Ориентирующая система

Авторы патента:

ХАЛЛУНБЕК Йерген (DK)

E21B47/022 - буровой скважины

Владельцы патента RU 2573652:

Веллтек А/С (DK)

Изобретение относится к ориентирующей системе, предназначенной для направления движения бурового наконечника так, чтобы избежать столкновения с обсадной трубой в первом стволе скважины или ввести его в столкновение с ней. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения других скважин или боковых стволов. Предложена система, содержащая буровой наконечник, выполняющий бурение второго ствола скважины; бурильную колонну, выполненную из группы трубчатых элементов, смонтированных в одну трубчатую колонну посредством соединительных средств; и группу каротажных устройств, расположенных по одному в каждом соединительном средстве или относительно него. При этом каждое каротажное устройство содержит устройство передачи данных и устройство приема данных, предназначенные для передачи и приема данных между каротажными устройствами; детектор и излучатель. Причем излучатель одного каротажного устройства подает сигнал, который отражается от обсадной трубы и выявляется детектором по меньшей мере двух каротажных устройств так, что положение и/или направление прохождения обсадной трубы можно определить путем тригонометрических вычислений. Кроме того, предложен способ направления движения бурового наконечника с использованием указанной ориентирующей системы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к ориентирующей системе, предназначенной для направления движения бурового наконечника так, чтобы избежать столкновения с обсадной трубой в первом стволе скважины или ввести его в столкновение с ней. Указанная система содержит буровой наконечник, выполняющий бурение второго ствола скважины, бурильную колонну, выполненную из группы трубчатых элементов, смонтированных в одну трубчатую колонну посредством соединительных средств, причем буровой наконечник смонтирован на одном конце бурильной колонны, и группу каротажных устройств. Кроме того, изобретение относится к способу направления движения бурового наконечника с использованием ориентирующей системы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Одним способом решения проблемы утечки нефти из скважины является бурение нового бокового или поперечного ствола, через который нефть может быть отведена для того, чтобы закрыть верхнюю часть скважины с утечкой и тем самым прекратить утечку. Таким образом, бурение нового бокового или поперечного ствола с поверхности для обеспечения столкновения на определенной глубине с боковой стороной обсадной трубы с утечкой требует направления бурильного инструмента во время процесса бурения.

Кроме того, для бурения бокового ствола из существующей скважины на нефтяном месторождении, содержащем несколько скважин, все из которых содержат определенное количество боковых стволов, также необходимо управлять буровым наконечником для предотвращения его столкновения с другими боковыми стволами этой же или других скважин.

Таким образом, существует необходимость в создании ориентирующей системы, обеспечивающей направление движения бурового наконечника так, чтобы ввести его в столкновение с обсадной трубой с утечкой или чтобы предотвратить его столкновение с другим боковым стволом или скважиной.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков предшествующего уровня техники. Более конкретно, задачей данного изобретения является создание улучшенной ориентирующей системы, которая способна выявлять другие скважины или боковые стволы.

Вышеуказанные задачи вместе с различными другими задачами, преимуществами и признаками, которые очевидны из нижеследующего описания, выполнены с помощью технического решения согласно настоящему изобретению посредством ориентирующей системы, предназначенной для направления движения бурового наконечника так, чтобы избежать столкновения с обсадной трубой в первом стволе скважины или чтобы ввести его в столкновение с ней, содержащей:

- буровой наконечник, выполняющий бурение второго ствола скважины,

- бурильную колонну, выполненную из группы трубчатых элементов, смонтированных в одну трубчатую колонну посредством соединительных средств, причем буровой наконечник смонтирован на одном конце бурильной колонны,

- группу каротажных устройств, расположенных по одному в каждом соединительном средстве или относительно него,

причем каждое каротажное устройство содержит:

- устройство передачи данных и устройство приема данных, предназначенные для передачи и приема данных между каротажными устройствами,

- детектор,

при этом по меньшей мере одно каротажное устройство содержит излучатель,

в которой излучатель одного каротажного устройства подает сигнал, который отражается от обсадной трубы и выявляется детектором по меньшей мере двух каротажных устройств так, что положение и/или направление прохождения обсадной трубы можно определить путем тригонометрических вычислений.

Согласно варианту осуществления изобретения, группа каротажных устройств может быть расположена в одном соединительном средстве, при этом каротажные устройства могут быть разнесены по окружности соединительного средства.

При наличии каротажного устройства в каждом трубчатом соединительном средстве, соединяющем два трубчатых элемента в трубчатую колонну, излучатель одного каротажного устройства может подавать сигнал, который отражается от существующей обсадной трубы, при этом, когда отраженный сигнал выявляется детектором в двух каротажных устройствах, можно вычислить положение существующей обсадной трубы. Таким образом, поскольку каротажное устройство расположено в соединительном средстве, а не внутри колонны, то поток внутри трубчатой колонны является незатрудненным и, соответственно, к буровому наконечнику обеспечена подача всей энергии текучей среды. В известных дальномерных приборах каротажное устройство выполнено внутри трубчатой колонны, что затрудняет свободное прохождение текучей среды.

