Скважинная коммуникационная система



Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система
Скважинная коммуникационная система

 


Владельцы патента RU 2412349:

ШЛЮМБЕРГЕР ТЕКНОЛОДЖИ Б.В. (NL)

Заявленная группа изобретений относится к разведке, эксплуатации подземного месторождения. Техническим результатом является создание системы с возможностью переключения между типами телеметрических систем, повышение надежности, эксплуатационной эффективности. Для этого телеметрическая система для скважинного устройства, размещаемого в скважине, содержит телеметрическое устройство, зацепляемое внутри скважинного устройства. Телеметрическое устройство в одном варианте содержит один или более телеметрический блок, взаимозаменяемый с телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком. В другом варианте телеметрическое устройство содержит электромагнитный телеметрический блок и блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора. Телеметрические блоки выполнены с возможностью замены на телеметрический блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора, или на электромагнитный телеметрический блок, когда скважинное устройство расположено в скважине. При реализации способа размещения телеметрической системы в скважине вводят в зацепление телеметрическое устройство со скважинным устройством для размещения телеметрического устройства в скважине. Выборочно оснащают телеметрическое устройство телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком, когда скважинное устройство расположено в скважине. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Перекрестные ссылки

В настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке на патент США № 60/594273, поданной 24 марта 2005 года. Эта предварительная заявка полностью включена в настоящее описание путем отсылки.

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к разведке/эксплуатации подземного месторождения, пройденного скважиной. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам связи между оборудованием на поверхности и скважинным приборам, размещенным в скважине.

Разведка и добыча углеводородов связаны с размещением в скважине скважинных устройств для осуществления различных скважинных операций. Существует много типов скважинных устройств, используемых для разведки/эксплуатации месторождений углеводородов. Обычно с нефтяной вышки подвешивают буровое устройство (инструмент), которое продвигают на глубину формации для формирования скважины. Буровое устройство (буровой инструмент) может относиться к устройству, которое выполнено с возможностью осуществлять измерения или каротаж во время бурения и выполнять скважинные операции, например измерения, в процессе бурения. Такие измерения обычно осуществляются устройствами, установленными внутри утяжеленной бурильной трубы над буровым долотом и способными получать информацию, такую как положение бурового долота, характер процесса бурения, состав/качество нефти/газа, давление, температура и другие геофизические и геологические условия.

Скважинные буровые и/или измерительные устройства (инструменты) могут оснащаться коммуникационными системами, выполненными с возможностью направления сигналов, таких как команды, питание и информация, между скважинным блоком, размещенном в скважинном инструменте, и блоком, находящимся на поверхности. Коммуникационные системы в буровых инструментах могут включать, например, системы генерирования импульсов в столбе бурового раствора, которые регулируют расход бурового раствора через скважинный бурильный инструмент для создания импульсов давления. Одна такая система генерирования импульсов в столбе бурового раствора раскрыта в патенте США № 5517464, переуступленном правопреемнику по настоящей заявке и все содержание которого включено в настоящее описание путем отсылки.

В скважинных буровых инструментах также применялись технологии беспроводной связи, такие как системы электромагнитной телеметрии (или EMAG). Такие системы включают скважинный блок, который создает электромагнитное поле, способное посылать сигнал на удаленный блок, расположенный на поверхности. Примеры таких электромагнитных телеметрических систем раскрыты в патентах США № 5642051 и 5396232, оба из которых переуступлены правопреемнику по настоящей заявке.

Для улучшения работоспособности электромагнитных систем при бурении в существующие буровые инструменты были внесены различные усовершенствования, такие как повторители и зазоры. При наличии зазора или неэлектропроводной вставки между смежными секциями колонны буровых труб электромагнитное поле усиливается и создает улучшенный сигнал. Примеры зазоров, применяемых в электромагнитных телеметрических системах, описаны в патенте США № 5396232, переуступленном правопреемнику по настоящей заявке, и в патенте США № 2400170, выданном Сильверману.

