RU2706046C2 - Drilling process and device - Google Patents
Drilling process and device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706046C2 RU2706046C2 RU2017134003A RU2017134003A RU2706046C2 RU 2706046 C2 RU2706046 C2 RU 2706046C2 RU 2017134003 A RU2017134003 A RU 2017134003A RU 2017134003 A RU2017134003 A RU 2017134003A RU 2706046 C2 RU2706046 C2 RU 2706046C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- peripheral end
- end surfaces
- recording chamber
- base
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
- E21B47/017—Protecting measuring instruments
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/007—Measuring stresses in a pipe string or casing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
[0001] В одном варианте выполнения предложенное изобретение относится к устройству для измерения и к соответствующему способу измерения, в частности, к устройству для измерения при бурении и к способу измерения, подходящему для бурильного устройства.[0001] In one embodiment, the invention relates to a measuring device and to a corresponding measuring method, in particular to a measuring device for drilling and a measuring method suitable for a drilling device.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
[0002] Термин "устройство для измерения при бурении" означает, что бурильная машина во время бурения непрерывно собирает информацию о пробуриваемой скважине или бурильной коронке, например, об азимутальном угле, напряжении, давлении на коронку, эксплуатационных условиях бурильной коронки, а также о состоянии окружающей породы, и затем данную информацию передает на сторону управления, что позволяет данной стороне действовать в качестве основы для вырабатывания управляющего сигнала. Соответственно, устройство для измерения при бурении является ключевым для реализации технологии вращательного бурения.[0002] The term “measuring device while drilling” means that the drilling machine continuously collects information about a borehole or drill bit, for example, azimuth angle, stress, bit pressure, operating conditions of the drill bit, and the condition of the drill bit surrounding the rock, and then this information is transmitted to the control side, which allows this side to act as the basis for generating a control signal. Accordingly, a device for measuring while drilling is key to implementing rotational drilling technology.
[0003] Большинство устройств для измерения при бурении расположены в воротнике бура, причем их основные компоненты представляют собой различные датчики, расположенные в данном воротнике. Однако, поскольку окружающая порода является чрезвычайно сложной и твердой, крайне важным становится уплотнение корпуса устройства для измерения при бурении. Хорошо уплотненный корпус обеспечивает защиту датчиков от проникновения буровых жидкостей, песков или других подобных веществ, что, следовательно, улучшает точность измерения датчиками и продлевает срок их эксплуатации. Как изображено на фиг. 1, в известном уровне техники на цилиндрической периферийной боковой поверхности 14 устройства 10 для измерения при бурении выполнена осевая канавка 11, и после установки датчика 12 в устройстве, размещают крышку 13 на канавке для уплотнения. Описанная конструкция устройства для измерения при бурении обеспечивает удобство монтажа и технического обслуживания датчика 12. Однако данная конструкция имеет сложную структуру, и уплотнительный эффект и точность не могут быть гарантированы.[0003] Most of the measuring devices for drilling are located in the collar of the drill, and their main components are various sensors located in this collar. However, since the surrounding rock is extremely complex and hard, it becomes extremely important to seal the housing of the measuring device while drilling. A well-sealed housing protects the sensors from the penetration of drilling fluids, sand or other similar substances, which, therefore, improves the accuracy of measurement by sensors and extends their life. As shown in FIG. 1, in the prior art, an
[0004] Таким образом, существует необходимость в устройстве для измерения при бурении, подходящего для бурильного устройства, и соответствующего способа изготовления данного устройства для решения вышеуказанных технических проблем.[0004] Thus, there is a need for a drilling measuring device suitable for a drilling device, and an appropriate manufacturing method for this device to solve the above technical problems.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0005] Исходя из вышеописанных технических проблем, в одном аспекте предложенное изобретение относится к устройству для измерения при бурении, содержащему основание, имеющее ось вращения и выполненное с возможностью осевого присоединения между буровой трубой и бурильной коронкой бурильного устройства. Основание имеет первую и вторую концевые поверхности на своих двух осевых концах, соответственно, и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между первой и второй концевыми поверхностями. Основание ограничивает по меньшей мере одну регистрирующую камеру, имеющую отверстие на по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей. Основание также содержит проход, выполненный с возможностью обеспечения жидкостного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой. Устройство для измерения при бурении содержит также по меньшей мере один датчик, расположенный в регистрирующей камере, причем датчик и регистрирующая камера выполнены с возможностью получения данных о бурении и передачи этих данных в блок управления бурением. Указанное устройство для измерения при бурении также содержит уплотнительный элемент, выполненный с возможностью уплотнения регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей.[0005] Based on the above-described technical problems, in one aspect, the invention relates to a drilling measurement apparatus comprising a base having an axis of rotation and axially connected between the drill pipe and the drill bit of the drilling device. The base has a first and second end surface at its two axial ends, respectively, and a cylindrical peripheral side surface extending between the first and second end surfaces. The base limits at least one recording chamber having an opening on at least one surface of the end surfaces. The base also includes a passage configured to provide fluid communication between the drill pipe and the drill bit. The device for measuring while drilling also contains at least one sensor located in the recording chamber, the sensor and the recording chamber being configured to receive drilling data and transmit these data to the drilling control unit. The specified device for measuring while drilling also contains a sealing element made with the possibility of sealing the recording chamber on the specified at least one surface of the end surfaces.
