RU2362012C1 - Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины - Google Patents
Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362012C1 RU2362012C1 RU2008102305/03A RU2008102305A RU2362012C1 RU 2362012 C1 RU2362012 C1 RU 2362012C1 RU 2008102305/03 A RU2008102305/03 A RU 2008102305/03A RU 2008102305 A RU2008102305 A RU 2008102305A RU 2362012 C1 RU2362012 C1 RU 2362012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- sensors
- switch
- polarity
- angle
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 18
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Предложение относится к буровой технике и предназначено для контроля положения ствола горизонтальной скважины между кровлей и подошвой пласта - коллектора. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение оперативности управления процессом проводки при горизонтальном бурении скважин, в частности в маломощных пластах. Устройство содержит: установленные в непосредственной близости от долота датчики гамма-каротажа (ГК), ориентированные под углом 180° друг к другу, и феррозонд (ФЗ), расположенный под углом 90° к диаметральной оси датчиков ГК, в котором указанные датчики ГК и ФЗ расположены в отдельном измерительном наддолотном модуле с беспроводным электромагнитным каналом связи и снабжены электронной схемой согласования сигналов ФЗ с импульсами датчиков ГК, содержащей: блок управления, коммутатор переключения импульсов датчиков ГК, счетчики импульсов ГК, а также суммарный счетчик импульсов ГК, при этом выход измерительной обмотки ФЗ подключен к входу блока управления, определяющего полярность выходного сигнала ФЗ и связанного с коммутатором, обеспечивающим переключение каналов прохождения импульсов счетчиков ГК в зависимости от полярности выходного сигнала ФЗ, в соответствующие счетчики импульсов ГК, обозначенные как: ГК - «верх» или ГК - «низ», выходы которых соединены с суммарным счетчиком импульсов ГК - «сумма», соединенным с измерительной схемой наддолотного модуля. 4 ил.
Description
Изобретение относится к буровой технике и предназначено для контроля положения ствола горизонтальной скважины между кровлей и подошвой пласта - коллектора. Контроль необходим для обеспечения проводки скважины по заданной траектории приблизительно по середине пласта и недопущения выхода ствола скважины во вмещающие породы.
Известна система NaviGator, которая сочетает ориентируемый буровой двигатель с использованием датчиков для геонавигации и датчиков оценки пласта и содержит инклинометр, два азимутальных гамма-датчика, ориентированные под углом 180° относительно друг друга и многочастотный датчик удельного сопротивления горных пород, позволяющие при горизонтальном бурении обнаруживать границу контрастирующего пласта и контакт флюида на расстоянии до 5,5 метра от датчика (материалы фирмы Baker Hughes Inteq, США, 2006 г.).
Этот прибор позволяет бурильщику производить своевременное обнаружение границ пласта в горизонтальных скважинах до того, как долото выйдет из целевой зоны.
Недостатком конструкции является то, что азимутальные гамма-датчики значительно удалены от долота, что снижает оперативность управления при бурении в более тонких пластах.
Известна аппаратура для определения направления скважины в процессе бурения в виде конструкции с направленным гамма-датчиком, содержащей ряд счетчиков Гейгера-Мюллера, расположенных в отрезке трубы над буровой коронкой и несколько магнитных и гравитационных датчиков, обеспечивающих направленную характеристику в процессе вращения гамма-датчика. Эти ориентационные датчики включают акселерометры и магнитометры, пригодные для обнаружения изменений в ориентации и позиции приборного переводника. Акселерометры способны выявлять в реальном времени вращательное смещение от эталона по мере его возникновения в процессе бурения. Датчики магнитного потока, или магнитометры, облегчают выявление азимутальной ориентации прибора на основе магнитного поля Земли. (Международный патент WO №02/082124 А 1, класс G01V 3/30, международная заявка PCT/USA/02634, приоритет 06.04.2001 г.)
По данным акселерометров можно вычислить апсидальный угол гравиметра и ориентацию ряда гамма - счетчиков.
Выход магнитометра являет собой синусоидальную волну, период которой является скоростью вращения, и амплитуда которой представляет позицию прибора в магнитном поле Земли. Во время вращения выход магнитометра может измеряться постоянно и определяется его амплитуда от пика до пика. Обладая этой информацией и применяя известные математические формулы, можно установить угловую позицию магнитометра в любой данный момент (прототип).