В некоторых случаях, например при глубоких скважинах, наилучшим способом телеметрии может быть генерирование импульсов в столбе бурового раствора. В других случаях, например, при высокой скорости передачи данных, высокой скорости проходки и при плохом состоянии бурового раствора наилучшим способом телеметрии будет электромагнитная телеметрия. Например, электромагнитные телеметрические системы просты в наладке и эксплуатации, но могут зависеть от характеристик месторождения и работают на ограниченных глубинах. В других случаях инструменты, оснащенные средствами телеметрии с помощью импульсов в столбе бурового потока, могут работать на экстремальных глубинах, но могут быть чувствительны к состоянию бурового раствора и требуют более высокой квалификации для эксплуатации.

В некоторых случаях телеметрические системы выполнялись извлекаемыми. Например, в патенте США №6577244 описано извлекаемое устройство, осуществляющее измерение при бурении. Существующие телеметрические устройства обычно закреплены в дорогих утяжеленных бурильных трубах, предназначенных специально для соединения с телеметрическим устройством. Эти дорогие утяжеленные буровые трубы типично имеют характеристику ориентации на дне, для ориентировки датчиков относительно утяжеленной буровой трубы и телеметрической переходной муфты, что облегчает передачу информации на поверхность.

Таким образом, желательно создать телеметрическую систему, адаптируемую к различным скважинным условиям. Кроме того, желательно, чтобы такая система могла переключаться между разными типами телеметрических систем и/или имела эффективную систему ориентации. Могут иметь место и дополнительные признаки, улучшающие надежность, эксплуатационную эффективность, характеристики мощности, масштабируемость размеров, ориентацию и/или извлекаемость.

Краткое описание изобретения

Согласно настоящему изобретению предлагается телеметрическая система для скважинного инструмента, размещаемая в скважине, проходящей в подземном месторождении. Система содержит телеметрическое устройство, выполненное с возможностью зацепления со скважинным инструментом. Телеметрический инструмент содержит блок телеметрии, выполненный в форме взаимозаменяемых блока телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора и блока электромагнитной телеметрии.

Согласно настоящему изобретению предлагается телеметрическая система для скважинного устройства, выполненного с возможностью размещения в скважине, проходящей в подземной формации. Система содержит телеметрическое устройство, содержащее устройство электромагнитной телеметрии и устройство телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора, где устройство электромагнитной телеметрии или устройство телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора могут индивидуально спускаться и или извлекаться из телеметрического устройства, когда устройство расположено в скважине.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ размещения телеметрической системы в скважине, проходящей в подземной формации. Способ содержит этапы, при которых вводят в зацепления телеметрическое устройство со скважинным устройством для размещения в скважине, где телеметрическое устройство содержит телеметрический блок, выполненный в форме взаимозаменяемых блока телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора и блока электромагнитной телеметрии; и селективно оснащают телеметрическое устройство блоком телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора или блоком электромагнитной телеметрии, когда скважинное устройство размещено в скважине.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты и признаки настоящего изобретения будут очевидны для специалистов из нижеследующего описания конкретных вариантов изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

Фиг. 1 - схематическая иллюстрация скважинного устройства, подвешенного в скважине от буровой установки через бурильную колонну, скважинное устройство оснащено устройством телеметрий по настоящему изобретению.

Фиг. 2А - схематическая иллюстрация одного варианта устройства электромагнитной телеметрии по настоящему изобретению;

Фиг. 2В - схематическая иллюстрация другого варианта устройства электромагнитной телеметрии по настоящему изобретению;

Фиг.3А - схематическая иллюстрация одного варианта устройства телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора по настоящему изобретению;

Фиг.3В - схематическая иллюстрация другого варианта устройства телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора по настоящему изобретению;

Фиг.4А - схематическая иллюстрация комбинированного телеметрического устройства, демонстрирующая один вариант подвесной системы по настоящему изобретению;

Фиг.4В - схематическая иллюстрация комбинированного телеметрического устройства, демонстрирующая другой вариант подвесной системы по настоящему изобретению.