[0006] В другом аспекте предложенное изобретение относится к способу, включающему проектирование заданной траектории бурения, ведущей к добываемому углеводороду; бурение скважинного ствола бурильным устройством, содержащим устройство для измерения при бурении, на основании заранее заданной траектории бурения; извлечение бурильного устройства из скважинного ствола; и получение углеводорода из данного скважинного ствола. Этап бурения скважинного ствола бурильным устройством, содержащим устройство для измерения при бурении, включает получение данных о бурении при помощи устройства для измерения при бурении, передачу данных о бурении в блок управления бурением, и калибровку направления бурения бурильного устройства на основании данных о бурении и заранее заданной траектории бурения. Указанное устройство для измерения содержит основание, имеющее ось вращения и выполненное с возможностью осевого присоединения между буровой трубой и бурильной коронкой бурильного устройства. Основание имеет первую и вторую концевые поверхности на своих двух осевых концах, соответственно, и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между первой и второй концевыми поверхностями. Основание ограничивает по меньшей мере одну регистрирующую камеру, имеющую отверстие на по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей. Основание также содержит проход, выполненный с возможностью обеспечения жидкостного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой. Кроме того, указанное устройство для измерения также содержит по меньшей мере один датчик, расположенный внутри регистрирующей камеры. Указанное устройство для измерения также содержит уплотнительный элемент, выполненный с возможностью уплотнения регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей.[0006] In another aspect, the invention relates to a method comprising designing a predetermined drilling path leading to a produced hydrocarbon; drilling a borehole with a drilling device comprising a device for measuring while drilling, based on a predetermined drilling path; removing a drilling device from a borehole; and obtaining hydrocarbon from a given wellbore. The step of drilling a borehole with a drilling device comprising a measuring device while drilling includes receiving drilling data using the measuring device while drilling, transmitting drilling data to the drilling control unit, and calibrating the drilling direction of the drilling device based on the drilling data and a predetermined drilling data drilling paths. The specified device for measuring contains a base having an axis of rotation and made with the possibility of axial connection between the drill pipe and the drill bit of the drilling device. The base has a first and second end surface at its two axial ends, respectively, and a cylindrical peripheral side surface extending between the first and second end surfaces. The base limits at least one recording chamber having an opening on at least one surface of the end surfaces. The base also includes a passage configured to provide fluid communication between the drill pipe and the drill bit. In addition, the specified device for measuring also contains at least one sensor located inside the recording chamber. The specified device for measuring also contains a sealing element made with the possibility of sealing the recording chamber on the specified at least one surface of the end surfaces.
[0007] В другом аспекте предложенное изобретение относится к способу изготовления устройства для измерения при бурении, включающему обеспечение наличия основания, имеющего ось вращения и выполненного с возможностью осевого присоединения между буровой трубой и бурильной коронкой бурильного устройства и имеющего первую и вторую концевую поверхность на своих двух осевых концах, соответственно, и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между первой и второй концевыми поверхностями; формирование по меньшей мере одной регистрирующей камеры в указанном основании, имеющей отверстие на по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей; формирование прохода в указанном основании, обеспечивающего возможность жидкостного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой; расположение по меньшей мере одного датчика в регистрирующей камере через отверстие регистрирующей камеры; и уплотнение регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей.[0007] In another aspect, the present invention relates to a method for manufacturing a device for measuring while drilling, comprising providing a base having an axis of rotation and axially connected between the drill pipe and the drill bit of the drilling device and having a first and second end surface on its two axial ends, respectively, and a cylindrical peripheral side surface extending between the first and second end surfaces; forming at least one recording chamber in said base having an opening on at least one surface of the end surfaces; the formation of the passage in the specified basis, providing the possibility of fluid communication between the drill pipe and the drill bit; the location of at least one sensor in the recording chamber through the opening of the recording chamber; and sealing the recording chamber on said at least one surface of the end surfaces.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0008] Предложенное изобретение станет более понятными при рассмотрении следующего описания вариантов выполнения изобретения, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:[0008] The proposed invention will become clearer when considering the following description of embodiments of the invention, given with reference to the accompanying drawings, in which:
[0009] на фиг. 1 схематично изображено известное из уровня техники устройство для измерения при бурении;[0009] in FIG. 1 schematically shows a prior art drilling measuring device;
[0010] на фиг. 2 схематично изображена система направленного бурения, выполненная в соответствии с одним конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения;[0010] in FIG. 2 schematically shows a directional drilling system made in accordance with one specific embodiment of the proposed invention;
[0011] на фиг. 3 изображено, в состоянии сборки, устройство для измерения при бурении, выполненное в соответствии с одним конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения;[0011] in FIG. 3 shows, in an assembly state, a drilling measurement device made in accordance with one specific embodiment of the invention;
[0012] на фиг. 4 изображена конструкция устройства для измерения при бурении, выполненного в соответствии с одним конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения;[0012] in FIG. 4 illustrates the construction of a drilling measurement apparatus made in accordance with one specific embodiment of the proposed invention;
[0013] на фиг. 5 изображено поперечное сечение устройства для измерения при бурении, показанное на фиг. 4;[0013] in FIG. 5 is a cross-sectional view of the drilling measurement apparatus shown in FIG. 4;
