Забойная телеметрическая система

 

Изобретение относится к области бурения и предназначено для измерения забойных параметров в процессе бурения скважин. Задача создания изобретения - увеличение ресурса работы системы. Забойная телеметрическая система содержит наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и установленные в колонну труб скважинный прибор с электронным блоком и источник питания, выполненный в виде электрогенератора или батареи электрических элементов. Источник питания выполнен сменным и имеет на верхнем торце стыковочное устройство и/или устройство для съема, а на нижнем - наконечник с одним или несколькими электрическими контактами. В верхней части скважинного прибора выполнено стыковочное устройство для установки, по крайней мере, одного сменного источника питания. Стыковочное устройство скважинного прибора может быть выполнено с обеспечением перекоммутации электронного блока скважинного прибора на вновь устанавливаемый сменный источник питания, а также с обеспечением окружной ориентации и фиксации вышеустановленного сменного источника питания. Сменные источники питания могут быть установлены друг над другом. Забойная телеметрическая система может иметь внутренний источник питания. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для измерения забойных параметров в процессе наклонно направленного и горизонтального бурения.

Известна забойная телеметрическая система по патенту РФ 2161701, 7 Е 21 В 47/022. Эта система содержит электрический разделитель, немагнитную вставку, глубинный блок с датчиками зенитного угла и азимута и источник питания, а также наземный приемный комплекс. Система использует для передачи информации из забоя на поверхность электромагнитный канал связи.

Недостатком телеметрической системы является ограниченный ресурс работы источника питания.

Известна также телеметрическая система по патенту РФ 2140539, МПК 6 Е 21 В 47/00, 1977.

Забойная телеметрическая система по патенту РФ 2140539 состоит из скважинного прибора с измерительным и первичным преобразователем, передатчика с электрическим диполем, установленным в верхней части колонны бурильных труб и проводного канала связи, соединяющего передатчик со скважинным модулем.

Недостаток этой схемы - ее малый ресурс работы из-за износа деталей электрогенератора или малой электрической мощности батарей электрических элементов.

Известна забойная телеметрическая система по книге Молчанова А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин, М. , Недра, 1983, с.171...177, 85...92 (прототип). Эта система содержит наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и установленные в колонну бурильных труб скважинный прибор с электронным блоком и источник питания. Такая конструкция позволяет поднимать и заменять или ремонтировать скважинный прибор без подъема колонны бурильных труб.

Недостатком этой конструкции является то, что для замены одной детали необходимо поднимать весь довольно сложный и большой по габаритам скважинный прибор. Основные детали и узлы скважинного прибора практически не изнашиваются и не выходят из строя в процессе бурения скважины. Наиболее слабым звеном в скважинном приборе является источник питания.

В качестве источника питания используются электрогенератор или батареи электрических элементов. Ресурс источника питания ограничен тяжелыми условиями его работы: высокой температурой и давлением на забое скважины. Для электрогенератора дополнительным фактором, влияющим на ресурс работы, является износ подшипников, вызванный расходом смазки через уплотнения вала.

Задача создания изобретения - увеличение ресурса работы системы, снижение времени на спуско-подъемные операции для замены источника питания.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что забойная телеметрическая система, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и установленные в колонну бурильных труб скважинный прибор с электронным блоком и источник питания, выполненный в виде электрогенератора или батареи электрических элементов, источник питания выполнен сменным и имеет на верхнем торце стыковочное устройство и/или устройство для съема, а на нижнем - наконечник с одним или несколькими электрическими контактами, а в верхней части скважинного прибора выполнено стыковочное устройство для установки, по крайней мере, одного сменного источника питания, по крайней мере, одного сменного источника питания. Стыковочное устройство скважинного прибора выполнено с обеспечением перекоммутации электронного блока скважинного прибора на вновь устанавливаемый сменный источник питания. Стыковочное устройство скважинного прибора выполнено с обеспечением окружной ориентации и фиксации вышеустановленного сменного источника питания. Сменные источники питания установлены друг над другом. Забойная телеметрическая система может иметь также внутренний источник питания.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...4, где: на фиг.1 показана забойная телеметрическая система с двумя сменными источниками питания, на фиг. 2 изображена забойная телеметрическая система, работающая от внутреннего источника питания, на фиг. 3 - забойная телеметрическая система со сменным источником питания, на фиг. 4 - забойная телеметрическая система со сменным источником питания, на верхнем торце которого выполнено устройство для съема (ловитель).