Подробное описание

Как показано на фиг.1, буровая вышка 11 поддерживает скважинное буровое устройство 12, которое подвешено в скважине 14 с вышки 11. Скважинное устройство 12 выполнено с возможностью бурения скважины 14 с использованием бурового долота 16, расположенного на его нижнем конце. Скважинное устройство 12 оперативно соединено и содержит скважинное телеметрическое устройство 18 и бурильную колонну 20. Бурильная колонна 20 содержит множество утяжеленных бурильных труб, соединенных для формирования бурильной колонны 20. Различные компоненты, такие как телеметрическое устройство 18, датчики 22, силовой блок 24, а также другие компоненты, размещены в одной или более утяжеленной бурильной трубе и позволяют скважинному устройству 12 осуществлять различные скважинные операции. Телеметрическое устройство 18 может быть электромагнитным устройством, как описано далее со ссылками на фиг. 2А и 2В, которое сообщается с расположенным на поверхности приемником 26, способным детектировать электромагнитные импульсы, или устройством для генерирования импульсов в столбе бурового раствора, как описано далее со ссылками на фиг. 3А и 3В, которое сообщается с приемником на поверхности, способным детектировать импульсы в столбе бурового раствора, как подробно описано ниже. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, телеметрические устройства по фиг. 2 и 3 содержат взаимозаменяемые модули. Эти взаимозаменяемые модули позволяют переоборудовать телеметрическое устройство 18 по фиг. 1 из устройства электромагнитной телеметрии в устройство телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора (и наоборот). Кроме того, согласно настоящему изобретению телеметрическое устройство 18 по фиг.1 может быть адаптировано так, чтобы включать в себя и устройство электромагнитной телеметрии, и устройство телеметрии с помощью генерирования импульсов в столбе бурового раствора. Могут использоваться и другие телеметрические устройства, например, акустические. Дополнительно, эти телеметрические устройства могут переоборудоваться на поверхности или извлекаться из скважины для переоборудования и затем спускаться обратно.

На фиг. 1 и 2А показана часть скважинного устройства 12, где телеметрическим устройством 18 является устройство 18а электромагнитной телеметрии. Электромагнитное устройство 18а оперативно соединено, предпочтительно по беспроводной линии связи, с расположенным на поверхности блоком 26 (как показано на фиг. 1) для осуществления связи между ними. Электромагнитное устройство 18а генерирует электромагнитное поле F, которое может быть зарегистрировано расположенным на поверхности блоком 26. Электромагнитное устройство 18а передает электромагнитное поле F, которое несет информацию, собранную в скважинном устройстве 12, на расположенный на поверхности блок 26. Расположенный на поверхности блок 26 также выполнен с возможностью направлять электромагнитное поле, которое может регистрироваться электромагнитным устройством 18а.

Электромагнитное устройство 18а расположено внутри системы 100 утяжеленной бурильной трубы. Электромагнитное устройство 18а содержит ловильную головку 200, аккумуляторный модуль 202, модуль 204 управляющего блока и передающий модуль 206. Эти модули могут размещаться в одной или более утяжеленной бурильной трубе, которые образуют систему 100 утяжеленных бурильных труб. Более того, объем настоящего изобретения не ограничивается относительным расположением модулей. Порядок, в котором расположены модули, может меняться по мере необходимости.

Ловильная головка 200 расположена на верхнем конце электромагнитного устройства 18а. Ловильная головка 200 имеет конфигурацию, позволяющую легко извлекать и опускать электромагнитное устройство 18а. Это особенно полезно, когда система утяжеленных бурильных труб прихватывается и электромагнитное устройство 18а необходимо извлечь перед тем, как покинуть систему утяжеленных бурильных труб. Для извлечения по центру бурильной колонны или системы утяжеленных бурильных труб опускают обычное извлекающее устройство, которое крепится к ловильной головке 200, как известно специалистам. Затем телеметрическое устройство 18а можно поднять на поверхность для дальнейшего использования.

