Наддолотный модуль

Авторы патента:

Чупров Василий Прокопьевич (RU)

Бикинеев Арсений Арсеньевич (RU)

Мишин Юрий Семёнович (RU)

Будаев Дмитрий Александрович (RU)

Абакумова Нурия Зулькарнаевна (RU)

E21B47/12 - средства передачи сигналов измерения из скважины на поверхность, например каротаж в процессе бурения (дистанционная сигнализация вообще G08)

Владельцы патента RU 2509209:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ВНИИГИС-Забойные телеметрические комплексы" (ООО НПФ "ВНИИГИС-ЗТК") (RU)

Изобретение относится к области промысловой геофизики и предназначено для измерения геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи. Наддолотный модуль решает задачу повышения эксплуатационной надежности фиксации центрального электрода и упрощения конструкции. Устройство содержит корпус с центральным промывочным отверстием, электрически изолированный от корпуса центральный электрод, расположенный между изоляторами, а также размещенные в выемках корпуса, в его герметичной части, отделенной уплотнительными элементами, электрические платы, при этом фиксация изолятора, расположенного в муфтовой части корпуса, выполнена в виде сопрягаемых выступов и пазов, изготовленных в этом изоляторе, муфтовой части корпуса и гильзе центрального электрода, а другой изолятор центрального электрода, расположенный в противоположной от муфтовой части корпуса, установлен на резьбе с левым направлением. 1 ил.

Предложение относится к области промысловой геофизики и предназначено для измерения геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи.

Информация с забоя о технологических параметрах, таких как: обороты долота, осевая нагрузка на долото, уровень вибрации, геофизическая информация о разбуриваемой породе, измеряется непосредственно датчиками, расположенными в наддолотном модуле, устанавливаемом вблизи долота, и передается на основную забойную телеметрическую систему (ЗТС) по электромагнитному каналу связи (Развитие забойных телесистем с электромагнитным каналом связи. / В.П.Чупров, А.В.Бельков, А.А.Бикинеев, Ф.С.Константинов, Р.А.Шайхутдинов, С.Н.Шибанов. // НТВ «Каротажник», №113, 2003 г., Тверь, с.36).

Наддолотный модуль (НДМ) выполнен в виде переводника длиной от 0,5 до 0,7 м из высокопрочного сплава, через центральное промывочное отверстие которого протекает буровой раствор. Во фрезерованных выемках корпуса НДМ расположены измерительные датчики, электроника, а на поверхности корпуса - центральный электрод и изоляторы.

Известно устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи (пат. РФ на полезную модель №27839, пр. 30.05.2002 г.).

Известное устройство содержит ЗТС, включающую бурильную колонну, корпус, блок питания, измерительные модули, модуль приемно-передающего устройства, электрический разделитель, выполненный в виде отдельного переводника, устанавливаемого непосредственно над забойным двигателем, а также установленный непосредственно над долотом НДМ, соединенный с валом забойного двигателя и долотом.

Недостаток известных устройств заключается в их конструкциях.

Центральный электрод устанавливается электрически изолированно, на корпусе НДМ, между двумя изоляторами и фиксируется относительно корпуса от проворачивания в процессе бурения. В процессе работы НДМ механические, вибрационные нагрузки в стыках между изоляторами и электродом образуют зазоры и со временем увеличивают их, разрушая изоляторы и смещая электрод относительно выемок в корпусе, нарушая их герметичность. Все измерительные схемы, находящиеся в выемках корпуса, подвергаются воздействию агрессивной скважинной среды и выходят из строя, что требует полного демонтажа и монтажа НДМ.

Известно устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи, в котором задача повышения надежности конструкции и увеличения ресурса работы частично решается путем выноса центрального электрода за пределы герметичной части корпуса и отделения от этой части уплотнительными элементами (пат. РФ №2351759, приор. 07.09.2007 г., публ. 10.04.2009 г.).

Известный модуль содержит корпус с центральным промывочным отверстием, электрически изолированный от корпуса центральный электрод, расположенный между изоляторами, при этом в выемках корпуса модуля расположены электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство. Центральный электрод на корпусе вынесен из герметичной части с выемками, отделен от этой части уплотнительными элементами и снабжен точечным электроконтактом, а электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство находятся в герметичной части модуля, изолированной от попадания скважинной жидкости с помощью уплотнительных элементов и зафиксированной от смещения относительно корпуса.

Известная конструкция позволяет продлить срок службы электрических плат, так как они находятся в герметичной части корпуса, но проблема сохранности изоляторов остается, кроме того, в такой компоновке увеличивается длина модуля и снижается управляемость ориентирующей компоновки низа бурильной колонны.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому НДМ является устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи (пат. РФ на полезную модель №27839, пр. 30.05.2002 г.).