Недостаток известной аппаратуры заключается в сложности конструкции, содержащей ряд счетчиков Гейгера-Мюллера и специальный механизм со ступенчатым двигателем для позиционирования окон для пропускания излучения. Кроме того, здесь используется до 8 магнитометров и несколько акселерометров, что также усложняет схему обработки сигналов и их согласование с показаниями гамма-счетчиков.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение оперативности управления процессом проводки при горизонтальном бурении скважин, в частности в маломощных пластах.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для контроля положения ствола горизонтальной скважины, содержащем установленные в непосредственной близости от долота датчики ГК (например, сцинтилляторы или счетчики Гейгера), ориентированные под углом 180° друг к другу, и феррозонд (магнитометр), расположенный под углом 90° к диаметральной оси датчиков ГК, при этом указанные датчики ГК и феррозонд расположены в отдельном измерительном наддолотном модуле с беспроводным электромагнитным каналом связи, и снабжены электронной схемой согласования сигналов феррозонда с импульсами датчиков ГК, содержащей: блок управления, коммутатор переключения импульсов датчиков ГК, счетчики импульсов ГК, а также суммарный счетчик импульсов ГК, при этом выход измерительной обмотки феррозонда подключен к входу блока управления, который определяет полярность выходного сигнала феррозонда и управляет коммутатором, обеспечивающим переключение каналов прохождения импульсов счетчиков ГК, в зависимости от полярности выходного сигнала феррозонда, в соответствующие счетчики импульсов ГК, обозначенные как: ГК - «верх» или ГК - «низ», выходы которых соединены с суммарным счетчиком импульсов ГК - «сумма», соединенным с измерительной схемой наддолотного модуля.
На фиг.1 представлено сечение наддолотного модуля с блоками датчиков ГК и феррозондом.
На фиг.2 изображено синусоидальное изменение амплитуды выходного сигнала феррозонда при повороте феррозонда вместе с наддолотным модулем.
На фиг.3 представлена схема согласования сигналов феррозонда с импульсами датчиков ГК.
На фиг.4 изображена схема расположения долота в границах пласта.
Устройство содержит: (поз.1) - первый блок датчиков ГК (ГК1), (например, сцинтилляторы или счетчики Гейгера), и (поз.2) - второй блок датчиков ГК (ГК2), расположенные под углом 180° друг к другу, феррозонд 3, ориентированный под углом 90° к диаметральной оси блоков датчиков ГК. Указанные датчики помещены в выемки корпуса измерительного наддолотного модуля 4 (фиг.1), с беспроводным электромагнитным каналом связи, передающим информацию на приемный модуль основной телесистемы, обеспечивающей проводку скважины. Конструкция телесистемы и наддолотного модуля подробно представлена в описании к патенту РФ на полезную модель №27839, где описана их работа.
Схема согласования (фиг.3) сигналов феррозонда 3 с импульсами датчиков ГК1 и ГК2 содержит: блок счетчиков импульсов ГК1 (поз.5), блок счетчиков импульсов ГК2 (поз.6), блок управления 7, к которому подключен выход измерительной катушки феррозонда 3, коммутатор 8, к которому подведены выходы блока управления 7 и выходы блоков счетчиков импульсов ГК1 и ГК2, а также счетчик импульсов ГК, обозначенный - «верх» (поз.9), и счетчик импульсов ГК, обозначенный - «низ» (поз.10), входы которых подключены к коммутатору 8, а выходы - к суммарному счетчику импульсов ГК, обозначенный как «сумма» (поз.11). Поз.12 - долото с наддолотным модулем 13 и телесистемой 14 в границах пласта (фиг.4).
Устройство работает следующим образом.
При повороте феррозонда 3 вместе с наддолотным модулем 4 происходит совпадение одной из компонент вектора направленности естественного магнитного поля Земли и оси чувствительности феррозонда, которое может быть зафиксировано в измерительной катушке феррозонда максимальными значениями изменения амплитуды выходного сигнала (фиг.2). Синусоидальный сигнал от феррозонда 3 поступает в блок управления 7, который определяет полярность сигнала феррозонда и управляет работой коммутатора.
Если выходной сигнал феррозонда положительной полярности, то блок счетчиков ГК1 определяется как ГК - «верх» и его выход через коммутатор подключается к входу счетчика импульсов ГК - «верх» и, соответственно, блок счетчиков ГК2 определяется как ГК - «низ» и его выход через коммутатор подключается к входу счетчика импульсов ГК - c«низ».
При отрицательной полярности выходного сигнала феррозонда блок управления определяет ГК2 как ГК - «верх», а ГК1 как ГК - «низ» и в соответствии с этим осуществляет коммутацию.
Далее, выходная информация со счетчиков ГК - «верх» и ГК - «низ» суммируется в блоке счетчиков импульсов ГК - «сумма».
Анализ оператором уровня выходных сигналов ГК - «верх» и ГК - «низ» позволяет определять местонахождение границы пласта (фиг.4) относительно наддолотного модуля, находящегося в непосредственной близости от долота, и управлять процессом бурения.