В одном варианте осуществления изобретения ориентирующая система может дополнительно содержать коммуникационный блок, расположенный в одном из соединительных средств, разделяя бурильную колонну на верхнюю часть и нижнюю часть, причем буровой наконечник прикреплен к нижней части бурильной колонны.

При этом каротажные устройства, расположенные в нижней части, передают данные смежному каротажному устройству и так далее до тех пор, пока каротажное устройство, ближайшее к коммуникационному блоку, не передаст данные коммуникационному блоку, а затем коммуникационный блок соберет все данные, вычислит положение обсадной трубы относительно бурового наконечника и передаст только этот массив данных к поверхности, например, к коммуникационному устройству, расположенному на устье скважины, или на буровую установку или буровое судно. При наличии коммуникационного блока необходимо передать наверх только один массив данных для последующей корректировки направления бурения. Если все устройства будут передавать к поверхности свои каротажные данные, то это займет много времени, прежде чем данные достигнут оператора, и таким образом любые необходимые корректировки бурового наконечника будут выполнены с задержкой по сравнению с настоящим изобретением.

Кроме того, обсадная труба может иметь длину от устья до башмака, при этом коммуникационный блок может быть расположен в первой половине длины обсадной трубы от устья скважины, предпочтительно в первой трети длины обсадной трубы, и предпочтительнее в первой четверти длины от устья скважины.

Коммуникационный блок может содержать устройство приема данных, предназначенное для сбора данных, представляющих выявленный отраженный сигнал, от каротажных устройств.

Кроме того, коммуникационный блок может содержать передатчик, предназначенный для передачи управляющих сигналов к буровому наконечнику.

Помимо этого, коммуникационный блок может содержать процессор для обработки данных, полученных от каротажных устройств.

Дополнительно, указанный коммуникационный блок может вычислять вектор, отображающий положение бурового наконечника относительно обсадной трубы.

Кроме того, коммуникационный блок может содержать коммуникационное устройство, предназначенное для передачи наверх одного массива данных через верхнюю часть бурильной колонны.

Также, коммуникационный блок может содержать коммуникационное устройство, предназначенное для передачи наверх одного массива данных к верхней части бурильной колонны или к устью скважины.

Коммуникационное устройство может передавать массив данных путем пульсации в буровом растворе.

Указанное коммуникационное устройство может передавать массив данных посредством антенны.

В одном варианте осуществления изобретения излучатель может являться источником звука или источником магнитного поля.

Кроме того, каротажные устройства могут передавать и/или принимать данные беспроводным способом посредством акустических волн, электромагнитных волн, Wi-Fi, ZigBee систем, беспроводной локальной сети LAN, систем DECT, GSM, UWB, UMTS, Bluetooth, тональной частоты или радиочастоты.

Дополнительно, соединительное средство может являться муфтой обсадной трубы, которая в данном изобретении является трубчатой муфтой или трубным соединением, или она может содержать резьбу.

Помимо этого, каротажное устройство может быть расположено в соединительном средстве.

Кроме того, устройство приема данных может являться детектором, или устройство передачи данных может являться излучателем.

В другом варианте осуществления изобретения ориентирующая система может дополнительно содержать приспособление для сбора данных от коммуникационного блока и/или каротажных устройств, содержащее приводной блок, например, скважинный трактор.

Помимо этого, приводной блок может содержать колеса.

Указанный приводной блок может содержать выдвигаемые и втягиваемые рычаги, один конец которых прикреплен с возможностью поворота к корпусу приводного блока, а колеса прикреплены с возможностью вращения к другому концу рычага.

Помимо этого, ориентирующая система может содержать управляющий механизм, предназначенный для управления буровым наконечником на основе данных, полученных от каротажных устройств.

В еще одном варианте осуществления изобретения ориентирующая система может дополнительно содержать второй излучатель, причем второй излучатель может быть расположен в обсадной трубе или во второй обсадной трубе.

Данное изобретение также относится к способу направления движения с использованием описанной выше ориентирующей системы, причем указанный способ содержит следующие этапы:

- бурение ствола скважины в одном направлении бурения, - подача сигнала посредством излучателя каротажного устройства,

- выявление сигнала после его отражения от обсадной трубы,

- передача сигнала в виде данных к смежному детектору,

- прием данных, представляющих отраженные сигналы, от каротажных устройств,

- вычисление положения и направления обсадной трубы,

- управление буровым наконечником в соответствии с вычисленным положением обсадной трубы,

в котором этапы вычисления выполняются одновременно с бурением ствола скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено подробное описание данного изобретения и его многочисленных преимуществ со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, которые для иллюстрации показывают некоторые неограничительные варианты осуществления изобретения и на которых:

на фиг.1 показана ориентирующая система, направляющая движение бурового наконечника относительно существующей обсадной трубы,

на фиг.2 изображено каротажное устройство, расположенное в муфте обсадной трубы,

на фиг.3 показано каротажное устройство, расположенное в трубчатой муфте,

на фиг.4 изображен коммуникационный блок, расположенный во второй муфте,

на фиг.5 показан второй излучатель, расположенный во второй обсадной трубе,

на фиг.6 изображен другой вариант осуществления ориентирующей системы.