[0014] на фиг. 6 схематично изображены тензодатчики устройства для измерения при бурении, показанного на фиг. 4;[0014] in FIG. 6 schematically shows the load cells of the drilling measuring device shown in FIG. 4;
[0015] на фиг. 7 изображено поперечное сечение устройства для измерения при бурении, выполненное соответствии с другим конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения.[0015] in FIG. 7 shows a cross section of a device for measuring while drilling, made in accordance with another specific embodiment of the proposed invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0016] Далее в настоящем документе приведено подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения. Следует отметить, что для простоты и краткости в подробном описании вариантов выполнения в настоящем документе невозможно подробно описать все признаки практических вариантов выполнения. Следует также понимать, что для достижения конкретной цели разработчика, а также для соблюдения некоторых ограничений, связанных с системой или бизнесом, в процессе практической реализации любого варианта выполнения, как и в процессе инженерного или опытно-конструкторского проектирования, обычно принимается ряд решений, которые также могут варьироваться в одном или другом варианте выполнения. Кроме того, может быть также учтено, что несмотря на то, что в подобном процессе разработки работы могут быть сложными и затратными по времени, некоторые вариации, например, в конструкции, изготовлении и производстве, вносимые на основе технического содержания, раскрытого в настоящей заявке, являются всего лишь обычными техническими средствами в рассматриваемой области техники для специалистов средней квалификации в данной области техники, относящимися к содержанию, раскрытому в рассматриваемом изобретении, и не должны рассматриваться как недостаточное раскрытие рассматриваемого изобретения.[0016] The following is a detailed description of preferred embodiments of the invention. It should be noted that for simplicity and brevity in the detailed description of the embodiments in this document it is impossible to describe in detail all the features of practical embodiments. It should also be understood that in order to achieve the specific goal of the developer, as well as to comply with some restrictions associated with the system or business, in the process of practical implementation of any embodiment, as in the process of engineering or development design, usually a number of decisions are made that also may vary in one or another embodiment. In addition, it can also be taken into account that, although work in such a development process can be complex and time-consuming, some variations, for example, in design, manufacturing and production, based on the technical content disclosed in this application, are just ordinary technical means in the field of technology for specialists of average skill in the art, related to the content disclosed in the present invention, and should not be considered as insufficient disclosure of the subject invention.
[0017] Если не указано иное, то все технические или научные термины, используемые в формуле изобретения и описании, имеют одинаковое значение, как обычно понимается специалистом средней квалификации в данной области техники, к которой принадлежит предложенное изобретение. Термины "первый", "второй" и другие подобные термины, используемые в описании и формуле изобретения, не означают какого-либо последовательного порядка, номера или значимости и используются только для различения разных компонентов друг от друга. Кроме этого, единственное число обозначает не ограничение количества, а наличие по меньшей мере одного элемента. Термины "содержит", "содержащий", "включает", "включающий" и другие подобные термины, используемые в настоящем документе, означают, что элемент или объект, стоящий перед "содержит", "содержащий", "включает", "включающий", распространяется на все элементы или объекты и их проиллюстрированные эквиваленты, стоящие после "содержит", "содержащий", "включает", "включающий", но не исключает других элементов или объектов. Термин "связанный" или "соединенный" или другой подобный термин не ограничен физическим или механическим соединением, а также не ограничен непосредственным или опосредованным соединением.[0017] Unless otherwise indicated, all technical or scientific terms used in the claims and description have the same meaning, as is commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the proposed invention belongs. The terms "first", "second" and other similar terms used in the description and claims do not mean any sequential order, number or significance and are used only to distinguish different components from each other. In addition, the singular does not mean a quantity limit, but the presence of at least one element. The terms “comprises,” “comprising,” “includes,” “including,” and other similar terms used herein mean that an element or object before “comprises,” “comprising,” “includes,” “including” , applies to all elements or objects and their illustrated equivalents, standing after "contains", "containing", "includes", "including", but does not exclude other elements or objects. The term “coupled” or “connected” or other similar term is not limited to the physical or mechanical connection, nor is it limited to the direct or indirect connection.
[0018] В настоящей заявке термины "может", "возможно", "выполнен с возможностью", "мог бы" указывают на возможность события в случае некоторых обстоятельств и имеют определенное свойство, признак или функцию, и/или путем комбинирования с квалифицируемым глаголом обозначают по меньшей мере одну способность, функцию или вероятность. Соответственно, использование "может" указывает на то, что модифицируемые термины являются очевидно соответствующими, подходящими или применимыми. Однако, в то же время, учитывая наличие некоторых ситуаций, модифицируемый термин может не быть соответствующим, подходящим или применимым. Например, в ряде случаев можно ожидать появление результата или выполнения, хотя при этом в других случаях результат или выполнение могут не возникнуть. В вариантах выполнения данное различие описано в терминах, означающих "может".[0018] In the present application, the terms “may”, “possibly”, “configured to”, “could” indicate the possibility of an event in certain circumstances and have a specific property, attribute or function, and / or by combination with a qualified verb denote at least one ability, function or probability. Accordingly, the use of “may” indicates that the modifiable terms are obviously appropriate, suitable or applicable. However, at the same time, given the presence of certain situations, the modifiable term may not be appropriate, appropriate, or applicable. For example, in some cases, you can expect the appearance of a result or execution, although in other cases, the result or execution may not occur. In embodiments, this distinction is described in terms meaning "may."
