Способ определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ЕГО ОРИЕНТИРОВАНИЕ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ, основанный на использовании сигналов , полученных с инклинометра и с забойных датчиков угла положения отклонителя и азимута, о т л, и ч а ю-, щ, и и с я тем, что, с целью обеспе-;; чекия возможности определения .местоположения бурового инструмента в ферромагнитной обсадной колонне, в заданном месте колонны создают магнитный репер, размещают чувствительный элемент датчика азимута в плоскости, перпендикулярной оси датчика положения отклонителя,,и в процессе перемещения бурового инструмента, связанного с инклинометром, регистрирует сигналы датчика азимута, преобразуют их из неустойчивых в стабильные, по которым определяют момент достиже- i ния датчиком азимута места установки магнитного репера и .его азимутальное положение. 2. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что.буровой инструмент в скважинах с нулевым и малым наклоном ориентируют по разности между заданным ааимутрм и суммой сигналов обо их датчиков, а в наклонных и гориto зонтальных скважинах - по сигналу о &д оо датчика положения отклонителя.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН госудАРственный комитет сссР по делАМ изОБРетений и отнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ----".. .

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3543170/22-03 (22) 18.01.РЗ (46) 15. 12.84.Бюл. N 46 (72) Я.И.Гирнык, В.Ф.Жданков, И.И.Панькив, И.С.Андрийчук, И.И.Думин, О.С.Дудар, Ю.А.Курников и Л.И.Романишин .(7i) Ивано-Франковский экспериментально-исследовательский отдел Всесоюзног о научно-исследовательского института буровой техники, Долинское управление буровых работ производственного объединения "Укрнефть" и ИваноФранковский институт нефти и газа (53) 622.242(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 744121, кл. Е 21 В 47/022, 1977.

2. Инструкция по технологии бурения электробурами нефтяных и газовых скважин, приложение N - 30, M., ВНИИБТ, 1974, с. 94-96 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТО

ПОЛОЖЕНИЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ЕГО

ОРИЕНТИРОВАНИЕ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ, основанный на использовании сигналов, пблученных с инклинометра и с.Л0„„1129333 А забойных датчиков угла положения отклонителя и азимута, о т л„и ч а ю-. щ.и и с я тем, что, с целью обеспе-,; чения возможности определения .местоположения бурового инструмента в ферромагнитной обсадной колонне, в заданном месте колонны создают магнитный репер, размещают чувствительный элемент датчика азимута в плоскости, перпендикулярной оси датчика положения отклонителя„и в процессе перемещения бурового инструмента, связанного с инклинометром, регистрируют сигналы датчика азимута, преобразуют их из неустойчивых в стабильные, по которым определяют момент достиже- I ния датчиком азимута места установки у магнитного репера и,его азимутальное положение.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юФ \ шийся тем, что. буровой инструмент в скважинах с нулевым и малым накло ном ориентируют по разности между заI данным азнмутом и суммой сигналов обо их датчиков, а в наклонных и гори- © зонтальных скважинах — по сигналу датчика положения отклонителя.

1129333

Изобретение относится к бурению глубоких вертикальных, наклонно на-, правленных, многозабойных и разветвленно-горизонтальных скважин.

Известно устройство для ориенти- 5 рования отклонителя в скважине, включающее диамагнитную трубу, переводник с магнитом, инклиномер с двумя датчиками азимута(13.

Однако данное устройство требует 10 обязательного совмещения магнита с пласкостью действия отклонителя, а в скважинах, обсаженных ферромагнитной обсадной колонной, теряет свое назначение. 15

Известно магнитное приспособление для отметки местоположения на обсадных трубах скважины, содержащее два соосно расположенных магнита.

Верхний магнит находится в контакте 20 с внешней поверхностью обсадных труб и имеет внутреннюю и внешнюю стороны с разными полюсами. Нижний по оси магнит также имеет две стороны (по.верхности) с разноименными полюсами. 25

Полюса верхнего и нижнего магнитов расположены противоположно, т.е. одному полюсу верхнего магнита противолел..п другой полюс нижнег .

Известен также способ определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне путем использования сигналов, полученных с инклинометра и с забойных датчиков угла положения отклонителя и азимута(2 3.

Недостатком известного способа является полное отсутствие возможности осуществления в ферромагнит- 40 ной обсадной колонне следующих операций: определение местоположения различного бурового инструмента и стыньвочных узлов, спускаемых на бурильной колонне, ориентирование и установку по заданному азимуту отклоняющего клина, используемого для вырезания окна и забуривания дополнительного ствола в скважинах с любыми зенитными углами, ориентирование и установку по заданному азимуту отклонителя с режущим инструментом с целью избирательного попадания в ответвления разветвленной скважины, ориентирование и установку стыковоч- 5 ных узлов, используемых для крепления разветвлений многозабойных, разветвленно-горизонтальных скважин.

Цель изобретения — обеспечение возможности определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне.