Аккумуляторный модуль 202 содержит один или более аккумуляторов, например, аккумуляторы с последовательным разрядом, которые можно использовать для подачи питания на телеметрическое устройство, например, электромагнитное телеметрическое устройство 18а. Система аккумуляторов является лишь одним из способов подачи питания на электронные схемы устройства. На практике можно использовать наиболее экономичные системы. К различным способам создания экономически эффективных систем питания относятся, помимо прочего, аккумуляторы со схемами последовательного разряда, и аккумуляторы с цепями отслеживания внутреннего потребления. Возможны и другие способы, например, системы турбины/генератора переменного тока, приводимые в действие потоком бурового раствора, как известно специалистам, например, турбомодулятора.

Модуль 204 управляющего блока содержит электронику, применяемую для работы электромагнитного устройства 18а. Электроника в модуле 204 управляющего блока используется для передачи и приема кодированных сообщений или данных. Модуль 204 управляющего блока может быть оснащен электронными схемами и датчиками, специально сконструированными для обеспечения высокой надежности. Датчики, например, могут быть датчиками направления, наклона, гамма-излучения, сопротивления, динамики бурения или другими датчиками для измерений или каротажа во время бурения. В конструкции можно применять более высокие, чем обычно, допуски, чтобы добиться существенно более высокой надежности. Это может достигаться, помимо прочего за счет применения технологии многокристальных модулей (MCM).

Передающий модуль 206 используется для генерирования передаваемых электромагнитных сигналов, а также для приема электромагнитных сигналов. Передающий модуль 206 содержит ориентирующее устройство 208, которое сцепляется с посадочным устройством 209 системы 100 утяжеленных бурильных труб, нижний контакт 210 передатчика, расположенный в отверстии нижнего гнезда 212 передатчика, и неметаллическую втулку 214, образующую зазор. Нижний контакт 210 передатчика выполнен с возможностью извлекаемого позиционирования в нижнем гнезде 212 передатчика. Предпочтительно, нижний контакт 210 передатчика имеет конический носик 216 для облегчения входа в гнездо 212 передатчика. Втулка 214 зазора является неэлектропроводной и усиливает возможности сигналов электромагнитного устройства 18а.

Ориентирующее устройство 208 имеет шпоночную канавку 218, выполненную с возможностью упора в посадочное устройство 209 и, следовательно, позиционирования электромагнитного устройства 18а внутри системы 100 утяжеленных бурильных труб. Шпоночный паз 218 способствует совмещению электромагнитного устройства 18а со скважинным устройством 12. Комбинация ориентирующего устройства 208 и посадочного устройства 209 образует интегрированное посадочное и ориентирующее устройство, которое заключает в себе специфичные для устройства аппаратные средства в более короткой и менее дорогой системе утяжеленной бурильной трубы. Остальная часть телеметрического устройства 18а может размещаться в недорогой трубе (например, в арендуемых трубах из монеля). Это интегрированное устройство затем может быть размещено в короткой трубе с изолированным зазором, например, зазором 214, для электромагнитной телеметрии, или в коротком проточном отрезке трубы для телеметрии импульсами в столбе бурового раствора.

Как показано на фиг. 2В, электромагнитное телеметрическое устройство 18b размещено внутри системы 102 утяжеленных бурильных труб и образует альтернативный вариант телеметрического устройства 18 скважинного устройства 12 по фиг. 1. Система 102 утяжеленных бурильных труб содержит проточную втулку 220 в относительной близости к ловильной головке 222 электромагнитного устройства 18b. В этом варианте осуществления изобретения скважинное устройство 12 является переоборудуемым скважинным устройством, которое может быть адаптирован для включения электромагнитного телеметрического устройства, устройства для генерирования импульсов в столбе бурового раствора или комбинированного телеметрического устройства, как подробно описано ниже.

