Способ модуляции шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин

 

СПОСОБ МОДУЛЯЦИИ ШУМА В БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ ТУРБИННОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН, основанный на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерительной информации путем создания волновых пауз, совмещают щелевые перфорации реактивных резонансных камер с щелевой перфорацией трубы, встраиваемой в вал Турбиными расширяют кратковременно объем проходного сечения для движущейся по каналу трубы промывочной жидкости, причем амплитуда колебаний упругих волн до волновой паузы уменьшается благодаря изменению плотности звуковой энергии на данном участке бурильной трубы.

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИЯЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

1С 1} F. 21 В 47/12

ВС!:.,- =!) зч АЯ

3Я

1м;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3693588/22-03 (22) 19.01.84 (46) 07.05.85. Бюл. У 17 (72) В.А.Савиных и В.Г.Ханжин (71) Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола (53) 622.141(088.8) (56) 1. Грачев Ю.В., Варламов В.П.

Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М., "Недра", 1968 с. 22-80.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 821688, кл. Е 21 В 47/12, 1975. (54)(57) СПОСОБ ИОЛУЛЯ11ИИ ШУМА В

БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ ПРИ ТУРБИННОМ

БУРЕНИИ СКВАЖИН, основанный на обра„„SU „„1154454 A зовании зоны подавления помех за ударными импульсами, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности измерительной информации путем создания волновых пауз, совмещают щелевые перфорации реактивных резонансных камер с щелевой перйорацией трубы, встрайваемой в вал турбины,и расвиряют кратковременно объем проходного сечения для движущейся по каналу трубы промывоч" ной жидкости, причем амплитуда колебаний упругих волн до волновой паузы уменьшается благодаря изменению плотности звуковой энергии на данном участке бурильной трубы.

454 2 в канале. Причем звуковая энергия преобразуется в тепловую вследствие нелинейных эффектов в местах изменения сечения.

Интервал модуляции частот для резонансного объема определяется по формуле

1154

Изобретение относится к области технической акустики и может быть использовано для получения глубинной информации в процессе бурения нефтяных и газовых скважин ° 5

Известны способы модуляции сигнала для передачи технологической информации о параметрах режима бурения по колонне бурильных труб, промывочной жидкости и горным породам.

Известен способ модуляции давления глинистого раствора для передачи информации по гидравлическому каналу связи, основанный на кратковременном перекрытии канала с созданием перепада давления в промывочном столбе жидкости при помощи гидротурботахометров 1 ).

Недостатком данного способа является присутствие в канале связи по-." мех, возбуждаемых работой долота.

Наиболее близкнм по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ модуляции шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин, основанный на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами (2j. с 25 1 Еч где $ — площадь сечения трубопровода;

М вЂ” длина резонатора;

v — - объем резонатора.

Величина спада амплитуды колебаний для резонатора находится из следующего соотношения

Я1о Р((1/т), (2) где 7 - коэффициент прохождения волны, Для продольной волны г ð f/2+ 6-1(2) "2

I где — отношение сечений объемов резонаторов hz к сечению трубопровода h, и определяется по формуле.

Частотный спектр шума,.экспериментально полученный последователями с буровых скважин, составляет диапазон

0-400 Гц.

Для модуляции колебаний с образованием волновой паузы частотный спектр шума разбивают на поддиапазоны по 100 Гц и для каждой частоты с заданной полосой пропускания, в гидроканал встраивают четыре резонансные камеры с переменным объемом. Число поддиапаэонов частот и камер можно увеличивать.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (2и — произвольное положение щелевых перфораций), (2 6— совмещение щелевых перфораций).

Устройство содержит корпус 1 переводника, резонансные камеры 2-5, вал 6 турбины, перфорированную тру6у 7, щелевую перфорацию 8 трубы, щелевые перфорации 9-12 объемных камер (на фиг. 25 показано совмещение щелевой перфорации 9 объемной камеры 2 с щелевой перфорацией 8 трубы 7 с внутренним гилроканалом, Устройство. работает слелующцм образом.

Недостатком известного способа является снижение достоверности информации, связанное с уменьшением амплитуды упругих колебаний на приемной стороне с увеличением глубины скважины.

Цель изобретения — повьппение досЪ товерности измерительной информации путем создания волновых пауз.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу модуляции шума в бурильной колонне при турбинном бурении скважин, основанному на образовании зоны подавления помех за ударными импульсами, совмещают щелевые перфорации реактивных резонансных камер с щелевой перфорацией трубы, встраиваемой в вал турбины, и расширяют кратковременно объем проход ного сечения для движущейся по каналу трубы промывочной жидкости, причем амплитуда колебаний упругих волн до ,волновой паузы уменьшается благодаря изменению плотности звуковой энергии на данном участке бурильной трубы.

Сущность изобретения состоит в том, что, изменяя проходное сечение, например расширяя его, на некотором участке трубопровода, происходит уменьшение плотности звуковой энергии

3 11

При каждом обороте вала турбины происходит совмещение перфорации 8 трубы 7 с щелевыми перфорациями 9-12 резонансных камер 2-5. В результате кратковременного совмещения перфораций (фиг. 2E) происходит увеличение сечения проходного отверстия гидроканала, причем реактивные камеры, настроенные каждая на свою полосу

54454 4 частот, модулирует частотный. спектр шума с образованием волново! паузы.

Предлагаемьп способ при его реализации позволит увеличить механи5 ческую скорость и проходку на долото за счет значительного повышения точности измерительной информации и ведения процесса бурения в рациональном режиме.

1154454

Составитель И. Назаркина

Редактор В. Иванова Техред С.йовжий КорректорМ. Самборская

Заказ 2654/31 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4