.2., сигнализируя о работе системы.

При дальнейщем бурении в случае ухода забоя скважины в сторону от вертикали на нуль-индикаторе 6 появляется сигнал рассогласования потому, что векторы и j при неизменном положении сейсмоприемников неравны и на разностном выходе А устройства 4 образуется разность напряжений сейсмоприемников 1 и 2

Ui,.

Оператор (или автомат), поворачивая с помощью механизма поворота 3 одновременно оба сейсмоприемннка (без их взаимного смещения), добивается нулевого показания нуль-индикатора, чем обеспечивает смещение равносигнального направления (РСН) в сторону ухода забоя. В этот момент векторы диагряммы , направленности сейсмоприемников и г оказываются равными, и разность напряжений . равна нулю. При этом производят отсчет угла }f по щкале 7.

Амплитудная суммарно-разностная обработка сигналов сейсмоприемников производится в устройстве 4, имеющем два выхода - разностный А, связанный с нульиндикатором, и суммарный $., связанный с индикатором функционирования системы.

По индикатору 6 контролируют работу системы по наличию суммарного сигнала с выхода устройства 4. Этот контроль необходим для того, чтобы не ощибаться в определении совпадения РСН с направлением на забой, ибо возможно пропадание сигнала по техническим причинам, и стрелка нуль-индикатора при этом будет показывать нуль. Наличие суммарного сигнала означает нормальное функционирование при нулевом значении разностного сигнала Ас выхода устройства 4.

Применение данного способа расщиряет предел измерений отклонения скважины от вертикали, что очень важно при бурении наклонно направленных скважин, так как разносигнальное направление постоянно совпадает с направлением на забой, а не ограничено, как в прототипе, углом сдвига между сейсмоприемниками, постоянно установленными на поверхности земли.

Кроме того, на границах угловых сдвигов между сейсмоприемниками характеристика нелинейна, что приводит к ощибкам при измерении углов, близких к предельным.

Формула изобретения

Способ измерения искривления скважины путем регистрации упругих волн, возникающих при работе долота с помощью сейсмоприемников, установленных наклонно один относительно другого, на одинаковом расстоянии от устья скважины в диаметрально противоположных направлениях, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем что, с целью повыщения точности измерений углов искривления наклонно -направленных скважин, перемещают синхронно по положению сейсмоприемники и в Момент получения нулевого значения разности сигналов сейсмоприемников определяют углы искривления ствола скважины. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2590222/03, кл. Е 21 В 47/02, 30.01.79.