[0019] В одном аспекте выполнения предложенное изобретение относится к устройству для измерения при бурении в системе направленного бурения. На фиг. 2 схематично изображена система направленного бурения, содержащая буровую установку 33, буровую трубу 31 и бурильную коронку 32. Устройство 20 для измерения при бурении расположено между буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32 для регистрации информации о буровой трубе и бурильной коронке и передачи этой информации обратно на сторону управления, что позволяет данной стороне действовать в качестве основы для вырабатывания управляющего сигнала.[0019] In one aspect of the invention, the invention relates to a device for measuring while drilling in a directional drilling system. In FIG. 2 schematically depicts a directional drilling system comprising a
[0020] На фиг. 3 изображено, в состоянии сборки, устройство для измерения при бурении, выполненное в соответствии с одним конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения. Со ссылкой на фиг. 3, устройство 20 для измерения при бурении выполнено с возможностью осевого присоединения между буровой трубой 31 и бурильной колонкой 32 бурильного устройства и соосно как с указанной буровой трубой, так и с указанной бурильной колонкой. В одном варианте выполнения изобретения устройство 20 представляет собой, по существу, цилиндрическое тело. При работе бурильного устройства устройство 20 вращается вместе с буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32, измеряет различные параметры для буровой трубы и бурильной коронки в реальном времени посредством датчика (датчиков) 24, расположенных в нем, генерирует данные о бурении и передает их в блок управления бурением. Затем в соответствии с указанными данными блок управления бурением управляет направлением бурения, скоростью бурения и другими подобными параметрами бурильного устройства.[0020] FIG. 3 shows, in an assembly state, a drilling measuring device made in accordance with one specific embodiment of the proposed invention. With reference to FIG. 3, the
[0021] На фиг. 4 изображена конструкция устройства для измерения при бурении, выполненного в соответствии с одним конкретным вариантом выполнения предложенного изобретения. Как изображено на фиг. 4, устройство 20 для измерения содержит основание 21, имеющее ось 211 вращения и имеющее первую и вторую концевые поверхности 212, 213 на своих двух концах, соответственно, и цилиндрическую боковую поверхность 214, проходящую между первой и второй концевыми поверхностями 212, 213. В одном варианте выполнения предложенного изобретения ось 211 вращения представляет собой не сплошной вал, а геометрическую прямую линию, вокруг которой вращается основание 21.[0021] FIG. 4 illustrates the construction of a drilling measurement apparatus made in accordance with one particular embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
[0022] В одном варианте выполнения одна поверхность из указанных концевых поверхностей представляет собой плоскость и расположена под углом к цилиндрической боковой поверхности 214. Кроме этого, в одном варианте выполнения основание 21 представляет собой, по существу, цилиндрическое тело таким образом, что две концевые поверхности выполнены кольцевыми и перпендикулярными оси 211 вращения.[0022] In one embodiment, one surface of said end surfaces is a plane and is located at an angle to the
[0023] На двух осевых концах основания 21 выполнены две соединительных части, обеспечивающие присоединение основания 21 между буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32. В частности, основание 21 имеет первую соединительную часть рядом с первой концевой поверхностью и вторую соединительную часть рядом со второй концевой поверхностью, причем указанные части используются для соединения с буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32, соответственно.[0023] Two connecting parts are made at the two axial ends of the
[0024] Со ссылкой на фиг. 3, в одном варианте выполнения предложенного изобретения первая соединительная часть представляет собой выступающую часть 215, выступающую от первой концевой поверхности 212. На криволинейной поверхности выступающей части 215 выполнена охватываемая резьба 2151, а на буровой трубе 31 выполнена охватывающая резьба 311 для соответствия охватываемой резьбе 2151, обеспечивающие возможность соединения основания 21 и буровой трубы 31 с помощью резьб 2151 и 311. Вторая соединительная часть представляет собой углубленную часть 216, углубленную вовнутрь от второй концевой поверхности 213. На внутренней стенке углубленной части 216 выполнена охватывающая резьба 2161, а на бурильной коронке 32 выполнена охватываемая резьба 321 для соответствия выступающей части 2161, обеспечивающие возможность соединения основания 21 и бурильной коронки 32 с помощью резьб 2161 и 321.[0024] With reference to FIG. 3, in one embodiment of the proposed invention, the first connecting part is a
[0025] В одном варианте выполнения предложенного изобретения выступающий участок 215 может представлять собой, цилиндрическое тело или усеченный конус, как изображено на фиг. 3 и 4, без ограничения указанным. Выступающий участок может представлять собой цилиндрическую полость с закрытой половиной или полость в виде усеченного конуса, как изображено на фиг. 3 и 4, без ограничения указанным.[0025] In one embodiment of the invention, the protruding