Все чертежи являются схематическими и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те части, которые необходимы для объяснения изобретения, поэтому другие части не показаны или показаны без объяснения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к ориентирующей системе 1, предназначенной для намеренного бурения обсадной трубы 3 с тем, чтобы выполнить в ней сброс давления или избежать столкновения с ней. На фиг.1 показана ориентирующая система 1, содержащая буровой наконечник 2, присоединенный к бурильной колонне 6 или буровой трубе для бурения ствола скважины в породе. Буровая труба выполнена из группы труб, соединенных посредством соединительных средств 8, например, муфт обсадной трубы, муфт буровых труб или, трубных соединений, при этом через буровую трубу к буровому наконечнику 2 подают текучую среду под давлением.

В соединительном средстве 8 буровой трубы расположено каротажное устройство 9, предназначенное для выполнения измерений во время бурения для направления бурового наконечника 2 так, чтобы ввести его в столкновение с обсадной трубой 3 или избежать столкновения с ней. Соответственно, каротажные устройства 9 разнесены друг от друга на расстояние с длиной, соответствующей стандартной длине труб, соединенных для образования буровой трубы. По меньшей мере одно каротажное устройство 9 содержит излучатель 12, предназначенный для подачи сигнала, который отражается от обсадной трубы 3 в первом стволе 4 скважины. Каждое каротажное устройство 9 содержит детектор 13, предназначенный для выявления отраженного сигнала, и поскольку все каротажные устройства 9 разнесены друг от друга на расстояние и все они выявляют один и тот же сигнал, то положение обсадной трубы 3 можно определить путем тригонометрических вычислений.

Каждое каротажное устройство 9 содержит устройство 10 передачи данных и устройство 11 приема данных, при этом, когда первое каротажное устройство 9 принимает отраженный сигнал, то первое каротажное устройство передает данные, представляющие выявленный отраженный сигнал, к смежному второму каротажному устройству 9. Второе каротажное устройство также выявляет отраженный сигнал. Однако, поскольку второе каротажное устройство расположено на расстоянии от первого каротажного устройства 9 и под углом к нему, то указанный отраженный сигнал проходит большее расстояние при его выявлении одним каротажным устройством по сравнению с другим каротажным устройством. Таким образом, положение и направление обсадной трубы 3 можно определить путем тригонометрических вычислений.

Как показано на фиг.1, ориентирующая система 1 содержит коммуникационный блок 14, который также расположен так, что связан с соединительным средством 8. Коммуникационный блок 14 разделяет бурильную колонну 6 на верхнюю часть 15 и нижнюю часть 16. Коммуникационный блок 14 содержит устройство 17 приема данных и принимает данные, представляющие отраженные сигналы, передаваемые каротажными устройствами 9. Коммуникационный блок 14 собирает данные, причем коммуникационный блок 14 содержит процессор 18, предназначенный для обработки данных с созданием одного массива данных, отображающих вектор положения обсадной трубы 3 относительно бурового наконечника 2 ориентирующей системы 1. Коммуникационный блок 14 передает наверх указанный массив данных через буровую трубу или в нее, или непосредственно к оператору, который может определить, бурит ли буровой наконечник 2 второй ствол 5 на заданном расстоянии, или необходимо выполнить корректировку направления бурения, чтобы избежать столкновения с существующей обсадной трубой. Коммуникационный блок 14 содержит устройство 24 передачи данных, предназначенное для передачи управляющих сигналов к буровому наконечнику 2 при необходимости выполнения корректировки направления бурения. Коммуникационный блок 14 принимает команды от оператора и передает их посредством каротажных устройств 9 к буровому наконечнику 2.

Коммуникационный блок 14 содержит коммуникационное устройство 19, предназначенное для передачи наверх одного массива данных через верхнюю часть бурильной колонны 6. Один способ передачи к оператору осуществляют путем пульсации в буровом растворе. Поскольку коммуникационный блок 14 обрабатывает все данные, полученные от каротажных устройств 9, с формированием одного массива данных, то объем данных уменьшен до такой степени, что пульсация в буровом растворе является приемлемым способом. Под формулировкой пульсация в буровом растворе понимается использование пульсации давления, которое распространяется в скважинном флюиде. Расстояние от коммуникационного блока 14 до верхней части ствола скважины может быть довольно большим, поэтому использование других способов связи может оказаться невозможным. Таким образом, возможность обработки данных в стволе скважины является очень полезной, так как позволяет передавать больший объем информации к верхней части ствола скважины за более короткий период времени.