В одном варианте осуществления изобретения электромагнитное устройство 18b содержит аккумуляторный модуль 224 и управляющий модуль 226, каждый из которых работают так же, как описано выше в отношении электромагнитного устройства 18а. Электромагнитное устройство 18b содержит передающий блок 230 для передачи и приема электромагнитных сигналов. Передающий блок 230 содержит ориентирующее устройство 232 и контакт 234 передатчика. Ориентирующее устройство 232 имеет шпоночную канавку 231, которая способствует выравниванию электромагнитного устройства 18b относительно системы 102 утяжеленных бурильных труб. Шпоночная канавка 231 ориентирующего устройства 232 зацепляется с посадочным устройством 236 для выравнивания электромагнитного устройства 18b. Контакт 234 передатчика расположен внутри неметаллической муфты 238, образующей зазор, и размещен с возможностью извлечения в гнезде 240 передатчика. В предпочтительном варианте осуществления изобретения контакт 234 передатчика имеет конический носик. Муфта 238, образующая зазор, предназначена для улучшения возможностей сигнала электромагнитного устройства 18b.

Как показано на фиг. 3А, телеметрическое устройство 18с, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, содержит ловильную головку 300, передающий модуль 302, модуль 304 управляющего блока и аккумуляторный модуль 306. Эти модули могут содержаться в одной или более утяжеленной бурильной трубе, например в системе 104 утяжеленных бурильных труб. Ловильная головка 300 расположена на верхнем конце устройства 18с для генерирования импульсов в столбе бурового раствора. Ловильная головка 300 обычно используется для установки или извлечения устройства 18с для генерирования импульсов в столбе бурового раствора, как известно специалистам в этой области техники.

Передающий модуль 302 содержит генератор импульсов в столбе бурового раствора, например, описанный в патенте США № 5517464. Этот передатчик может быть оснащен ориентирующим устройством 308 и соответствующим посадочным устройством 309. Соответственно, ориентирующее устройство 308 вставляется с помощью шпонки в посадочное устройство 309 системы 104 утяжеленных бурильных труб для ориентирования устройства 18с для генерирования импульсов в столбе бурового раствора.

Модуль 304 управляющего блока содержит в себе электронику, используемую для эксплуатации устройства 18с для генерирования импульсов в столбе бурового раствора. Электроника в модуле 304 управляющего блока используется для передачи сигналов, имеющих форму импульсов в столбе бурового раствора, которые принимаются на поверхности. В вариантах настоящего изобретения можно использовать обычную аппаратуру для генерирования импульсов в столбе бурового раствора. Аккумуляторный модуль 306 содержит аккумуляторы, используемые для подачи питания, как описано выше в отношении устройств 18а и 18b по фиг. 2А и 2В, соответственно. Такие аккумуляторы могут быть, например, аккумуляторами с последовательным разрядом.

Как показано на фиг. 3В, телеметрическое устройство 18d, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, используется в общей системе 106 утяжеленных бурильных труб скважинного устройства 12 по фиг. 1 и содержит блок 320 генератора импульсов в столбе бурового раствора и ловильную головку 322. Блок 320 генератора импульсов расположен в непосредственной близости к проточной муфте 324 системы 106 утяжеленных бурильных труб. В настоящем варианте осуществления изобретения скважинное устройство 12 является переоборудуемым скважинным устройством, которое может быть адаптировано к электромагнитному телеметрическому устройству, которое используется вместо телеметрического устройства, генерирующего импульсы в столбе бурового раствора, или дополнительно к нему.

В одном варианте настоящего изобретения устройство 18d, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, содержит аккумуляторный модуль 326 и модуль 328 управляющего блока, каждый из которых работает также, как и в устройстве 18с по фиг. 3А. В альтернативном варианте аккумуляторный модуль дополнен или заменен турбинным блоком, который преобразует поток бурового раствора в электрическую мощность и, тем самым, запитывает устройство. Такой блок, генерирующий питание, может использоваться с любым раскрытым здесь вариантом устройства. В некоторых вариантах осуществления изобретения турбинный блок может быть включен как часть блока 320 генератора импульсов в столбе бурового раствора, а в других вариантах осуществления изобретения турбинный блок является отдельным блоком.