[0026] В данном варианте выполнения основание 21 соединено с буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32 резьбовым образом, однако данное соединение не ограничено резьбовым типом. Так, основание 21 может быть также соединено с буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32, другим образом, например, защелками, болтами или другими подобными приспособлениями.[0026] In this embodiment, the
[0027] Основание 21 ограничивает проход 23, выполненный в нем для жидкостного сообщения между буровой трубой 31 и бурильной коронкой 32. Как изображено на фиг. 4 и 5, в одном варианте выполнения проход 23 проходит через основание 21 вдоль оси 211 вращения и выполнен в виде цилиндрической полости, соосной с основанием 21.[0027] The
[0028] Как показано на фиг. 3, основание 21 также ограничивает по меньшей мере одну регистрирующую камеру 22, выполненную в нем для размещения датчика (датчиков) 24 устройства для измерения при бурении. Регистрирующая камера 22 имеет по меньшей мере одно отверстие 221 на первой концевой поверхности 212. Отверстие регистрирующей камеры расположен, в соответствии с известным уровнем техники как изображено на фиг. 1, расположено на цилиндрической периферийной боковой поверхности. В этом случае обеспечено удобство монтажа и технического обслуживания датчика 12. Однако, вследствие наличия сборочных единиц, например крышки 13 возле датчика 12, между сборочными единицами или между сборочными единицами и основанием могут возникать непредсказуемые и крайне неустойчивые внутренние силы, которые могут резко снижать точность измерения датчика 12. Кроме того, поскольку между крышкой 13 и отверстием канавки 11 выполнено сложное соединение, уплотнительная функция оборудования не может быть гарантирована. В отличие от этого, в предложенном изобретении отсутствует отверстие на цилиндрической периферийной боковой поверхности 214, и датчик 24 расположен рядом со средним, в осевом направлении, участком основания 21. Таким образом, при расположении датчика 24 в камере 22 через отверстие 221 конструкция возле поперечного сечения датчика 24, перпендикулярного оси 211 вращения, является простой и устойчивой, и отсутствуют какие-либо другие сборочные единицы, за исключением основания 21, взаимодействующие с датчиком. В результате отсутствуют какие-либо неопределенные или неустойчивые внутренние силы, влияющие на точность измерения датчика 24, что, следовательно, значительно повышает точность измерений датчика 24.[0028] As shown in FIG. 3, the
[0029] При дальнейшем рассмотрении фиг. 3, по меньшей мере один датчик 24 расположен внутри камеры 22. В одном варианте выполнения указанный датчик может представлять собой тензокомпонент, трехмерный (3D) акселерометр или их комбинацию. Кроме того, в зависимости от требований, указанный датчик может представлять собой датчик другого типа или комбинацию датчиков другого типа, без ограничения, однако, этим датчиком или комбинацией.[0029] Upon further consideration of FIG. 3, at least one
[0030] Со ссылкой на фиг. 4 устройство для измерения при бурении также содержит уплотнительный элемент 26, расположенный на концевой поверхности и выполненный с возможностью уплотнения регистрирующих камер 22. В одном варианте выполнения уплотнение 26 содержит крышку 261 и уплотнительную прокладку 262 на указанной по меньшей мере одной концевой поверхности. Уплотнительная прокладка 262 расположена между крышкой 261 и указанной по меньшей мере одной концевой поверхностью для улучшения уплотнительного эффекта крышки 261.[0030] With reference to FIG. 4, the drilling measuring device also includes a sealing
[0031] Со ссылкой на фиг. 4 и 5, дополнительно, в одном варианте выполнения четыре цилиндрические регистрирующие камеры 22 проходят через цилиндрическое основание 21 вдоль направления оси 211 вращения. Каждая камера из камер 22 имеет два отверстия 221, 222, расположенных на первой и второй концевых поверхностях 212, 213, соответственно. Каждая поверхность из концевых поверхностей 212, 213 расположена вместе с крышкой 261 и уплотнительной прокладкой 262, каждая из которых выполнена кольцевой, для закрытия четырех отверстий на каждой концевой поверхности и устранения влияния на работу соединительных частей 215, 216 и прохода 23.[0031] With reference to FIG. 4 and 5, additionally, in one embodiment, four
[0032] В одном варианте выполнения предложенного изобретения каждая камера из регистрирующих камер 22 имеет форму в соответствии с цилиндрической периферийной боковой поверхностью, обеспечивающую возможность полного использования внутреннего пространства основания 21, и увеличения внутреннего объема камеры 22. Со ссылкой на фиг. 4 и 5, основание ограничивает четыре цилиндрические регистрирующие камеры 22 между внешней областью прохода 23 и цилиндрической периферийной боковой поверхностью 214 основания 21, расположенные равномерно вокруг прохода 23, причем каждая камера из указанных четырех камер имеет поперечное сечение в форме длинного искривленного эллипса.[0032] In one embodiment of the present invention, each camera of the
[0033] В одном варианте выполнения предложенного изобретения датчик 24 содержит по меньшей мере два тензокомпонента 25. Как изображено на фиг. 4-6, каждый компонент из тензокомпонентов 25 содержит первый, второй и третий тензодатчики, расположенные на внутренней стенке регистрирующей камеры 22 вдоль трех различных направлений, для измерения давления, момента, боковой силы или другого подобного параметра бурильной коронки. Посредством подобной комбинации тензокомпонентов могут быть отделены друг от друга различные силы и моменты на бурильной коронке, что дополнительно повышает точность измерения.[0033] In one embodiment of the invention, the