Вместо пульсации в буровом растворе для беспроводной связи между коммуникационным блоком 14 и устьем скважины можно использовать звуковое или электромагнитное излучение, например радиоизлучение, для передачи данных от детекторов и команд к буровому наконечнику. Между коммуникационным блоком 14 и устьем скважины могут быть расположены промежуточные устройства передачи/приема данных в качестве промежуточных станций связи, если данные необходимо передавать на дальние расстояния.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, команды от оператора к буровому наконечнику 2 подаются непосредственно от коммуникационного блока 14 к буровому наконечнику 2, например, в виде пульсаций в буровом растворе.

На фиг.2 показано каротажное устройство 9, встроенное в муфту обсадной трубы или муфту буровой трубы. Каротажное устройство 9 содержит излучатель 12 и детектор 13. Излучатель 12 подает сигнал в породу, а детектор 13 выявляет указанный сигнал после его отражения от находящихся в породе элементов и существующей обсадной трубы. Каротажное устройство 9 содержит устройство 10 передачи данных и устройство 11 приема данных, обеспечивая возможность передачи данных, представляющих отраженный сигнал, к оператору или коммуникационному блоку 14 посредством смежных каротажных устройств 9.

Устройство 10 передачи данных и устройство 11 приема данных каротажного устройства могут быть встроены в муфту или расположены в углублении, выполненном на внутренней стороне муфты, при этом, если два трубчатых элемента буровой трубы находятся в собранном состоянии, трубчатые элементы герметизируют каротажное устройство. При расположении в углублении каротажное устройство может быть заменено, если оно оказалось поврежденным после установки.

Как показано на фиг.3, каротажное устройство 9 также может быть связано с муфтой буровой трубы так, что каротажное устройство 9 прикреплено к муфте. В этом случае, ориентирующая система 1 может быть легко введена в существующую систему буровых труб.

Как показано на фиг.4, коммуникационный блок 14 содержит устройство 17 приема данных, предназначенное для приема данных от каротажных устройств 9, и процессор 18, предназначенный для обработки данных с формированием одного массива данных и передачи одного массива данных к оператору на поверхность посредством коммуникационного устройства 19. Коммуникационное устройство 19 также содержит передатчик 24, предназначенный для передачи управляющих сигналов к буровому наконечнику 2 либо через каротажные устройства 9, либо напрямую через пульсации во флюиде.

Как показано на фиг.5, ориентирующая система 1 также может содержать второй излучатель 22, расположенный во второй обсадной трубе 23, находящейся в третьем стволе скважины. Такое решение может быть полезным для направления движения бурового наконечника так, чтобы ввести его в столкновение с первой обсадной трубой в существующем первом стволе 4 скважины, или избежать столкновения с ней, так как сигналы от второго излучателя 22 также могут быть выявлены детекторами каротажных устройств 9. Таким образом, второй излучатель 22 обеспечивает дополнительные измерения, что в результате приводит к более точным измерениям положения и направления существующей обсадной трубы, с которой буровой наконечник 2 необходимо ввести в столкновение или с которой буровой наконечник 2 должен избежать столкновения.

Излучатель 12, 22 является источником звука или источником магнитного поля.

Как показано на фиг.6, ориентирующая система 1 содержит приспособление 20, погруженное в буровую трубу для сбора данных от коммуникационного блока 14. В случае, если приспособление 20 не является полностью погруженным в буровую трубу, для продвижения приспособления 20 до нужного положения в трубе можно использовать приводное устройство 21, например скважинный трактор. Скважинный трактор является любым видом приводного оборудования, способного продвигать приспособления в скважину или вытягивать их из скважины, например, Well Tractor®. Приспособление 20 соединено с проводной линией связи или с разъемным кабелем, которые можно использовать для передачи данных.

Процессор 18, расположенный в коммуникационном блоке 14, выполняет все вышеупомянутые вычисления непосредственно после получения измерений с последующей их передачей к поверхности. Таким образом, информация о направлении и положении бурового наконечника 2 относительно обсадной трубы 3 является доступной для оператора практически мгновенно, что обеспечивает возможность выполнения необходимых действий без дополнительной задержки.

Таким образом, нет необходимости в передаче больших объемов данных или их долгой последующей обработке, для которой для интерпретации указанных данных требуется наличие персонала.

Способ с использованием ориентирующей системы 1 содержит следующие этапы:

- бурение ствола в одном направлении бурения,

- подача сигнала посредством излучателя 12 каротажного устройства

- выявление сигнала в двух каротажных устройствах после его отражения от обсадной трубы 3,

- передача сигнала в виде данных к смежному каротажному устройству, расположенному ближе всего к верхней части скважины, - прием данных, представляющих отраженные сигналы, от каротажных устройств 9,

- вычисление положения и направления обсадной трубы 3,

- управление буровым наконечником 2 в соответствии с вычисленным положением обсадной трубы 3,

причем этапы вычисления выполняют одновременно с бурением ствола скважины.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, этапы измерения и вычисления выполняют в коммуникационном блоке одновременно с бурением ствола скважины до передачи данных к верхней части ствола скважины или к приспособлению, введенному в буровую трубу.

