Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при кустовом бурении скважин, предусматривающем контроль кривизны скважины. Техническим результатом изобретения является повышение надежности за счет контроля приближения или удаления долота бурящейся скважины относительно колонны эксплуатационной скважины для одного куста и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах, сокращение материальных и людских затрат и упрощение монтажа и обслуживания бурящейся скважины. Для этого регистрируют упругие колебания, поступающие от вибрации долота в процессе бурения скважины, при помощи приборов, усиливают полученный сигнал, а затем передают записывающему устройству. Дополнительно осуществляют фильтрацию поступающего сигнала с выделением сигнала от долота и оцифровку выделенного сигнала. Затем определяют приближение или удаление встречи стволов скважин путем сравнения поступающего сигнала с пороговыми значениями сигнала от долота. Информацию о сигнале от долота одновременно передают на записывающее устройство и устройство оповещения. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при кустовом бурении скважин, предусматривающем контроль кривизны скважины.

Известен способ направленного бурения скважин, предусматривающий приложение ударно-импульсного усилия от отклоняющего элемента в призабойном пространстве скважины в процессе бурения, в процессе бурения скважины осуществляют постоянный контроль ее местоположения, для чего вокруг устья скважины предварительно устанавливают сейсмоприемники, с их помощью регистрируют импульсы и сравнивают между собой (а.с. № 1740603, Е 21 В 7/04, от 27.04.88 г.).

Недостатком указанного выше способа является то, что требуется больше материальных и людских затрат, не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины (для одного куста), не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах скважины.

Наиболее близким к данному изобретению является способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, который производит при помощи приборов регистрацию колебаний обсадной колонны в пробуренной скважине, поступающих от вибрации долота в бурящейся скважины, усиливают электронным усилителем, а затем передают записывающему прибору (а.с. № 163138, Е 21 В 7/04, 47/12, от 17.12.62 г., прототип).

Недостатком данного способа является то, что не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах, кроме того, данные с приборов получают только на бумажных носителях, нет системы оповещения на посту бурильщика, передача сигналов осуществляется по проводной связи, а это возможны порывы, сложности прокладки на большие расстояния.

Предлагаемый способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин лишен приведенных выше недостатков и отличается высокой надежностью, кроме того, позволяет контролировать приближение или удаление встречи стволов скважин не только на разбуриваемом кусту, но и на ранее пробуренных, он позволяет предупредить встречу стволов.

Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин включает регистрацию упругих колебаний, поступающих от вибрации долота в процессе бурения скважины, при помощи приборов, усиление, а затем передачу записывающему устройству, кроме того, дополнительно осуществляют фильтрацию поступающего сигнала с выделением сигнала от долота, оцифровку выделенного сигнала и определение приближения или удаления встречи стволов скважин путем сравнения поступающего сигнала с пороговыми значениями сигнала от долота и передачу информации о сигнале от долота одновременно на записывающее устройство и устройство оповещения.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

В способе предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин устанавливается датчик вибрации 1 на устье эксплуатационной скважины.

Для оперативного определения приближения или удаления встречи бурящейся скважины и эксплуатационной колонны используют сигнал, поступающий от долота в бурящейся скважине. При бурении скважины долото создает упругие колебания в окружающей среде, которые передаются эксплуатационной колонне, где расположен датчик вибрации 1, регистрирующий упругие колебания и преобразовывающий эти колебания в электрический сигнал с последующей фильтрацией в усилителе - преобразователе сигнала 2 и оцифровкой, разложением и сравнением сигнала в технологическом контроллере 3.

По величине поступающего сигнала с датчика вибрации определяют приближение или удаление встречи стволов скважин путем сравнения этой величины с пороговыми значениями сигнала от долота и полученную информацию о сигнале одновременно передают на записывающее устройство 4 и на устройство оповещения 5.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе бурения скважины при взаимодействии долота с горными породами возникают упругие колебания, которые в виде продольных и поперечных волн передаются через толщу породы и эксплуатационную колонну к устью, где регистрируются датчиками вибрации 1 и преобразуются в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается и нормализуется до стандартного электрического сигнала 4-20 мА в усилителе-преобразователе сигнала 2, а затем подается на аналоговые входы технологического контроллера 3, где сигнал из аналогового (токового) преобразуется в цифровой (или происходит оцифровка электрического сигнала). Цифровой сигнал обрабатывается в процессорном модуле технологического контроллера 3, т.е. осуществляют разложение поступающего сигнала на составляющие - гармоники, затем выделение сигнала от долота. Выделенный сигнал сравнивают с пороговыми значениями сигнала от долота в модуле сетевого процессора технологического контроллера 3. После чего подается управляющий сигнал на релейный модуль технологического контроллера 3, который под воздействием управляющего сигнала замыкает соответствующие контакты реле и подается питание на устройство оповещения 5.

Пороговые значения сигнала от долота - это определенные экспериментальным путем граничные значения сигнала от долота, выход за которые соответствует той или иной ситуации (приближение или удаление встречи стволов).

Управляющий сигнал из технологического контроллера 2 одновременно поступает и на записывающее устройство (ПЭВМ) 4, и на устройство оповещения 5. В записывающем устройстве - ПЭВМ 4 информация о сигнале от долота заносится в базу данных для последующего использования, например отображения информации в виде графиков, таблиц на экране монитора, вывода на принтер. В устройстве оповещения 5, в зависимости от величины поступающего сигнала от долота, включается световая и звуковая сигнализация.

Существует четыре режима работы устройства оповещения 5:

1 режим - загорается зеленая лампа - удаление долота от эксплуатационной скважины;

2 режим - загорается желтая лампа - приближение долота к эксплуатационной скважине;

3 режим - загорается красная лампа - аварийный режим, долото бурящейся скважины приблизилось к эксплуатационной скважине на недопустимое расстояние;

4 режим - включается звуковая сирена - аварийный режим, долото бурящейся скважины приблизилось к эксплуатационной скважине на недопустимое расстояние;

третий и четвертый режимы включаются одновременно.

С помощью режимов сигнализации персонал буровой информируется о ситуации (приближение или удаление встречи стволов) в процессе бурения скважины.

Связь между элементами (устройствами приема, передачи и обработки сигнала от долота) системы предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин может осуществляется по проводной или комбинированной (например, проводная и радиосвязь) линиях.

Таким образом, способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин дает возможность определить, контролировать приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и эксплуатационной колонны не только на разбуриваемом кусту, но и на ранее пробуренных, т.е. предупредить встречу стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин. Данный способ не требуют больших материальных и людских затрат.

Этот способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин был опробован при бурении скважин в Тюменской области.

Формула изобретения

Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, включающий регистрацию упругих колебаний, поступающих от вибрации долота в процессе бурения скважины, при помощи приборов, усиление, а затем передачу записывающему устройству, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют фильтрацию сигнала с выделением сигнала от долота, затем оцифровку выделенного сигнала и определение приближения или удаления встречи стволов скважин путем сравнения сигнала с пороговыми значениями сигнала от долота и передачу информации о сигнале от долота одновременно на записывающее устройство и устройство оповещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.12.2006        БИ: 36/2006