[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2706046C2 - Drilling process and device - Google Patents

Drilling process and device Download PDF

Info

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
Application number
RU2017134003A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017134003A (en
RU2017134003A3 (en
Inventor
Чжиго ЖЭНЬ
Сюй ФУ
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2017134003A publication Critical patent/RU2017134003A/en
Publication of RU2017134003A3 publication Critical patent/RU2017134003A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706046C2 publication Critical patent/RU2706046C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017Protecting measuring instruments
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/007Measuring stresses in a pipe string or casing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic 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

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: group of inventions relates to oil and gas industry, in particular, to measurements at drilling of production wells. Device comprises a base having an axis of rotation and configured to be axially connected between the drill pipe and the drilling bit. Base has first and second peripheral end surfaces on both of its axial ends and cylindrical peripheral side surface extending between said first and second peripheral end surfaces. Base confines at least one recording chamber having an opening on at least one surface of peripheral end surfaces, and passage made with provision of flow communication between drilling pipe and drilling bit, at least one sensor located in said recording chamber, and a sealing member configured to sealed the recording chamber on said at least one surface of peripheral end surfaces. Sensor and recording chamber are configured to obtain data on drilling and their transfer to surface drilling control unit. Proposed sensor comprises strain gage comprising first, second and third strain gages arranged on the same side of inner wall of the recording chamber, which is located close to cylindrical peripheral side surface, respectively, along three different directions.
EFFECT: higher accuracy of measurements, simplified design.
17 cl, 7 dwg

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 axial groove 11 is made on the cylindrical peripheral side surface 14 of the device 10 for measuring while drilling, and after installing the sensor 12 in the device, a cover 13 is placed on the groove for sealing. The described design of the measuring device for drilling provides ease of installation and maintenance of the sensor 12. However, this design has a complex structure, and the sealing effect and accuracy cannot be guaranteed.

[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 drilling rig 33, a drill pipe 31 and a drill bit 32. A measuring device 20 for drilling is located between the drill pipe 31 and the drill bit 32 for recording information about the drill pipe and drill bit and transfer this information back to control side, which allows this side to act as the basis for generating a control signal.

[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 drilling measurement device 20 is axially coupled between the drill pipe 31 and the drill string 32 of the drill device and coaxial with both the drill pipe and the drill string. In one embodiment of the invention, device 20 is a substantially cylindrical body. When the drilling device is operating, the device 20 rotates together with the drill pipe 31 and the drill bit 32, measures various parameters for the drill pipe and drill bit in real time using the sensor (s) 24 located in it, generates drilling data and transmits them to the control unit by drilling. Then, in accordance with the indicated data, the drilling control unit controls the drilling direction, drilling speed and other similar parameters of the drilling device.

[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 measuring device 20 comprises a base 21 having a rotation axis 211 and having first and second end surfaces 212, 213 at its two ends, respectively, and a cylindrical side surface 214 extending between the first and second end surfaces 212, 213. In one an embodiment of the proposed invention, the axis of rotation 211 is not a solid shaft, but a geometric straight line around which the base 21 rotates.

[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 cylindrical side surface 214. In addition, in one embodiment, the base 21 is a substantially cylindrical body such that the two end surfaces made circular and perpendicular to the axis of rotation 211.

[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 base 21, allowing the base 21 to be connected between the drill pipe 31 and the drill bit 32. In particular, the base 21 has a first connecting part near the first end surface and a second connecting part near the second end surface moreover, these parts are used to connect with the drill pipe 31 and the drill bit 32, respectively.

[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 protruding part 215 protruding from the first end surface 212. On the curved surface of the protruding part 215, a female thread 2151 is made, and a female thread 311 is made on the drill pipe 31 to correspond to the male thread 2151, providing the ability to connect the base 21 and the drill pipe 31 using threads 2151 and 311. The second connecting part is a recessed part 216, recessed inward from the second second end surface 213. In the recessed portion 216 is formed covering the inner wall of the thread 2161 and the drill bit 32 on the male thread 321 formed to match the protruding portion 2161 that provide connectivity to the base 21 and the drill bit 32 via threads 321 and 2161.