Этапы измерения и вычисления выполняют одновременно с бурением ствола скважины, то есть по меньшей мере один раз в час, предпочтительно по меньшей мере каждые 0,5 часа, предпочтительнее по меньшей мере один раз в 10 минут. Также, можно выполнять данные этапы чаще, например, несколько раз в секунду.

Для того, чтобы обеспечить бурение ствола скважины в заданном положении, ориентирующая система 1 может также содержать средство позиционирования.

Под флюидом или скважинным флюидом понимается любой тип флюида, который может присутствовать в нефтяных или газовых скважинах, например, природный газ, нефть, буровой раствор на углеводородной основе, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип состава газа, присутствующего в скважине, завершенной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип состава нефти, например, сырая нефть, текучая среда, содержащая нефть, и так далее. Таким образом, газ, нефть и содержащие воду текучие среды могут все содержать другие элементы или вещества, отличные от газа, нефти и/или воды.

Под обсадной трубой понимается любой тип трубы, трубопровода, трубчатого элемента, перекрывателя, колонны труб и так далее, которые используют в скважине при добыче нефти или природного газа.

Хотя изобретение описано выше в отношении предпочтительных вариантов осуществления изобретения, специалисту в данной области техники очевидно, что возможно внесение различных модификаций без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения, определенные в нижеследующей формуле изобретения.

1. Ориентирующая система (1), предназначенная для направления движения бурового наконечника (2) так, чтобы избежать столкновения с обсадной трубой (3) в первом стволе (4) скважины или ввести его в столкновение с ней, содержащая:
- буровой наконечник, выполняющий бурение второго ствола (5) скважины,
- бурильную колонну (6), выполненную из группы трубчатых элементов (7), смонтированных в одну трубчатую колонну посредством соединительных средств (8), причем буровой наконечник смонтирован на одном конце бурильной колонны,
- группу каротажных устройств (9), расположенных по одному в каждом соединительном средстве,
причем каждое каротажное устройство содержит:
- устройство (10) передачи данных и устройство (11) приема данных, предназначенные для передачи и приема данных между каротажными устройствами,
- детектор (13),
при этом по меньшей мере одно каротажное устройство содержит излучатель (12),
в которой излучатель одного каротажного устройства подает сигнал, который отражается от обсадной трубы и выявляется детектором по меньшей мере двух каротажных устройств так, что положение и/или направление прохождения обсадной трубы можно определить путем тригонометрических вычислений.

2. Ориентирующая система по п.1, дополнительно содержащая коммуникационный блок (14), расположенный в одном из соединительных средств, разделяя бурильную колонну на верхнюю часть (15) и нижнюю часть (16), причем буровой наконечник прикреплен к нижней части бурильной колонны.

3. Ориентирующая система по п.2, в которой коммуникационный блок содержит устройство (17) приема данных, предназначенное для сбора данных, представляющих выявленный отраженный сигнал, полученный от каротажных устройств.

4. Ориентирующая система по п.2 или 3, в которой коммуникационный блок содержит передатчик (24), предназначенный для передачи управляющих сигналов к буровому наконечнику.

5. Ориентирующая система по п.2 или 3, в которой коммуникационный блок содержит процессор (18), предназначенный для обработки данных, полученных от каротажных устройств.

6. Ориентирующая система по п.2 или 3, в которой коммуникационный блок вычисляет вектор, отображающий положение бурового наконечника относительно обсадной трубы.

7. Ориентирующая система по п.2 или 3, в которой коммуникационный блок содержит коммуникационное устройство (19), предназначенное для передачи наверх одного массива данных через верхнюю часть бурильной колонны.

8. Ориентирующая система по п.7, в которой коммуникационное устройство передает массив данных путем пульсации в буровом растворе.

9. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, в которой излучатель является источником звука или источником магнитного поля.

10. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, в которой каротажные устройства передают и/или принимают данные беспроводным способом посредством акустических волн, электромагнитных волн, Wi-Fi, ZigBee систем, беспроводной локальной сети LAN, систем DECT, GSM, UWB, UMTS, Bluetooth, тональной частоты или радиочастоты.

11. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, в которой соединительное средство является муфтой обсадной трубы или трубным соединением.

12. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, дополнительно содержащая приспособление (20) для сбора данных от коммуникационного блока и/или каротажных устройств, содержащее приводной блок (21), например скважинный трактор.

13. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, дополнительно содержащая управляющий механизм, предназначенный для управления буровым наконечником на основе данных, полученных от каротажных устройств.

14. Ориентирующая система по любому из пп.1-3 или 8, дополнительно содержащая второй излучатель (22), причем второй излучатель расположен в обсадной трубе или во второй обсадной трубе (23).