Устройство 18d, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, содержит ориентирующее устройство 330, которое содержит шпоночную канавку 331. Шпоночная канавка 331 ориентирующего блока 330 зацепляется с посадочным устройством 332 системы 106 утяжеленных бурильных труб для выравнивания устройства 18d в системе 106 утяжеленных бурильных труб.

На фиг.4А показано комбинированное телеметрическое устройство 400, содержащее телеметрический блок 402, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора, и электромагнитный телеметрический блок 404, каждый из которых расположен на противоположных концах телеметрического устройства 400. Телеметрическое устройство 400 также содержит ловильную головку 410, управляющий модуль 412 и аккумуляторный модуль 414. Телеметрический блок 402 телеметрического устройства 400 расположен в проточной муфте 420 системы 108 утяжеленных бурильных труб. Телеметрический блок 404 содержит участок 406 контакта передатчика, расположенный в неметаллической муфте 422, создающей зазор, и подвижно расположенный в приемном гнезде 426 передатчика. Как описано выше, муфта 422, образующая зазор, предназначена для усиления электромагнитного сигнала.

Телеметрическое устройство 400 содержит ориентирующий блок 430, который используется для выравнивания телеметрического устройства 400. Ориентирующий блок 430 имеет шпонку 432, которая используется для выравнивания телеметрического устройства 400 и для точного его ориентирования, когда шпонка 432 совмещается с соответствующей шпоночной канавкой в посадочной втулке 434 системы 108 утяжеленных бурильных труб.

На фиг. 4В показано телеметрическое устройство 400а, аналогичное по функциям телеметрическому устройству 400 по фиг.4А и имеющее альтернативное ориентирующее устройство 440. Ориентирующее устройство 440, как показано на чертеже, содержит принимающую нагрузку шпонку 442, расположенную в соответствующем пазу 444 подвесной втулки 446. Когда телеметрическое устройство 400а опускают в систему 110 утяжеленных бурильных труб, шпонка 442 совмещается с пазом 444 подвесной втулки 446 и, таким образом, телеметрическое устройство 400а точно выравнивается и прочно позиционируется в системе 110 утяжеленных буровых труб, являющихся частью скважинного устройства 12.

Показанные на фиг. 2А и 3А телеметрические устройства 18а и 18с предпочтительно являются взаимозаменяемыми. Скважинное устройство 12 по фиг. 1 может быть снабжено электромагнитным устройством, например электромагнитным устройством 18а по фиг. 2А. Электромагнитное устройство 18а затем может быть извлечено и заменено устройством 18с, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, по фиг. 3А. Это достигается извлечением электромагнитного устройства 18а и заменой некоторых модулей. Например, передающий модуль 206 электромагнитного устройства 18а заменяется передающим модулем 302 устройства 18с, генерирующего импульсы в столбе бурового раствора. В этом примере каждый из управляющих блоков 204 и 304 содержит достаточно электроники и управляющих систем, способных работать либо с телеметрическим устройством, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, либо с электромагнитным телеметрическом устройством. Таким образом, скважинное устройство 12 может переоборудоваться между электромагнитной телеметрией и телеметрией по импульсам в столбе бурового раствора без извлечения всего скважинного устройства 12. Таким образом, например, когда достигается предел глубины для устройства электромагнитной телеметрии, скважинное устройство можно переоборудовать на телеметрическое устройство, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, сняв электромагнитный передающий модуль 206 электромагнитного телеметрического устройства 18а и установив передатчик 320, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора от телеметрического устройства 18с. Несмотря на то, что в настоящем примере описывается снятие и замена определенных частей устройства 18, настоящее изобретение предусматривает также извлечение одного прибора и замену его другим, вместо того, чтобы заменять отдельные модули.

