Способ передачи информации при турбинном бурении скважин

 

Изобретение предназначено для бурения скважины и позволяет повысить точность передачи информации с забоя на поверхностьо На забое формируют информацию датчиком 3 о частоте вращения долота в виде последовательности акустических импульсов на определенной частоте f спектра звуковой вибрациИо Буровые насосы 11 генерируют спектр помех звуковой,вибрации в сторону забоя. Подавители помех - акустические резонаторы 9 поглощают энергию из спектра звуковой вибрации насосов 11 также на частоте f. Образуется зона подавления частот, которая распространяется навстречу информационному сигналу Формируется помехозащищенная линия связис Съем информации осуществляют на поверхности с ведущей трубы 50 Частота изменения амплитуды вибрации на частоте f пропорциональна числу оборотов долота„ 2 ил $ (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) (g1)g Е 21 В 47/12

К АВТОРСКОМ,Ф СВИД=ТЕЙЬСТВУ

2 щения долота в виде последовательности акустических импульсов на определенной частоте Е спектра звуковой вибрации. Буровые насосы 11 генерируют спектр помех звуковой вибрации в сторону забоя. Подавители помех— . акустические резонаторы 9 поглощают . энергию из спектра звуковой вибрации насосов 11 также на частоте f. Образуется зона подавления частот, которая распространяется навстречу информационному сигналу. Формируется помехозащищенная линия связи. Съем информации осуществляют на поверхности с ведущей трубы 5. Частота изменения амплитуды вибрации на частоте f пропорциональна числу оборотов долота.

2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ VHHT СССР (21) 4499449/03 (22) 28. 10. 88 (46) 07.04.91. Бюл. 9 13 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) 10.А. Савиных (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

j9 110494, кл. Е 21 В 45/00, 1956.

Авторское свидетельство СССР

Р 1154453, кл. Е 21 В 47/12, 1983. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ

ТУРБИННОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН (57) Изобретение предназначено для бурения скважины и позволяет повысить точность передачи информации с забоя на поверхность. На забое формируют информацию датчиком 3 о частоте враИзобретение касается бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для получения тех «ологической информации о параметрах режима бурения, в частности о частоте, вращения долота.

Цель изобретения — повьппение точности передачи информации с забоя на поверхность.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа; на фиг. 2 даны экспериментальные спектрограммы, поясняющие операции реализации способа.

На фиг. 1 изображены долото 1, турбобур 2 — забойный двигатель (генератор спектра звуковой вибрации, генерируемьп -упругие волны в колонну бурильных труб с забоя на поверхность), датчик 3 частоты вращения долота — акустический резонатор (устройство, которое формирует последовательность акустических импульсов в спектре звуковой вибрации путем периодического перекрывания звукопогло-: шающего горла), колонна 4 бурильных труб, ведущая труба 5, вертлюг 6, буровой шланг 7, стояк-труба 8, подавитель 9 помех (акустический резонатор) бурового насоса на информационной частоте работы датчика частоты вращения долота, .10 — трубопровод 10, буровой насос 11 (генератор спектра звуковой вибрации, генерируемый упругие волны в колонну бурильных труб).

На фиг. 2 (а) изображена спектрограмма частот звуковой вибрации, ге1640396 н ерируемой буровыми насосами 11 в бурильную колонну,4 на встречу информационному сигналу - импульсам с датчика частоты вращения долота 3 (см, фиг. 1) — через трубопровод 10, стояк-, трубу 8, буровой шланг 7, вертлюг 6, ведущую трубу 5 при отсутствии подавителя помех — акустических резонаторов 9. 10

На фиг. 2 (б) изображена спектрограмма частот звуковой вибрации после подавителя помех — акустических резонаторов 9, встроенных в стояк - тру, бу 8. На спектрограмме частота fg 15 соответствует поглощенной первым акус" тическим резонатором резонансной частоте f = =650 Гц, частота fy соответствует поглощенной вторым акустическим.резонатором резонансной частоте 20

f 720 Гц и частота fy соответству,ет поглоценной третьим акустическим резонатором резонансной частоте f =

790 Гц.

На фиг. 2 (в) изображена спектро-., -25 грамма частот работы забойного двигателя — турбобура 2.

На фиг. 2 (r) изображена спектрограмма частот звуковой вибрации после датчика частоты вращения долота— акустического резонатора 3 (см.фиг.1), встроенного над турбобуром 2. На этой спектрограмме частота f4. соответствует информационной частоте 720 Гц.

Частота изменения амплитуды на часто- 35 те 720 Гц пропорциональна числу оборотов долота.

На фиг. 2 (д) изображена спектрограмма частот после преобразования звуковой вибрации с ведущей трубы 5. 40

Частота f4 соответствует частоте f — 720 Гц, т.е. в зоне постоянного поглощения частот f, f и f5 периодически появляется информационный импульс на частоте fq, = 720 Гц — часто- 45 та появления которого пропорциональна числу оборотов забойного датчика.

Способ осуществляется следующим образом.

Встраивают в стояк-трубу 8 три устройства подавителя помех — акусти-, ческих резонаторов 9, настроенные на частоты 650 Гц, 720 Гц и 790 Гц (см. фиг. 2). Встраивают в бурильную колонну 4 над турбобуром 2 датчик частоты вращения долота — акустический

1 резонатор 3, настроенный на частоту поглощения и = 720 Гц (см. фиг.2г).

Включают буровые насосы и потоков бурового раствора через колонну бурильных труб приводят во вращение турбобур (см. фиг, 1), который начинает генерировать спектр звуковой вибрации (см. фиг. 2,в). Включенные бу ровые насосы 11 начинают генерировать пектр звуковой вибрации (см. фиг,2 а) у сторону бурильной колонны 4 (см, ;риг. 1) через турбопровод 10, стояк.грубу 8, буровой шланг 7, вертлюг 6, ведущую трубу 5. Три подавителя помех — акустические резонаторы 9 начинают поглоцать энергию из спектра звуковой вибрации, генерируемой буровыми насосами, на частотах f = 650 Гц, Е = 720 Гц и 790 Гц (см. фиг.2 б), создавая тем самым зону подавления частот, которая распространяется навстречу информационному сигналу, образуя помехозащищенную линию связи.

Снимают звуковую. вибрацию акустическим датчиком (например, пьезоакселерометром типа 1ПА-9) с ведущей трубы 5 и извлекают информационный сигнал — информацию о частоте вращения долота на частоте f = 720 Гц из зоны подавления частот Х = 650 Гц, Х = . 720 Гц и = 790 Гц (см.фиг.2 д).

Данный способ передач технологической информации с забоя скважины — о частоте вращения долота — в зоне подавления помех, создаваемой подавителями помех акустическими резонаторами, встроенными в стояк-трубу, позволяет получить более достоверную информацию.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ передачи информации при турбинном бурении скважин, включающий формирование на забое информации о частоте вращения долота в виде последовательности акустических импульсов на определенной частоте Я спектра звуковой вибрации, передачу акустических импульсов по колонне бурильных труб на поверхность и регистрацию, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности передачи информации, на поверхности постоянно формируют в частотном спектре, генерируемом буровыми насосами в направлении бурильных труб, полосу поглощения частот на средней частоте /, причем съем информации происходит на поверх- ности с ведущей трубы.

164039б

Хф

ФШГ. 2

Составитель В, Шилов

Редактор Н. Тимонина Техред C Мнг ова Ко екто Л. Оса л

° ун рр р у енко

Заказ 1260 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101