15. Способ направления движения бурового наконечника с использованием ориентирующей системы по любому из пп.1-14, причем указанный способ содержит следующие этапы:
- бурение ствола скважины в одном направлении бурения,
- подача сигнала посредством излучателя каротажного устройства,
- выявление сигнала после его отражения от обсадной трубы,
- передача сигнала в виде данных к смежному детектору,
- прием данных, представляющих отраженные сигналы, от каротажных устройств,
- вычисление положения и направления обсадной трубы,
- управление буровым наконечником в соответствии с вычисленным положением обсадной трубы,
в котором этапы вычисления выполняют одновременно с бурением ствола скважины.

Изобретение относится к направленному бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности проводки ствола скважины в пределах продуктивного пласта.

Устройство и способ посадки скважины в целевой зоне // 2571457

Изобретение относится к средствам для геонавигации в процессе бурения наклонно-направленных или горизонтальных скважин для разведки нефти и газа. Техническим результатом является повышение точности определения направления скважин в процессе бурения по заданной траектории наклонно-направленных или горизонтальных скважин.

Способ определения угловой ориентации скважины // 2567064

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к инклинометрическим измерениям в процессе бурения. Техническим результатом является повышение точности определения параметров скважины при значительном уровне вибраций и наличии постороннего влияния магнитных масс.

Система, способ и машиночитаемый носитель с компьютерной программой для прогнозирования геометрии скважины // 2560462

Изобретение относится к картированию и бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности определения траектории скважины между пунктами инклинометрии и расчета положения скважины.

Система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин // 2541990

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин, преимущественно кустовым способом с использованием телеметрической системы. Техническим результатом является повышение точности определения относительного положения забоя бурящейся скважины (БС) относительно неограниченного количества эксплуатационных колонн (ЭК) ранее пробуренных скважин (ПС) с идентификацией номеров этих скважин.

Устройство для лазерной выверки, предназначенное для использования с буровой установкой // 2534551

Изобретение относится к устройствам для выверки и, в частности, к устройствам, которые могут быть использованы для выверки буровых установок с обеспечением правильного азимута бурения.

Наложение форм акустических сигналов с использованием группирования по азимутальным углам и/или отклонениям каротажного зонда // 2528279

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп.

Внутрискважинная калибровка инструмента при проведении изысканий пластов // 2525564

Изобретение относится внутрискважинной калибровке инструментов. Техническим результатом является устранение ограничений при калибровке скважинной аппаратуры температурного дрейфа и других ошибок датчика.

Способ управления траекторией бурения второй скважины с ее прохождением вблизи первой скважины (варианты) // 2515930

Предложенное изобретение относится к области бурения направленных скважин, в частности к методам управления направлением бурения скважин. Техническим результатом является повышение точности управления траекторией бурения и выравнивания одной скважины относительно другой скважины.

Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр // 2507392

Изобретение относится к исследованию нефтяных и газовых скважин, в частности к определению углов наклона и траектории ствола скважины. Техническим результатом является повышение точности определения траектории протяженных наклонных и горизонтальных скважин.

Опережающий просмотр при применениях долота // 2574441

Изобретение относится к средствам для выполнения скважинного каротажа. Техническим результатом является повышение чувствительности и точности информации в процессе измерений в скважине. Предложен способ проведения измерений в скважине, содержащий этапы, на которых: управляют активацией прибора, расположенного в скважине и имеющего компоновку излучающих антенн и приемных антенн, разнесенных на расстояния, способных работать выбираемыми парами излучатель-приемник. При этом регистрируют глубинный сигнал из глубинного измерения, используя пару излучатель-приемник, и один или несколько малоглубинных сигналов из одного или нескольких малоглубинных измерений, используя одну или несколько других пар излучатель-приемник; обрабатывают один или несколько малоглубинных сигналов, образуют модельный сигнал относительно областей, прилегающих к боковым сторонам и задней стороне прибора; и формируют сигнал опережающего просмотра по существу без вкладов из областей, прилегающих к прибору, путем обработки глубинного сигнала в зависимости от модельного сигнала. Предложены также устройство для проведения измерений в скважине и машиночитаемое запоминающее устройство, имеющее инструкции выполнения действий указанного способа. 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 41 ил.

Система и способ для получения опережающих измерений в процессе операции бурения // 2576043

Изобретение относится к направленному бурению скважин, в частности к средствам каротажа удельного сопротивления пород в реальном времени. Техническим результатом является повышение точности и информативности о наборе слоев перед буровым долотом по мере перемещения компоновки низа бурильной колонны, что обеспечивает более точное управление направленным бурением. Предложены способ и система для получения опережающих измерений профиля, при этом способ включает в себя расположение излучателя энергии, такого как излучающая антенна, вблизи инструмента компоновки низа бурильной колонны. При этом один или несколько приемников энергии, таких как приемные антенны, располагают по длине компоновки низа бурильной колонны. Затем излучают энергию для выполнения опережающих сканирований относительно инструмента компоновки низа бурильной колонны. Образуют данные графика опережающего просмотра с осью x, являющейся функцией времени относительно положения инструмента компоновки низа бурильной колонны. Строят график опережающего просмотра и отображают его на дисплейном устройстве. На основании моделей геологической среды по графику опережающего просмотра можно прослеживать оцененные пластовые значения. Оцененные пластовые значения отображают ниже линии изменения во времени положения инструмента, которая является частью графика опережающего просмотра. Причем оцененные пластовые значения на графике опережающего просмотра могут быть основаны на инверсиях данных об удельном сопротивлении из опережающих сканирований. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ определения магнитного азимута в скважинном инклинометре в процессе бурения // 2586341