Как показано на фиг. 2В и 3В, телеметрические устройства 18b и 18d предпочтительно взаимозаменяемы. Скважинное устройство 12 по фиг. 1 может быть оснащено электромагнитным устройством 18b по фиг. 2В. Электромагнитное устройство 18b затем может быть извлечено и заменено устройством 18d, которые генерирует импульсы в столбе бурового раствора, по фиг. 3В. Это достигается извлечением электромагнитного устройства 18b и заменой некоторых модулей. Например, передающий модуль 224 электромагнитного устройства 18b заменяется передающим модулем 328 устройства 18d, генерирующего импульсы в столбе бурового раствора. Таким образом, скважинное устройство 12 может переоборудоваться между электромагнитной телеметрией и телеметрией по импульсам в столбе бурового раствора без извлечения всего скважинного устройства 12. Таким образом, например, когда достигается предел глубины для устройства электромагнитной телеметрии, скважинное устройство можно переоборудовать на телеметрическое устройство, генерирующее импульсы в столбе бурового раствора, сняв электромагнитный передающий модуль 224 электромагнитного телеметрического устройства 18b и установив передатчик 328, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора от телеметрического устройства 18d.

На фиг. 4А и 4В показано комбинированное устройство, которое позволяет скважинному устройству 12 поддерживать связь с удаленным местоположением, используя электромагнитные средства и/или импульсы, генерируемые в столбе бурового раствора. Требуемый вид телеметрии можно определять в зависимости от условий в скважине и глубины скважинного устройства

Системы управления или управляющие блоки, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно снабжены автоматизированными программными средствами, способными автоматически осуществлять скважинные функции. Могут применяться различные процессоры или другие скважинные системы, работающие как автономно, так и в сочетании с наземными системами, и объем настоящего изобретения не ограничивается ими. Для активации работы устройств могут применяться и ручные системы.

Хотя на фиг.1-4 показаны разные конфигурации переоборудуемых или комбинированных телеметрических систем, порядок, в котором описаны компоненты, не ограничивает объем настоящего изобретения. Каждый из показанных модулей может быть переставлен для получения различных конфигураций. Например, передатчик в электромагнитном телеметрическом устройстве может находиться на дне, чтобы обеспечить передачу с мгновенным откликом, например, если устройство выйдет из кожуха, или чтобы начать передачу как можно раньше в процессе бурения.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на разные иллюстративные варианты, описание не должно толковаться в ограничительном смысле. Специалистам из настоящего описания будут понятны различные модификации и комбинации иллюстративных вариантов, а также другие варианты настоящего изобретения.

1. Система телеметрии для скважинного устройства, размещаемого в скважине, проходящей в подземной формации, содержащая телеметрическое устройство, зацепляемое внутри скважинного устройства, и при этом телеметрическое устройство содержит один или более телеметрический блок, выполненный как взаимозаменяемый с телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком, причем телеметрический блок выполнен с возможностью замены на телеметрический блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора или на электромагнитный телеметрический блок, когда телеметрическое устройство расположено в скважине.

2. Система по п.1, в которой телеметрическое устройство выполнено с возможностью извлечения из скважинного устройства на поверхность для взаимозаменяемости телеметрического блока, телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком.

3. Система по п.1, в которой телеметрический блок выполнен с возможностью извлечения из скважинного устройства на поверхность для замены телеметрического блока.

4. Система по п.3, в которой телеметрический блок выполнен с возможностью замены с одним из телеметрического блока, генерирующего импульсы в столбе бурового раствора, и электромагнитного телеметрического блока.

5. Система по п.1, далее содержащая ловильную головку для извлечения телеметрического устройства на поверхность.

6. Система по п.1, далее содержащая управляющий блок для управления телеметрическим устройством.

7. Система по п.1, далее содержащая источник питания для подачи питания на телеметрическое устройство.

8. Система по п.1, далее содержащая узел датчиков для проведения скважинных измерений.

9. Система по п.1, далее содержащая посадочное устройство, расположенное в скважинном устройстве для приема телеметрического устройства.

10. Система по п.1, в которой телеметрическое устройство содержит множество телеметрических блоков.

11. Система по п.10, в которой телеметрическое устройство содержит управляющий блок для селективного функционирования телеметрических блоков.

12. Система по п.1, далее содержащая расположенный на поверхности блок для коммуникации с телеметрическим устройством.