Цель достигается тем, что согласно способу определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне в заданном месте колонны создают магнитный репер, размещают чувствительный элемент датчика азимута в плоскости,перпенди,кулярной оси датчика положения отклонителя, и в процессе перемещения бурового инструмента, связанного с.инклинометром, регистрируют сигналы дат чика азимута, преобразуют их из неустойчивых в стабильные,по которым определяют момент достижения датчиком азимута места установки магнитного репера и,его азимутальное положение, На фиг.1 изображена компоновка устройства, применяемая для реализации предлагаемого способа; на фиг.2— реперная магнитная муфта с точечнйми магнитами, предназначенная для создания искусственного магнитного полюса в ферромагнитной обсадной колонне; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2.

Для осуществления способа применя ют реперную магнитную муфту 1 с точечными магнитами 2, телеметрическую систему электробура (СХЭ) 3 с глубинным блоком датчиков 4, содержащим датчики азимута, положения отклонителя и угла наклона. В ферромагнитную обсадную колонну 5 встроены посадочная муфта 6 и реперная муфта 1. Компоновку бурбвого инструмента, например отклоняющий клин (уипсток) 7 с хвостовиком 8, соединяют с помощью спускного узла 9 бурильных труб задан ной длины 10 телеметрической системы 3 и бурильной колонны. Реперную муфту 1 устанавливают на известном. расстоянии выше посадочной муфты 6, служащей например, для установки клина 7, а длину компоновки ниже блока датчиков 4 телеметрической системы 3 принимают равной расстоянию между посадочной муфтой 6 и нижним точечным магнитом 2 реперной муфты 1.

Способ осуществляют в следующем порядке.

В процессе спуска компоновки бурового инструмента ведут. наблюдения за показаниями датчиков азиму1129333 ra и положения отклонителя с целью . определения момента совпадения местоположения блока датчиков 4 глубинной установки магнитного репера магнитной муфты 1. Этот момент характеризуется преобразованием не-.. устойчивых (плавающих) показаний дат чика азимута-в стабильные. При этом в скважинах с нулевым и малым накло- ном при невращающемся буровом инст- 1á рументе сохраняется:постоянной сумма показаний датчиков азимута и положения отклонителя, а в наклонных и горизонтальных скважинах показания датчика азимута, чувствительный элемент которого предварительно, размещен в плоскости, перпендикулярной оси датчика положения отклонителя, остаются постоянными и при вращении бурового инструмента. Так как 20 длина компоновки ниже блока датчиков 4 известна, этим моментом определяется местоположение бурового инструмента в скважине.

Ориентирование бурового инстру- 25 мента в обсадной колонне скважины с нулевым и малым наклоном осуществляют по азимуту, заданному относительно полюса 2, используя сумму сигналов цатчиков азимута и положения отклони-щ геля, и определяют угол поворота бурового инструмента как.разность между заданным азимуто и упомянутой суммой.

После ориентирования, т.е. после новорота бурового инструмента на вычисленный угол, сумма сигналов датчиков азимута и положения отклонителя должна измениться на величину угла поворота.

При малых углах наклона с доста- О точной точностью определяют азимутальное положение на стенке скважины искусственного магнитного полюса 2 как разность между показаниями дат- чика азимута при замере в реперной магнитной муфте 1 и азимутом, эамерен ным в необсаженном стволе на данной глубине скважины, т.е. определяют истинный азимут установки отклонителя или другого бурового инструмента в скважине.

В наклонном или горизонтальном стволе ориентируют буровой инструмент относительно фактического азимута скважины, т.е. относительно апсидальной плоскости, используя сигналы датчика угла положения отклонителя.

Использование предлагаемого способа дает возможность определять местоположение различного бурового инструмента и стыковочных узлов, спускаемых на колонне бурильных труб, в обсадной колонне скважины с точностью, на порядок превышающей результаты, получаемые при известных способах замера общей длины бурильной колонны; производить ориентироьание и установку по азимуту отклоняюще-. го клина, используемого для вырезания окна и забуривания дополнительного ствола, в ферромагнитных обсадных колоннах скважины с любыми зенитныж углами, производить ориентирование и установку отклонителя с режущим инструментом, например райбером или долотом, по отношению к рабочей поверхности отклоняющего клина с целью избирательного попадания в оба ствола разветвления; производить ориентирование и установку по азимуту стыковочных узлов, используемых для крепления разветвлений многозабойных, разветвленно-горизонтальных скважин.

С повышением. точности выполнения вышеперечисленных операций значитель" но возрастут качественные показатели производства буровых работ. В свою очередь за счет качественного выполнения проводимых операций предусматривается повышение производительности труда на 5Х и экономия календарного времени при строительстве скважин на

12-15%.

1129333

Составитель И.Карбачинская

Техред M.Êóçüìà Корректор Л.Пилипенко

Редактор В.Ковтун

Заказ 9419/25

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,