[0034] В одном варианте выполнения предложенного изобретения первый, второй и третий тензодатчики 251, 252, 253 установлены на стороне внутренней стенки регистрирующей камеры 22 рядом с цилиндрической периферийной боковой поверхностью 214. Как изображено на фиг. 5, каждый датчик из тензодатчиков испытывает на стороне возле цилиндрической периферийной боковой поверхности 214 объем деформации больший, чем на другой стороне, обеспечивая, таким образом, возможность увеличения коэффициента сигнал-шум тензокомпонента 25 и повышения точности измерения.[0034] In one embodiment of the proposed invention, the first, second and
[0035] На фиг. 6 схематично изображены тензодатчики 25 устройства для измерения при бурении. Как изображено на фиг. 6, первый и второй тензодатчики 251, 252 расположены симметрично относительно третьего тензодатчика 253. В одном варианте выполнения предложенного изобретения угол между первым тензодатчиком 251 и третьим тензодатчиком 253 составляет примерно 45 градусов, обеспечивая, таким образом, угол между первым тензодатчиком 251 вторым тензодатчиком 252 примерно 90 градусов, что упрощает расчеты и повышает точность результатов измерения.[0035] FIG. 6 schematically shows
[0036] В одном варианте выполнения предложенного изобретения датчик 24 также содержит по меньшей мере одну пару трехмерных акселлерометров, причем каждая пара трехмерных акселлерометров расположена симметрично относительно оси 211 вращения основания, и путем комбинации из двух трехмерных акселерометров параметры движения и параметры вибрации вращения бурильной коронки отделены друг от друга. В частности, путем сложения сигналов каждой пары трехмерных акселерометров центробежное ускорение двух трехмерных акселерометров уравновешивается для устранения негативного воздействия, создаваемого центробежным ускорением одиночного трехмерного акселерометра, обеспечивая повышение точности измерения устройством 20 для измерения при бурении вибрации. Кроме того, скорость вращения бурильной коронки может быть измерена более точно посредством вычитания сигналов каждой пары трехмерных акселерометров.[0036] In one embodiment of the proposed invention, the
[0037] В одном варианте выполнения предложенного изобретения трехмерные акселерометры могут быть выполнены как единое целое или заменены тремя одномерными акселерометрами или одним двухмерным акселерометром и одним одномерным акселерометром.[0037] In one embodiment of the proposed invention, three-dimensional accelerometers can be made integrally or replaced with three one-dimensional accelerometers or one two-dimensional accelerometer and one one-dimensional accelerometer.
[0038] Со ссылкой на фиг. 7, в одном варианте выполнения предложенного изобретения устройство 20 для измерения при бурении содержит два трехмерных акселерометра 271, 272, расположенных вдоль одной линии, проходящей через ось 211 вращения, и удаленных на одинаковое расстояние от оси 211 вращения.[0038] With reference to FIG. 7, in one embodiment of the invention, the
[0039] Датчик 24 и регистрирующая камера 22 использованы для получения данных о бурении и передачи данных в блок управления бурением, при этом данные о бурении передают посредством кабелей, ультразвуковой волны, акустических сигналов или радиочастотных сигналов. В одном варианте выполнения питание может быть подано в датчик 24 посредством кабелей или аккумуляторов в камере 22.[0039] The
[0040] В другом аспекте предложенное изобретение относится к способу получения углеводорода с помощью бурильного устройства, содержащего предложенное устройство для измерения при бурении, включающему: проектирование заранее заданной траектории бурения, ведущей к добываемому углеводороду; бурение скважинного ствола бурильным устройством, содержащим устройство для измерения при бурении, на основании заранее заданной траектории бурения; извлечение бурильного устройства из скважинного ствола; и получение углеводорода из скважинного ствола.[0040] In another aspect, the invention relates to a method for producing a hydrocarbon using a drilling device comprising the inventive device for measuring while drilling, comprising: designing a predetermined drilling path leading to a produced hydrocarbon; drilling a borehole with a drilling device comprising a device for measuring while drilling, based on a predetermined drilling path; removing a drilling device from a borehole; and obtaining hydrocarbon from the wellbore.
[0041] В свою очередь, этап бурения скважинного ствола бурильным устройством, содержащим устройство для измерения при бурении, включает получение данных о бурении при помощи устройства для измерения при бурении, передачу данных о бурении в блок управления бурением и калибровку направления бурения бурильного устройства на основании данных о бурении и заранее определенной траектории бурения.[0041] In turn, the step of drilling a borehole with a drilling device comprising a measuring device while drilling includes receiving drilling data using a measuring device while drilling, transmitting drilling data to a drilling control unit, and calibrating a drilling direction of the drilling device based on drilling data and a predetermined drilling path.
[0042] В одном варианте выполнения предложенного изобретения этап передачи данных по бурению включает передачу посредством кабелей, ультразвуковой волны, акустических сигналов или радиочастотных сигналов.[0042] In one embodiment of the invention, the step of transmitting drilling data includes transmitting via cables, an ultrasonic wave, acoustic signals, or radio frequency signals.