[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 portion 215 may be a cylindrical body or a truncated cone, as shown in FIG. 3 and 4, without limitation specified. The protruding portion may be a cylindrical cavity with a closed half or a cavity in the form of a truncated cone, as shown in FIG. 3 and 4, without limitation specified.

[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 base 21 is connected to the drill pipe 31 and the drill bit 32 in a threaded manner, but this connection is not limited to the threaded type. Thus, the base 21 can also be connected to the drill pipe 31 and the drill bit 32, in another way, for example, latches, bolts or other similar devices.

[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 base 21 delimits a passage 23 made therein for fluid communication between the drill pipe 31 and the drill bit 32. As shown in FIG. 4 and 5, in one embodiment, the passage 23 passes through the base 21 along the axis of rotation 211 and is made in the form of a cylindrical cavity coaxial with the base 21.

[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 base 21 also limits at least one recording chamber 22 made therein for receiving the sensor (s) 24 of the measuring device while drilling. The recording chamber 22 has at least one opening 221 on the first end surface 212. The opening of the recording chamber is located, in accordance with the prior art, as shown in FIG. 1 is located on a cylindrical peripheral side surface. In this case, it is convenient to mount and maintain the sensor 12. However, due to the presence of assembly units, for example, a cover 13 near the sensor 12, unpredictable and extremely unstable internal forces can arise between the assembly units or between the assembly units and the base, which can drastically decrease the measurement accuracy the sensor 12. In addition, since a complex connection is made between the cover 13 and the hole of the groove 11, the sealing function of the equipment cannot be guaranteed. In contrast, in the proposed invention there is no hole on the cylindrical peripheral side surface 214, and the sensor 24 is located near the axial middle portion of the base 21. Thus, when the sensor 24 is located in the chamber 22 through the opening 221, the structure near the cross section the sensor 24, perpendicular to the axis of rotation 211, is simple and stable, and there are no other assembly units, with the exception of the base 21, interacting with the sensor. As a result, there are no uncertain or unstable internal forces affecting the measurement accuracy of the sensor 24, which, therefore, significantly improves the measurement accuracy of the sensor 24.

[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 sensor 24 is located within the chamber 22. In one embodiment, said sensor may be a strain gauge component, a three-dimensional (3D) accelerometer, or a combination thereof. In addition, depending on the requirements, the specified sensor may be a sensor of a different type or a combination of sensors of another type, without limitation, however, this sensor or combination.

[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 element 26 located on the end surface and configured to seal the recording chambers 22. In one embodiment, the seal 26 comprises a cover 261 and a gasket 262 on the at least one end surface. A gasket 262 is located between the cover 261 and the at least one end surface to improve the sealing effect of the cover 261.

[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 cylindrical recording chambers 22 pass through the cylindrical base 21 along the direction of the axis of rotation 211. Each chamber of the chambers 22 has two openings 221, 222 located on the first and second end surfaces 212, 213, respectively. Each surface of the end surfaces 212, 213 is located together with the cover 261 and the gasket 262, each of which is made annular, to close four holes on each end surface and to eliminate the effect on the operation of the connecting parts 215, 216 and passage 23.

[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 recording chambers 22 has a shape in accordance with a cylindrical peripheral lateral surface, allowing full use of the inner space of the base 21, and increasing the internal volume of the chamber 22. With reference to FIG. 4 and 5, the base delimits four cylindrical recording chambers 22 between the outer region of the passage 23 and the cylindrical peripheral side surface 214 of the base 21, arranged uniformly around the passage 23, each chamber of these four chambers having a cross section in the form of a long curved ellipse.

[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 sensor 24 comprises at least two strain components 25. As shown in FIG. 4-6, each component of the strain gauge components 25 comprises first, second, and third strain gauges located on the inner wall of the recording chamber 22 along three different directions to measure pressure, moment, lateral force, or other similar parameter of the drill bit. By means of such a combination of stress components, different forces and moments on the drill bit can be separated from each other, which further increases the measurement accuracy.

[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 third load cells 251, 252, 253 are mounted on the side of the inner wall of the recording chamber 22 next to the cylindrical peripheral side surface 214. As shown in FIG. 5, each of the strain gauge sensors experiences a larger deformation volume on the side near the cylindrical peripheral lateral surface 214 than on the other side, thereby providing the possibility of increasing the signal-to-noise coefficient of the strain gauge component 25 and improving the measurement accuracy.