Изобретение относится к области инклинометрии и может быть использовано в нефте- и газопромысловой геофизике. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей инклинометра за счет более высокой точности выработки азимута и обеспечения работоспособности инклинометра в условиях произвольного характера распределения поля в зоне считывания. Способ основан на использовании показаний проекций HX3, HY3, hZ3 классической триады феррозондов и двух дополнительных датчиков поля, пространственно разнесенных вдоль продольной оси Z инклинометра. В качестве дополнительных феррозондов используют одноосные с направленными вдоль оси Z осями чувствительности датчики поля, вырабатывающие соответственно текущие значения проекций суммарного поля hZ1=HZ3+HP1 и hZ2=HZ3+HP2, где HZ3 - проекция поля Земли на ось Z инклинометра, a HP1, HP2 - напряженности поля помехи, фиксируемые дополнительными датчиками 1 и 2, и затем производят вычисление величин HZ(1), HZ(2), HZ(3), представляющих собой три независимые реализации одного и того же значения проекции HZ3, очищенной от влияния магнитных помех, в соответствии с выражениями: HZ(1)=hZ1-(hZ1-hZ3)/1-K31, HZ(2)=hZ2-(hZ2-hZ3)/1-K32, HZ(3)=hZ1-(hZ1-hZ2)/1-K21, где (hzi-hzj) характеризует разность показаний первичных измерителей, ответственных за локальный градиент поля между датчиками i и j, а величины - масштабные коэффициенты, являющиеся постоянными величинами на всем протяжении времени проводки скважины и которые экспериментально определяют на начальном этапе проведения буровых работ, для чего колонну в собранном виде устанавливают в вертикальное положение со значением зенитного угла в диапазоне (0÷15)° и опускают на такую глубину, при которой приращение разности показаний δ(hZ1-hZ3) в процессе движения колонны вниз не превышает одной-двух отсчетных единиц. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Система кодирования сброса давления для передачи скважинной информации по стволу скважины на поверхность // 2592000

Изобретение относится к средствам передачи информации из скважины на поверхность. Техническим результатом является повышение эффективности использования поплавкового клапана и снижение затрат энергии на передачу информации по давлению на поверхность. Предложена система для передачи скважинной информации по стволу скважины на поверхность, включающая: переводник на конце бурильной колонны; детектор, расположенный на упомянутом месте на поверхности и взаимодействующий с жидкостью, проходящей через переводник, для предоставления на упомянутое место на поверхности величины измерения, коррелированной со временем между изменениями давления жидкости в бурильной колонне; и скважинный электронный модуль, расположенный в переводнике. При этом скважинный электронный модуль содержит поплавковый клапан для создания ограничения потока для жидкости, проходящей через переводник. Причем поплавковый клапан управляет падением давления бурового раствора в переводнике и включает корпус, керамическую оболочку седла, размещенную в отверстии корпуса, тарелку, выполненную с возможностью аксиального сдвига в корпусе и наружу от керамического седла, шток поршня, соединенный с тарелкой и выходящий наружу из корпуса, и верхнюю и нижнюю втулки для аксиального направления штока поршня в корпусе. Кроме того, система содержит датчик, расположенный в переводнике, для отслеживания состояния в стволе скважины и тормоз, взаимодействующий со штоком поршня, для фиксации тарелки по меньшей мере в двух статических положениях во время начала потока бурового раствора через переводник и во время открывания поплавкового клапана. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способы и системы для прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта // 2598003

Изобретение относится к способу и системе прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта. Техническим результатом является повышение эффективности прямого моделирования скважинного изображения свойств пласта. Способ содержит этапы, на которых центрируют воображаемый круг, имеющий множество элементов дискретизации, на представляющем интерес месте в осевом положении вдоль целевого ствола скважины, при этом воображаемый круг помещают перпендикулярно к оси целевого ствола скважины. При этом воображаемый круг представляет область анализируемого пласта, определяют псевдокаротажную диаграмму, относящуюся к представляющему интерес параметру, в осевом положении вдоль целевого ствола скважины, при этом определение псевдокаротажной диаграммы в заданной точке содержит: образование первой соседней скважины и второй соседней скважины, при этом первая соседняя скважина и вторая соседняя скважина пересекают поверхность, соответствующую заданной точке, определение значений каротажных диаграмм представляющего интерес параметра в первой точке на поверхности, соответствующей первой соседней скважине, и во второй точке на поверхности, соответствующей второй соседней скважине; интерполирование значения каротажной диаграммы представляющего интерес параметра в первой точке и во второй точке для определения псевдокаротажной диаграммы в заданной точке, при этом псевдокаротажная диаграмма содержит по меньшей мере одно значение представляющего интерес параметра в заданной точке, соответствующей одному из множества элементов дискретизации, и визуализируют определенную псевдокаротажную диаграмму. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 пр.