[0043] В одном варианте выполнения предложенного изобретения указанный способ также включает этап, на котором данные о бурении кодируют до их передачи.[0043] In one embodiment of the invention, said method also includes the step of encoding the drilling data before transmitting it.
[0044] В другом аспекте предложенное изобретение относится также к способу изготовления устройства для измерения при бурении, включающему обеспечение основания, имеющего ось вращения, выполненного с возможностью осевого присоединения между буровой трубой и бурильной коронкой бурильного устройства и имеющего первую и вторую периферийную концевую поверхности на своих двух осевых концах и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между первой и второй концевыми поверхностями; формирование по меньшей мере одной регистрирующей камеры в указанном основании, имеющей отверстие на по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей; формирование прохода в указанном основании, выполненного с возможностью обеспечения жидкостного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой; размещение по меньшей мере одного датчика в регистрирующей камере через отверстие регистрирующей камеры; и уплотнение регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из концевых поверхностей.[0044] In another aspect, the invention also relates to a method of manufacturing a device for measuring while drilling, comprising providing a base having an axis of rotation, capable of axially connecting between the drill pipe and the drill bit of the drilling device and having a first and second peripheral end surface on their two axial ends and a cylindrical peripheral side surface extending between the first and second end surfaces; forming at least one recording chamber in said base having an opening on at least one surface of the end surfaces; the formation of the passage in the specified base, configured to provide fluid communication between the drill pipe and the drill bit; placing at least one sensor in the recording chamber through the opening of the recording chamber; and sealing the recording chamber on said at least one surface of the end surfaces.
[0045] В одном варианте выполнения предложенного изобретения указанный способ также включает формирование первой соединительной части рядом с первой концевой поверхностью и формирование второй соединительной части рядом со второй концевой поверхностью для соединения основания с буровой трубой и бурильной коронкой бурильного устройства.[0045] In one embodiment of the invention, said method also includes forming a first connecting portion near the first end surface and forming a second connecting portion near the second end surface for connecting the base to the drill pipe and the drill bit of the drilling device.
[0046] Несмотря на то, что в настоящем документе описаны конкретные варианты выполнения изобретения, специалистам очевидно, что могут быть произведены различные модификации и вариации. Соответственно, следует отметить, что формула изобретения включает все модификации и вариации в пределах фактической идеи и объема правовой охраны изобретения.[0046] Although specific embodiments of the invention are described herein, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made. Accordingly, it should be noted that the claims include all modifications and variations within the actual idea and scope of legal protection of the invention.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510101508.5A CN106032749B (en) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | Measurement while drilling device and method |
CN201510101508.5 | 2015-03-09 | ||
PCT/US2016/021424 WO2016144993A1 (en) | 2015-03-09 | 2016-03-09 | Measurement-while-drilling device and method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017134003A RU2017134003A (en) | 2019-04-09 |
RU2017134003A3 RU2017134003A3 (en) | 2019-04-25 |
RU2706046C2 true RU2706046C2 (en) | 2019-11-13 |
Family
ID=55532285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017134003A RU2706046C2 (en) | 2015-03-09 | 2016-03-09 | Drilling process and device |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180051550A1 (en) |
EP (1) | EP3268581A1 (en) |
CN (1) | CN106032749B (en) |
CA (1) | CA2979359A1 (en) |
RU (1) | RU2706046C2 (en) |
WO (1) | WO2016144993A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106522925B (en) * | 2016-11-21 | 2018-04-13 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | It is a kind of to receive transducer package with brill orientation acoustic signals |
CN108533246A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-14 | 通用电气公司 | Ultrasonic sensor and method |
US20200032648A1 (en) * | 2017-03-23 | 2020-01-30 | General Electric Company | Sensing systems and methods for detecting changes in downhole hydrocarbon and gas species |
CN109184675B (en) * | 2018-08-13 | 2022-01-14 | 中国石油天然气集团有限公司 | Signal acquisition and storage device of horizontal main ground stress direction measurement while drilling system |
CN109268000B (en) * | 2018-08-13 | 2022-03-29 | 中国石油天然气集团有限公司 | Ultrasonic transducer of measurement while drilling system and installation method |
CN110907079B (en) * | 2019-11-18 | 2020-10-09 | 中国矿业大学(北京) | Dynamic monitoring system and method for mining stress |
CN117309454B (en) * | 2023-11-28 | 2024-01-26 | 中海油田服务股份有限公司 | Dynamic directional rotary steering weight-on-bit testing device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2270919C2 (en) * | 2004-05-20 | 2006-02-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры "ЛУЧ" | Bottomhole remote sensing system information transmission method and device |
US7090010B1 (en) * | 2003-09-25 | 2006-08-15 | Todd Martin | Gauge carrier sub apparatus |
RU2485308C2 (en) * | 2007-09-18 | 2013-06-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device and method for obtaining measured load in well |