[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 strain gauges 25 of a device for measuring while drilling. As shown in FIG. 6, the first and second load cells 251, 252 are arranged symmetrically with respect to the third load cell 253. In one embodiment of the invention, the angle between the first load cell 251 and the third load cell 253 is approximately 45 degrees, thereby providing an angle between the first load cell 251 and the second load cell 252 approximately 90 degrees, which simplifies calculations and improves the accuracy of measurement results.

[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 sensor 24 also contains at least one pair of three-dimensional accelerometers, each pair of three-dimensional accelerometers being located symmetrically with respect to the axis of rotation of the base 211, and by combining two three-dimensional accelerometers, the motion parameters and vibration parameters of the drill bit rotation are separated apart from each other. In particular, by adding the signals of each pair of three-dimensional accelerometers, the centrifugal acceleration of two three-dimensional accelerometers is balanced to eliminate the negative effects created by centrifugal acceleration of a single three-dimensional accelerometer, providing increased measurement accuracy by the vibration measuring device 20. In addition, the rotation speed of the drill bit can be measured more accurately by subtracting the signals of each pair of three-dimensional accelerometers.

[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 drilling measurement device 20 comprises two three-dimensional accelerometers 271, 272 located along one line passing through the axis of rotation 211 and spaced at the same distance from the axis of rotation 211.

[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 sensor 24 and the recording chamber 22 are used to receive drilling data and transmit data to the drilling control unit, while drilling data is transmitted via cables, ultrasonic waves, acoustic signals or radio frequency signals. In one embodiment, power may be supplied to the sensor 24 via cables or batteries in the chamber 22.

[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)