13. Телеметрическая система для скважинного устройства, размещаемая в скважине, проходящей в подземной формации, содержащая телеметрическое устройство, содержащее электромагнитный телеметрический блок и телеметрический блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора, при этом электромагнитный телеметрический блок или телеметрический блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора, может индивидуально устанавливаться или извлекаться из телеметрического устройства, когда устройство расположено в скважине.

14. Способ размещения телеметрической системы в скважине, проходящей в подземной формации, содержащий следующие этапы, при которых вводят в зацепление телеметрическое устройство со скважинным устройством для размещения телеметрического устройства в скважине, где телеметрическое устройство содержит один или более телеметрический блок, выполненный как взаимозаменяемый с телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком и выборочно оснащают телеметрическое устройство телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком, когда скважинное устройство расположено в скважине.

15. Способ по п.14, в котором телеметрическое устройство расположено для зацепления внутри скважинного устройства, когда скважинное устройство находится в скважине.

16. Способ по п.14, в котором телеметрическое устройство содержит блок, генерирующий импульсы в столбе бурового раствора, и электромагнитный телеметрический блок.

17. Способ по п.14, далее содержащий этап, при котором извлекают телеметрическое устройство на поверхность скважины и заменяют телеметрическое устройство телеметрическим блоком, генерирующим импульсы в столбе бурового раствора, или электромагнитным телеметрическим блоком, не поднимая скважинное устройство из скважины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам для бурения нефтяных скважин и предназначено для измерения и сохранения параметров бурения в ходе процесса бурения или каротажа.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения технического состояния скважин методом радиоактивного каротажа.

Изобретение относится к области бурения и геофизических исследований нефтегазовых скважин и может быть использовано для информационного обеспечения проводки скважин в процессе бурения и геофизических исследований пробуренных горизонтальных скважин.

Изобретение относится к телеметрии по бурильной колонне для осуществления двусторонней связи. .

Изобретение относится к области бурения направленных скважин с использованием забойных телеметрических систем. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для управления добычей углеводородного сырья. .
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к забойным телеметрическим системам с бескабельным каналом связи, и может быть использовано при формировании пакетов данных измерений телеметрической системы для передачи информации с забоя буровой скважины на поверхность.

Изобретение относится к технике для геофизических и геолого-технологических исследований скважин автономными скважинными приборами (АСП) в процессе бурения. .

Изобретение относится к аппаратуре, используемой при бурении скважин, и предназначено для отображения инклинометрической информации и технологических параметров в режиме реального времени в наглядном и удобном для анализа виде.

Изобретение относится к дистанционному контролю потокопроводов, в частности к системе автономных измерительных станций для измерения интересующих параметров потокопроводов.

Изобретение относится к сооружению скважины и предназначено для обеспечения возможности проведения геофизических исследований совместно с работающим электроцентробежным насосом при заканчивании скважин и при контроле за разработкой нефтегазовых месторождений.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтедобывающей отрасли, и может быть использовано в нефтяных и газовых скважинах. .

Изобретение относится к нефтяной и горной промышленности и предназначено для приведения в действие скважинных инструментов. .

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано на поздней стадии разработки газоконденсатного месторождения. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах приборами и инструментами на кабеле и проволоке.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля труб, например трубопроводов различного назначения и обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. .

Изобретение относится к горному делу - к технике контроля направленного горизонтального бурения, используется для определения горизонтального положения и поворота инструмента для формирования наклонных и горизонтальных скважин вокруг оси для последующего управления траекторией его движения.

Изобретение относится к горному делу - к технике контроля направленного горизонтального бурения, используется для определения горизонтального положения и поворота инструмента для формирования наклонных и горизонтальных скважин вокруг оси для последующего управления траекторией его движения.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для измерения физических параметров среды при исследовании скважин и регулирования режима работы скважин.

Изобретение относится к установкам для бурения нефтяных скважин и предназначено для измерения и сохранения параметров бурения в ходе процесса бурения или каротажа.
Наверх