RU2524237C2 (en) * | 2009-02-24 | 2014-07-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Method and device for evaluation of drill bit conditions |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6529834B1 (en) * | 1997-12-04 | 2003-03-04 | Baker Hughes Incorporated | Measurement-while-drilling assembly using gyroscopic devices and methods of bias removal |
US6247542B1 (en) * | 1998-03-06 | 2001-06-19 | Baker Hughes Incorporated | Non-rotating sensor assembly for measurement-while-drilling applications |
US6684949B1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-03 | Schlumberger Technology Corporation | Drilling mechanics load cell sensor |
US6942043B2 (en) * | 2003-06-16 | 2005-09-13 | Baker Hughes Incorporated | Modular design for LWD/MWD collars |
CN101182766B (en) * | 2007-12-11 | 2012-03-28 | 西安石油大学 | Measurement method of down-hole boring tool (drill) rotative velocity and direction and short node |
EP2433163B1 (en) * | 2009-05-20 | 2020-09-23 | Halliburton Energy Services Inc. | Downhole sensor tool with a sealed sensor outsert |
CN202220597U (en) * | 2011-06-20 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | Measurement pipe nipple for drilling pressure and torque while drilling |
CN202215225U (en) * | 2011-06-20 | 2012-05-09 | 中国石油化工集团公司 | Device for petroleum drilling pressure and torsion measurement while drilling |
US20130277114A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Baker Hughes Incorporated | Sleeve for logging while drilling electromagnetic sensor |
CN102817606A (en) * | 2012-09-03 | 2012-12-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | Borehole-while-drilling track detector and borehole-while-drilling track detection monitoring method |
US9567844B2 (en) * | 2013-10-10 | 2017-02-14 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Analysis of drillstring dynamics using angular and linear motion data from multiple accelerometer pairs |
CN103556945B (en) * | 2013-10-27 | 2015-07-01 | 长江大学 | High build-up rate well track control method |
CN204002753U (en) * | 2014-06-30 | 2014-12-10 | 北京六合伟业科技股份有限公司 | Underground engineering parameter measuring system |
-
2015
- 2015-03-09 CN CN201510101508.5A patent/CN106032749B/en not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-03-09 EP EP16710082.5A patent/EP3268581A1/en not_active Withdrawn
- 2016-03-09 WO PCT/US2016/021424 patent/WO2016144993A1/en active Application Filing
- 2016-03-09 RU RU2017134003A patent/RU2706046C2/en not_active IP Right Cessation
- 2016-03-09 US US15/556,815 patent/US20180051550A1/en not_active Abandoned
- 2016-03-09 CA CA2979359A patent/CA2979359A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7090010B1 (en) * | 2003-09-25 | 2006-08-15 | Todd Martin | Gauge carrier sub apparatus |
RU2270919C2 (en) * | 2004-05-20 | 2006-02-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры "ЛУЧ" | Bottomhole remote sensing system information transmission method and device |
RU2485308C2 (en) * | 2007-09-18 | 2013-06-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device and method for obtaining measured load in well |
RU2524237C2 (en) * | 2009-02-24 | 2014-07-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Method and device for evaluation of drill bit conditions |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БУЛАТОВ А.И,, ДОЛГОВ С.В, "Спутник буровика", книга 2, Москва, Недра,2014, стр. 6-8, 20-23. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106032749A (en) | 2016-10-19 |
RU2017134003A (en) | 2019-04-09 |
RU2017134003A3 (en) | 2019-04-25 |
WO2016144993A1 (en) | 2016-09-15 |
US20180051550A1 (en) | 2018-02-22 |
EP3268581A1 (en) | 2018-01-17 |
CA2979359A1 (en) | 2016-09-15 |
CN106032749B (en) | 2019-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2706046C2 (en) | Drilling process and device | |
RU2581616C2 (en) | Determination of downhole natural-pressure motor rpm | |
US6547016B2 (en) | Apparatus for measuring weight and torque on drill bit operating in a well | |
US10370962B2 (en) | Systems and methods for real-time monitoring of a line | |
US8522624B2 (en) | System and method for pressure balancing a flow meter | |
RU2693066C2 (en) | Method and device for control borehole deviation | |
CN106351648B (en) | Device and method for monitoring deep water drilling pipe while drilling | |
EP2587227A1 (en) | Downhole tool for determining flow velocity | |
US20150021016A1 (en) | Device and method for measuring torque and rotation | |
US10612366B2 (en) | Detecting landing of a tubular hanger | |
CN107829726B (en) | Logging while drilling instrument | |
CN206071579U (en) | Deepwater drilling pipe monitoring while drilling device | |
CN107387059B (en) | Underground engineering parameter measuring instrument | |
US11619123B2 (en) | Dual synchronized measurement puck for downhole forces | |
JP5756021B2 (en) | Apparatus and method for mounting an acoustic sensor near a pit wall | |
CN103015989A (en) | Downhole continuous wave mud pulse generator | |
JP2021533290A (en) | A device for acquiring and communicating data between strings in oil and gas wells. | |
CN108332706B (en) | Underground double-sleeve probe for borehole strain measurement | |
CN106089181B (en) | A kind of shaft bottom rotating power machine condition detector | |
Cayeux et al. | Buoyancy force on a plain or perforated portion of a pipe | |
US4359899A (en) | Weight on drill bit measuring apparatus | |
CN205477594U (en) | Along with boring inclinometer | |
CN217872755U (en) | Sleeve type downhole parameter measuring instrument | |
CN112901139B (en) | Measurement while drilling device | |
RU2523335C1 (en) | Device for stepwise measurement of fluid physical parameters in horizontal well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210310 |