1. Устройство для измерения при бурении, содержащее:1. A device for measuring while drilling, containing: основание, имеющее ось вращения и выполненное с возможностью присоединения в осевом направлении между буровой трубой и бурильной коронкой, причем основание имеет первую и вторую периферийные концевые поверхности на обоих своих осевых концах и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между указанными первой и второй периферийными концевыми поверхностями, при этом основание ограничивает по меньшей мере одну регистрирующую камеру, имеющую отверстие на по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей, и проход, выполненный с обеспечением проточного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой,a base having an axis of rotation and configured to axially connect between the drill pipe and the drill bit, the base having a first and second peripheral end surfaces at both its axial ends and a cylindrical peripheral side surface extending between said first and second peripheral end surfaces, wherein the base limits at least one recording chamber having an opening on at least one surface of peripheral end rotations xnost, and the passage made with ensuring flow communication between the drill pipe and the drill bit, по меньшей мере один датчик, расположенный в указанной регистрирующей камере, иat least one sensor located in said recording chamber, and уплотнительный элемент, выполненный с возможностью герметичного уплотнения регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей,a sealing element configured to hermetically seal the recording chamber on said at least one surface of peripheral end surfaces, при этом указанный датчик и регистрирующая камера выполнены с возможностью получения данных о бурении и их передачи в блок управления бурением на поверхности, иwherein said sensor and recording chamber are configured to receive drilling data and transmit them to a surface drilling control unit, and указанный датчик содержит тензодатчик, содержащий первый, второй и третий тензокомпоненты, установленные на той стороне внутренней стенки регистрирующей камеры, которая расположена близко к цилиндрической периферийной боковой поверхности, соответственно вдоль трех различных направлений.the specified sensor contains a strain gauge containing the first, second and third strain components mounted on that side of the inner wall of the recording chamber, which is located close to the cylindrical peripheral side surface, respectively, along three different directions. 2. Устройство по п. 1, в котором указанная по меньшей мере одна поверхность из периферийных концевых поверхностей является плоской поверхностью, расположенной под углом к цилиндрической периферийной боковой поверхности.2. The device according to claim 1, wherein said at least one surface of the peripheral end surfaces is a flat surface located at an angle to the cylindrical peripheral side surface. 3. Устройство по п. 1, в котором указанный уплотнительный элемент содержит крышку на указанной по меньшей мере одной поверхности из периферийный концевых поверхностей и уплотнительную прокладку, расположенную между крышкой и указанной по меньшей мере одной поверхностью.3. The device according to claim 1, wherein said sealing element comprises a cover on said at least one surface of peripheral end surfaces and a sealing gasket located between the cover and said at least one surface. 4. Устройство по п. 1, в котором размеры регистрирующей камеры по существу соответствуют радиусу кривизны цилиндрической периферийной боковой поверхности.4. The device according to claim 1, in which the dimensions of the recording chamber essentially correspond to the radius of curvature of the cylindrical peripheral side surface. 5. Устройство по п. 1, в котором указанное основание имеет первую соединительную часть, выполненную смежно с первой периферийной концевой поверхностью, и вторую соединительную часть, выполненную смежно со второй периферийной концевой поверхностью, для соединения соответственно с буровой трубой и бурильной коронкой.5. The device according to p. 1, in which the specified base has a first connecting part made adjacent to the first peripheral end surface, and a second connecting part made adjacent to the second peripheral end surface for connecting respectively to the drill pipe and the drill bit. 6. Устройство по п. 5, в котором первая соединительная часть содержит выпуклую часть с внешней резьбой, выступающую от первой периферийной концевой поверхности, а вторая соединительная часть содержит вогнутую часть с внутренней резьбой, вогнутую вовнутрь от второй периферийной концевой поверхности.6. The device according to claim 5, in which the first connecting part contains a convex part with an external thread protruding from the first peripheral end surface, and the second connecting part contains a concave part with an internal thread, concave inward from the second peripheral end surface. 7. Устройство по п. 1, в котором указанный датчик дополнительно содержит трехмерный акселерометр.7. The device according to claim 1, wherein said sensor further comprises a three-dimensional accelerometer. 8. Устройство по п. 1, в котором первый и второй тензокомпоненты расположены симметрично относительно третьего тензокомпонента.8. The device according to p. 1, in which the first and second strain components are located symmetrically with respect to the third strain component. 9. Устройство по п. 8, в котором угол между первым тензокомпонентом и третьим тензокомпонентом составляет примерно 45 градусов.9. The device according to claim 8, in which the angle between the first strain component and the third strain component is approximately 45 degrees. 10. Устройство по п. 1, содержащее по меньшей мере одну пару датчиков, причем каждая пара содержит трехмерный акселерометр, и трехмерные акселерометры каждой пары датчиков расположены симметрично относительно указанной оси вращения.10. The device according to claim 1, containing at least one pair of sensors, each pair containing a three-dimensional accelerometer, and three-dimensional accelerometers of each pair of sensors are symmetrically relative to the specified axis of rotation. 11. Устройство по п. 1, в котором данные о бурении передаются посредством кабеля, ультразвука, акустического сигнала или радиочастотного сигнала.11. The device according to claim 1, wherein the drilling data is transmitted by cable, ultrasound, acoustic signal or radio frequency signal. 