Излучатель телеметрической системы с каналом связи, передающим информацию магнитным сигналом по колонне труб

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтегазовых скважин и может быть использовано для передачи информации из скважины на поверхность по беспроводному каналу связи. Излучатель выполнен в виде трубы с конусной присоединительной резьбой и переводника, внутри которого концентрично расположен закрепленный от осевого и радиального смещения центратор с расположенным в нем разъемом для связи со скважинным прибором. На наружной поверхности трубы намотана передающая катушка, один вывод которой соединен с разъемом, а другой вывод присоединен к телу трубы. Труба может быть выполнена с протекторным утолщением в средней части, и катушка намотана между протекторным утолщением и переводником. На трубе возможно выполнение изолирующего слоя. Катушка снаружи может иметь защитное покрытие или кожух. Изобретение направлено на обеспечение передачи сигнала через экранирующие пласты с высокой проводимостью и обеспечение работоспособности скважинного прибора в колонне обсадных труб. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам передачи забойной информации при бурении и при добыче нефти или газа.

Известна телеметрическая система для передачи забойной информации по гидравлическому каналу связи по заявке РФ №96121043, содержащая наземную часть, соединенную гидравлическим каналом связи с забойной частью, которая включает забойный двигатель, отклонитель, узел формирования гидравлического информационного импульса с исполнительным органом и приводом, соединенным с электрогенератором, имеющим привод, отличающаяся тем, что привод электрогенератора выполнен в виде кривого валика, редуктора с электромагнитной муфтой и винтовой пары, причем один конец валика связан с валом забойного двигателя, а другой с редуктором, который установлен с возможностью передачи движения через винтовые пары на отклонитель и непосредственно на электрогенератор, установленный на одной оси с приводом узла формирования гидравлического информационного импульса, исполнительный орган которого установлен с возможностью регулирования пропуска промывочной жидкости в затрубное пространство.

Недостатком систем с гидравлическим каналом связи является сложность конструкции и высокая стоимость.

Известна забойная телеметрическая система с электромагнитным каналом связи по патенту РФ №2193656, способная работать в условиях экранирующих пластов, у которой излучатель находится выше экранирующих пластов, а скважинный прибор возле забойного двигателя. Связь скважинного прибора с излучателем осуществляется при помощи кабеля, имеющего большую длину, что является недостатком. Верхняя часть представляет собой электрический разделитель, который выполняет функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны. Нижняя часть скважинного прибора установлена в составе компоновки низа бурильной колонны над забойным двигателем, сцентрирована и зафиксирована в посадочном устройстве.

Известен излучатель телеметрической системы с каналом связи, передающим информацию магнитным сигналом по колонне труб по А. св. СССР №608051, кл. G 01 D 5/12, опубл. 05.05.1978, прототип.

Недостатками системы является ее неработоспособность в диапазоне частот, указанных в описании, ограничение по глубине передачи и невозможность применения в колонне обсадных труб.

Задачами создания изобретения являются обеспечение передачи сигнала через экранирующие пласты с высокой проводимостью и обеспечение работоспособности скважинного прибора в колонне обсадных труб.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что излучатель телеметрической системы с каналом связи, передающим информацию магнитным сигналом по колонне труб, включающий катушку, соединенную со скважинным прибором, выполнен в виде трубы с конусной присоединительной резьбой и переводника, внутри которого концентрично расположен центратор с расположенным на нем разъемом для связи со скважинным прибором, при этом центратор закреплен от осевого и радиального смещения, катушка намотана на наружной поверхности трубы, при этом один вывод катушки соединен с указанным разъемом, а другой ее вывод присоединен к телу трубы. Труба выполнена с протекторным утолщением в средней части, катушка намотана между протекторным утолщением и переводником. На трубе выполнен изолирующий слой. Катушка снаружи покрыта защитным покрытием или кожухом.

Проведенные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается патентными исследованиями, критерий «изобретательский уровень» - новыми свойствами, обусловленными совокупностью существенных признаков. Для реализации технического решения не требуется дифицитных материалов и новых технологий.

Сущность изобретения поясняется на чертеже.

Излучатель телеметрической системы с магнитным каналом связи (фиг.1) трубы 1 с конусными резьбами 2 на концах и передающей катушки 3, намотанной на трубе 1. На трубе 1 в средней части может быть выполнено протекторное утолщение 4. В этом случае передающая катушка 3 намотана на нижней части трубы 1. На трубе 1 под передающей катушкой 3 желательно нанести изолирующий слой 5, а на передающей катушке 3 - защитное покрытие или кожух 6. Излучатель телеметрической системы содержит переводники 7, свинченные с трубой 1 по конической резьбе 3. В нижнем переводнике 7 установлен центратор 8 с радиальными ребрами 9, в одном из которых выполнено отверстие «А». В нижнем переводнике 7 выполнены поперечное отверстие «В», совмещенное с отверстием «А», и продольное отверстие «С» и пробка 10, закрывающая поперечное отверстие «В» с наружной стороны. Через отверстия «А», «В» и «С» проходит первый вывод 11 передающей катушки 3, который соединяет передающую катушку 3 с разъемом 12 скважинного прибора (скважинный прибор не показан). Второй вывод 13 передающей катушки 3 присоединен к трубе 1.

Излучатель устанавливают в состав колонны бурильных или обсадных труб в ее нижней части (колонна труб не показана). Электрический сигнал, содержащий информацию о забойных параметрах, с выхода скважинного прибора через разъем 12 через первый вывод 11 поступает на передающую катушку 3. Электрический сигнал в передающей катушке 3 преобразуется в магнитный сигнал, который по трубе 1, верхнему переводнику 7 и колонне труб передается на поверхность, где воспринимается приемной катушкой (приемная катушка не показана).

Применение изобретения позволило:

1. Впервые создать телеметрическую систему, работающую на магнитном канале связи.

2. Осуществлять передачу забойной информации без искажения через экранирующие пласты с высокой проводимостью.

3. Обеспечить передачу забойной информации при установке телесистемы в колонне обсадных труб, что очень важно при разбуривании боковых стволов из обсаженных скважин.

1. Излучатель телеметрической системы с каналом связи, передающим информацию магнитным сигналом по колонне труб, включающий катушку, соединенную со скважинным прибором, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде трубы с конусной присоединительной резьбой и переводника, внутри которого концентрично расположен центратор с расположенным в нем разъемом для связи со скважинным прибором, при этом центратор закреплен от осевого и радиального смещения, катушка намотана на наружной поверхности трубы, при этом один вывод катушки соединен с указанным разъемом, а другой ее вывод присоединен к телу трубы.

2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что труба выполнена с протекторным утолщением в средней части, катушка намотана между протекторным утолщением и переводником.

3. Излучатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что на трубе выполнен изолирующий слой.

4. Излучатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что катушка снаружи покрыта защитным покрытием или кожухом.

5. Излучатель по п.3, отличающийся тем, что катушка снаружи покрыта защитным покрытием или кожухом.