Система дистанционирования отдельной скважины sagd на основании градиентов // 2608752

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к средствам отслеживания бурения множества скважин относительно друг друга. Техническим результатом является повышение точности обнаружения магнитного градиента за счет минимизации влияния тока на магнитный градиометр. Предложена скважинная система дистанционирования для электромагнитного дистанционирования между первой и второй скважинами, содержащая инструмент, включающий: источник электрического тока; по меньшей мере два электрода, расположенные вдоль оси инструмента, в котором по меньшей мере один электрод является эмиттерным электродом и по меньшей мере один электрод является возвратным электродом, причем источник электрического тока является электрически соединенным с эмиттерным электродом; и магнитный градиометр, расположенный вдоль оси инструмента, предназначенный для обнаружения магнитного градиента, индуцируемого потоком тока, протекающего в проводящем элементе в одной из скважин. При этом магнитный градиометр отделен от электродов по меньшей мере одним изолятором. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 20 ил.

Способ определения комплекса угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента // 2610957

Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, в частности к определению угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента (азимута, зенитного угла и угла установки отклонителя в апсидальной плоскости). Технический результат: уменьшение погрешности измерений инклинометрических систем за счет учета малых угловых параметров отклонения осей чувствительности трехкомпонентных феррозондовых и акселерометрических датчиков инклинометрических систем от ортогональных осей при обработке результатов измерений. Сущность изобретения: в корпусе скважинного прибора устанавливают трехосевой блок акселерометр/магнитометр, с помощью которого осуществляют измерение проекций gx, gy, gz известного вектора ускорения силы тяжести, измеряют проекции mx, my, mz полного вектора напряженности геомагнитного поля, по которым определяют азимут α, зенитный θ и визирный ϕ углы. При этом используют априорно определенные численные значения малых угловых параметров отклонения осей чувствительности датчиков: χА, δХА, δYА, σ1А, σ2А для трехосевого акселерометра и χF, γF, δXF, δYF, σ1F, σ2F для трехосевого магнитометра. 2 ил., 2 табл.

Управление с обратной связью положением отклонителя в ходе бурения // 2611806

Изобретение относится к средствам обеспечения проводки скважины при операциях направленного бурения. В частности, предложен скважинный отклоняющий инструмент, содержащий: корпус скважинного отклоняющего инструмента; отклоняющий механизм для управления направлением бурения подземного ствола скважины; датчики для измерения углового положения подземного ствола скважины; и скважинный процессор. При этом скважинный процессор содержит: модуль положения отклонителя, содержащий команды для обработки измеренных значений угловых положений, принятых от датчиков, для получения положения отклонителя в ходе бурения; внешнюю петлю обратной связи, содержащую команды для обработки измеренных значений угловых положений, принятых от датчиков, и целевого азимута для получения целевого положения отклонителя; внутреннюю петлю обратной связи, содержащую команды для обработки значений положения отклонителя в ходе бурения и целевого положения отклонителя для получения сигнала ошибки; и блок управления целеуказанием для наведения, содержащий команды для обработки сигнала ошибки с целью получения команд для направляющего механизма для управления направлением бурения. Также предложен способ для управления положением отклонителя в ходе бурения. Предложенное изобретение повышает эффективность и последовательность бурения за счет улучшения размещения скважины и снижения отклонения ее траектории от заданного курса. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении // 2613364

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении. Изобретение обеспечивает повышение точности наведения забоя ствола бурящейся горизонтальной скважины в нужном направлении, в частности проводки горизонтальной скважины к целику нефти, точное местонахождение которого в МСП не определено. Способ включает контроль за положением бурильного инструмента в межскважинном пространстве - МСП при проходке скважин с помощью координатной системы измерения в процессе бурения - MWD, при этом одновременно применяют метод зондирования становлением электрического поля в ближней зоне - ЭЗС-Б для вычисления кажущегося удельного электрического сопротивления горной породы для определения координат и границы целика нефти, занимающего неопределенное положение в МСП, при этом обеспечивают контроль в режиме реального времени за положением бурильного инструмента в МСП при проходке скважины, бурящейся в сторону указанного целика нефти, с учетом координат и границ расположения указанного целика нефти в МСП, определяемого методом ЭЗС-Б, и в процессе производимого контроля вносят в координатную систему MWD для ориентации бурильного инструмента в МСП поправки, обеспечивающие изменение направления в ориентации бурильного инструмента в сторону расположения указанного целика нефти. 3 ил.

Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя // 2615190

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.