12. Способ бурения, включающий:12. The method of drilling, including: проектирование заданной траектории бурения, ведущей к добываемому углеводороду,designing a predetermined drilling path leading to the produced hydrocarbon, бурение скважинного ствола бурильным устройством, содержащим устройство для измерения при бурении, на основании заданной траектории бурения, причем на данном этапе бурения:drilling a borehole with a drilling device comprising a device for measuring while drilling, based on a predetermined drilling path, and at this stage of drilling: получают данные о бурении при помощи устройства для измерения при бурении,receive drilling data using a device for measuring while drilling, передают данные о бурении в блок управления бурением на поверхности иtransmit drilling data to a surface drilling control unit and калибруют направление бурения бурильного устройства на основании данных о бурении и заданной траектории бурения,calibrating the drilling direction of the drilling device based on the drilling data and a given drilling path, извлечение бурильного устройства из скважинного ствола иremoving the drilling device from the wellbore and получение углеводорода из указанного скважинного ствола,hydrocarbon production from said borehole, при этом устройство для измерения при бурении содержит основание, имеющее ось вращения и выполненное с возможностью присоединения в осевом направлении между буровой трубой и бурильной коронкой, причем основание имеет первую и вторую периферийные концевые поверхности на обоих своих осевых концах и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между указанными первой и второй периферийными концевыми поверхностями, при этом основание ограничивает по меньшей мере одну регистрирующую камеру, имеющую отверстие на по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей, и проход, выполненный с обеспечением проточного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой, по меньшей мере один датчик, расположенный в регистрирующей камере, и уплотнительный элемент, выполненный с возможностью герметичного уплотнения регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей, при этом указанный датчик содержит тензодатчик, содержащий первый, второй и третий тензокомпоненты, установленные на той стороне внутренней стенки регистрирующей камеры, которая расположена близко к цилиндрической периферийной боковой поверхности, соответственно вдоль трех различных направлений.wherein the device for measuring during drilling comprises a base having an axis of rotation and made with the possibility of axial attachment between the drill pipe and the drill bit, the base having a first and second peripheral end surfaces at both axial ends and a cylindrical peripheral side surface extending between the specified first and second peripheral end surfaces, while the base limits at least one recording chamber having an opening at least at least one surface of the peripheral end surfaces, and the passage made with flowing communication between the drill pipe and the drill bit, at least one sensor located in the recording chamber, and a sealing element configured to hermetically seal the recording chamber on the specified at least one surface of the peripheral end surfaces, while the specified sensor contains a strain gauge containing the first, second and third strain components mounted on that side of the inner wall of the recording chamber, which is located close to the cylindrical peripheral side surface, respectively, along three different directions. 13. Способ по п. 12, в котором при передаче данных о бурении передают эти данные посредством кабеля, ультразвука, акустического сигнала или радиочастотного сигнала.13. The method according to p. 12, in which when transmitting drilling data, transmit this data by cable, ultrasound, acoustic signal or radio frequency signal. 14. Способ по п. 12, в котором данные о бурении кодируют до их передачи.14. The method of claim 12, wherein the drilling data is encoded prior to transmission. 15. Способ изготовления устройства для измерения при бурении, включающий:15. A method of manufacturing a device for measuring while drilling, including: обеспечение основания, имеющего первую и вторую периферийные концевые поверхности на обоих своих осевых концах и цилиндрическую периферийную боковую поверхность, проходящую между указанными первой и второй периферийными концевыми поверхностями,providing a base having a first and second peripheral end surfaces at both its axial ends and a cylindrical peripheral side surface extending between said first and second peripheral end surfaces, формирование в указанном основании по меньшей мере одной регистрирующей камеры, имеющей отверстие на по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей, и прохода, выполненного с обеспечением проточного сообщения между буровой трубой и бурильной коронкой,the formation in the specified basis of at least one recording chamber having an opening on at least one surface of peripheral end surfaces, and a passage made to provide flow communication between the drill pipe and the drill bit, размещение в регистрирующей камере по меньшей мере одного датчика,placing at least one sensor in the recording chamber, герметичное уплотнение регистрирующей камеры на указанной по меньшей мере одной поверхности из периферийных концевых поверхностей,a tight seal of the recording chamber on the specified at least one surface of the peripheral end surfaces, причем указанный датчик содержит тензодатчик, содержащий первый, второй и третий тензокомпоненты, которые устанавливают на стороне внутренней стенки регистрирующей камеры, расположенной близко к цилиндрической периферийной боковой поверхности, соответственно вдоль трех различных направлений.moreover, the specified sensor contains a strain gauge containing the first, second and third strain components, which are installed on the side of the inner wall of the recording chamber, located close to the cylindrical peripheral side surface, respectively, along three different directions. 16. Способ по п. 15, в котором формируют первую соединительную часть смежно с первой периферийной концевой поверхностью и вторую соединительную часть смежно со второй периферийной концевой поверхностью.16. The method according to p. 15, in which form the first connecting part adjacent to the first peripheral end surface and the second connecting part adjacent to the second peripheral end surface. 17. Способ по п. 16, в котором первая соединительная часть содержит выпуклую часть с внешней резьбой, выступающую от первой периферийной концевой поверхности, а вторая соединительная часть содержит вогнутую часть с внутренней резьбой, вогнутую вовнутрь от второй периферийной концевой поверхности.17. The method according to p. 16, in which the first connecting part contains a convex part with an external thread protruding from the first peripheral end surface, and the second connecting part contains a concave part with an internal thread, concave inward from the second peripheral end surface.
RU2017134003A 2015-03-09 2016-03-09 Drilling process and device RU2706046C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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