Компоновка, в состав которой входит забойная телеметрическая система, включает: долото 1, забойный двигатель 2, колонну бурильных труб 3, скважинный прибор 4, центраторы 5, электронный блок 6, внутренний источник питания 7, источник питания 8, выполненный в виде электрогенератора или батареи электрических, кроме того, источник питания 8 выполнен сменным, стыковочное устройство 9 или устройство для съема 10, наконечник 11, пазы окружной ориентации 12, фиксатор 13, переключатель 14, провода коммутации 15, которые проходят внутри скважинного прибора и источников питания, перемычку 16.

В связи с тем, что система может применяться и для эксплуатационной скважины, долото 1 и забойный двигатель 2 могут отсутствовать. На поверхности установлены соединенные электрическими связями антенна 17, приемное устройство 18, ПЭВМ 19, принтер 20.

Забойная телеметрическая система работает следующим образом.

Перед эксплуатацией скважинный прибор 4 с источником питания 8, преимущественно электрогенератором, устанавливается в компоновку колонны бурильных труб или обсадных труб 3. При работе сигнал со скважинного прибора 4 одним из известных способов, например, по электромагнитному или гидравлическому каналу связи передается на антенну 17 и на приемное устройство 18, где преобразуется и поступает на ПЭВМ 19 и на принтер 20. В случаях выхода из строя сменного источника питания 8 или при отсутствии прокачки промывочной жидкости работоспособность телеметрической системы восстанавливают следующим образом. С помощью троса цепляют вышедший из строя сменный источник питания 8 за устройство для съема 10 и поднимают на поверхность, не производя подъема бурильных труб 3, а на его место устанавливают вновь устанавливаемый сменный источник питания 8. Вновь устанавливаемый сменный источник питания 8 может также устанавливаться без съема вышедшего из строя, доставка вновь устанавливаемого сменного источника питания к стыковочному устройству 9 забойной телеметрической системы производится сбросом или с помощью троса. При этом наконечник 11 входит в стыковочное устройство 9 по пазам окружной ориентации 12 и фиксируется посредством фиксатора 13. Одновременно срабатывает переключатель 14, который осуществляет перекоммутацию потребителей электроэнергии электронного блока скважинного прибора на вновь установленный сменный источник питания 8.

В случае применения сменного источника питания 8 с устройством для съема 10 (фиг. 4) роль переключателя 14 выполняет перемычка 16, установленная между соответствующими контактами наконечника 11.

Применение изобретения позволило: 1. Повысить надежность телеметрической системы.

2. Повысить удобство в эксплуатации и обслуживании ЗТС.

3. Обеспечить длительную работу забойной телеметрической системы без подъема бурильных труб.

4. Снизить затраты на спуско-подъемные операции.

5. Снизить время простоя оборудования.

6. Ускорить замену источника питания.

Формула изобретения

1. Забойная телеметрическая система, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и установленные в колонну бурильных труб скважинный прибор с электронным блоком и источник питания, выполненный в виде электрогенератора или батареи электрических элементов, отличающаяся тем, что источник питания выполнен сменным и имеет на верхнем торце стыковочное устройство и/или устройство для съема, а на нижнем наконечник с одним или несколькими электрическими контактами, а в верхней части скважинного прибора выполнено стыковочное устройство для установки, по крайней мере, одного сменного источника питания.

2. Забойная телеметрическая система по п. 1, отличающаяся тем, что стыковочное устройство скважинного прибора выполнено с обеспечением перекоммутации электронного блока скважинного прибора на вновь устанавливаемый сменный источник питания.

3. Забойная телеметрическая система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стыковочное устройство скважинного прибора выполнено с обеспечением окружной ориентации и фиксации выше установленного сменного источника питания.

4. Забойная телеметрическая система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что сменные источники питания установлены друг над другом.

5. Забойная телеметрическая система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она имеет также внутренний источник питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4