Claims (1)
- Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины, содержащее установленные в непосредственной близости от долота датчики гамма-каротажа (ГК), ориентированные под углом 180° друг к другу, и феррозонд, расположенный под углом 90° к диаметральной оси датчиков ГК, отличающееся тем, что указанные датчики ГК и феррозонд расположены в отдельном измерительном наддолотном модуле с беспроводным электромагнитным каналом связи и снабжены электронной схемой согласования сигналов феррозонда с импульсами датчиков ГК, содержащей блок управления, коммутатор переключения импульсов датчиков ГК, счетчики импульсов ГК, а также суммарный счетчик импульсов ГК, при этом выход измерительной обмотки феррозонда подключен к входу блока управления, определяющего полярность выходного сигнала феррозонда и связанного с коммутатором, обеспечивающим переключение каналов прохождения импульсов счетчиков ГК в зависимости от полярности выходного сигнала феррозонда, в соответствующие счетчики импульсов ГК, обозначенные как ГК - «верх» или ГК - «низ», выходы которых соединены с суммарным счетчиком импульсов ГК - «сумма», соединенным с измерительной схемой наддолотного модуля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102305/03A RU2362012C1 (ru) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102305/03A RU2362012C1 (ru) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2362012C1 true RU2362012C1 (ru) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008102305/03A RU2362012C1 (ru) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2362012C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490448C1 (ru) * | 2012-06-26 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТомскГАЗПРОМгеофизика" | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины |
| RU2571457C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2015-12-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Устройство и способ посадки скважины в целевой зоне |
| RU2613364C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-03-16 | Талгат Раисович Камалетдинов | Способ геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении |
| RU176509U1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Наддолотный модуль с набором детекторов естественного гамма-излучения горной породы |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU735753A1 (ru) * | 1977-05-16 | 1980-05-25 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Устройство дл контрол пространственного положени ствола скважины в процессе бурени |
| SU998995A1 (ru) * | 1981-09-11 | 1983-02-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Устройство дл электромагнитного каротажа |
| RU2089854C1 (ru) * | 1994-03-01 | 1997-09-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Пилот" | Устройство для контроля положения забоя |
| RU2105880C1 (ru) * | 1994-11-29 | 1998-02-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин с опытным заводом геофизической аппаратуры | Забойная телеметрическая система |
| US6181138B1 (en) * | 1999-02-22 | 2001-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Directional resistivity measurements for azimuthal proximity detection of bed boundaries |
| WO2002082124A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for determining the high side of a drill string during gamma mwd operations and correlating gamma events therewith |
| RU27839U1 (ru) * | 2002-05-30 | 2003-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи |
| RU2199008C2 (ru) * | 2000-08-16 | 2003-02-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ электромагнитного каротажа скважин в процессе бурения и устройство для его реализации |
-
2008
- 2008-01-21 RU RU2008102305/03A patent/RU2362012C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU735753A1 (ru) * | 1977-05-16 | 1980-05-25 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Устройство дл контрол пространственного положени ствола скважины в процессе бурени |
| SU998995A1 (ru) * | 1981-09-11 | 1983-02-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Устройство дл электромагнитного каротажа |
| RU2089854C1 (ru) * | 1994-03-01 | 1997-09-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Пилот" | Устройство для контроля положения забоя |
| RU2105880C1 (ru) * | 1994-11-29 | 1998-02-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин с опытным заводом геофизической аппаратуры | Забойная телеметрическая система |
| US6181138B1 (en) * | 1999-02-22 | 2001-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Directional resistivity measurements for azimuthal proximity detection of bed boundaries |
| RU2199008C2 (ru) * | 2000-08-16 | 2003-02-20 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ электромагнитного каротажа скважин в процессе бурения и устройство для его реализации |
| WO2002082124A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for determining the high side of a drill string during gamma mwd operations and correlating gamma events therewith |
| RU27839U1 (ru) * | 2002-05-30 | 2003-02-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571457C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2015-12-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Устройство и способ посадки скважины в целевой зоне |
| RU2490448C1 (ru) * | 2012-06-26 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТомскГАЗПРОМгеофизика" | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины |
| RU2613364C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-03-16 | Талгат Раисович Камалетдинов | Способ геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении |
| RU176509U1 (ru) * | 2017-07-18 | 2018-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") | Наддолотный модуль с набором детекторов естественного гамма-излучения горной породы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2001745C (en) | Downhole combination tool | |
| US9963963B1 (en) | Well ranging apparatus, systems, and methods | |
| US5230387A (en) | Downhole combination tool | |
| CA2912472C (en) | Method and apparatus for detecting gamma radiation downhole | |
| RU2661359C1 (ru) | Способ и устройство для проведения многоскважинной дальнометрии | |
| AU2012383577B2 (en) | Tilted antenna logging systems and methods yielding robust measurement signals | |
| CA2844111C (en) | Improved casing detection tools and methods | |
| US9115569B2 (en) | Real-time casing detection using tilted and crossed antenna measurement | |
| US20110308794A1 (en) | Real Time Determination of Casing Location and Distance with Tilted Antenna Measurement | |
| RU2362012C1 (ru) | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины | |
| CN109891191A (zh) | 用于随钻自主导引的机会传感器融合算法 | |
| RU76680U1 (ru) | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины | |
| US9977145B2 (en) | System and method for wellbore surveying using directional gamma detection | |
| RU2490448C1 (ru) | Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины | |
| RU169724U1 (ru) | Наддолотный модуль | |
| RU2206737C1 (ru) | Способ измерения параметров траектории скважины | |
| RU176509U1 (ru) | Наддолотный модуль с набором детекторов естественного гамма-излучения горной породы | |
| Hauser et al. | Geophysical techniques applied to cavity detection at the Wharf Mine, Lead, South Dakota | |
| Urík et al. | Photometric flowmeter for measuring slow vertical water flow in wells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160122 |