Входящий в известное устройство НДМ содержит корпус с центральным промывочным отверстием, на котором размещен центральный электрод, расположенный между изоляторами и электрически изолированный от корпуса, при этом в выемках корпуса НДМ расположены электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство, а в модуль передающего устройства ЗТС введено приемно-обрабатывающее устройство, осуществляющее прием сигналов от НДМ.

Центральный электрод НДМ изолирован от корпуса покрытием из электроизоляционного материала, а электрические схемы, измерительные датчики и источник питания находятся в герметичной части НДМ, изолированной от попадания скважинной жидкости с помощью уплотнительных элементов.

Недостаток устройства, как указывалось выше - низкая надежность фиксации центрального электрода.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности фиксации центрального электрода и упрощение конструкции.

Указанная задача решается тем, что в заявляемом НДМ, содержащем корпус с центральным промывочным отверстием, электрически изолированный от корпуса центральный электрод, расположенный между изоляторами, а также размещенные в выемках корпуса, в его герметичной части, отделенной уплотнительными элементами, электрические платы (электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство и т.д.), фиксация изолятора, расположенного в муфтовой части корпуса, выполнена в виде сопрягаемых выступов и пазов, изготовленных в этом изоляторе, муфтовой части корпуса и гильзе центрального электрода, а другой изолятор центрального электрода, расположенный в противоположной от муфтовой части корпуса, установлен на резьбе с левым направлением.

На фиг.1 дана конструкция наддолотного модуля.

На корпусе 1 установлен центральный электрод (гильза) 2 с изоляционным покрытием 3, размещенный между двумя изоляторами 4 и 5. Изолятор 4, расположенный в муфтовой части 6 корпуса 1, зафиксирован между муфтовой частью 6 корпуса 1 и гильзой 2 посредством сопрягаемых выступов 7 и пазов 8. Изолятор 5, расположенный в противоположной от муфтовой части 6 корпуса 1, установлен на резьбе 9 с левым направлением. В герметичной части корпуса 1 размещены электронные платы 10, изолированные уплотнительными элементами 11. «А» - направление движения долота с НДМ.

Передача сигнала от НДМ на ЗТС осуществляется с помощью беспроводного канала связи, который предусматривает наличие электрического диполя. Электрический диполь образован корпусом 1 и центральным электродом (гильзой) 2 с изоляционным покрытием 3, нанесенным на корпус 1, и изоляторами 4 и 5. При сборке НДМ выступы 7 и пазы 8 входят в зацепление друг с другом и образуют единую неподвижную систему. Изолятор 5 выполнен с внутренней резьбой 9, входящей в зацепление с ответной резьбой на корпусе 1. Изолятор 5 и гильза 2 соприкасаются по гладкой поверхности. Учитывая то, что в процессе бурения вращение НДМ осуществляется вправо по часовой стрелке «А», направление резьбы 9 выполнено левым, поэтому изолятор 5 в процессе вращения стремится заворачиваться и с усилием постоянно поджимает гильзу 2, тем самым, предотвращая возникновение зазоров между сопрягаемыми деталями (изолятором 4, корпусом 1, гильзой 2 и изолятором 5 между собой). В результате скорость износа изоляторов уменьшается и увеличивается время непрерывной работы НДМ без замены.

Наддолотный модуль, содержащий корпус с центральным промывочным отверстием, электрически изолированный от корпуса центральный электрод, расположенный между изоляторами, а также размещенные в выемках корпуса, в его герметичной части, отделенной уплотнительными элементами, электрические платы, отличающийся тем, что фиксация изолятора, расположенного в муфтовой части корпуса, выполнена в виде сопрягаемых выступов и пазов, изготовленных в этом изоляторе, муфтовой части корпуса и гильзе центрального электрода, а другой изолятор центрального электрода, расположенный в противоположной от муфтовой части корпуса, установлен на резьбе с левым направлением.

Похожие патенты:

Бурильная колонна // 2507395

Изобретение относится к бурильной колонне. Бурильная колонна содержит два элемента, которые соединены друг с другом разъемно и жестко в отношении поворота.

Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения // 2506611

Изобретение относится к области электромагнитной геофизической разведки и может быть использовано для проведения электромагнитного каротажа скважин. Сущность: устройство содержит корпус (1), выполненный в виде цельнометаллического цилиндра.

Система и способ для управления многочисленными скважинными инструментами // 2505674

Группа изобретений относится к системам и способам для управления многочисленными скважинными инструментами. Многочисленные скважинные инструменты можно приводить в действие между рабочими положениями.

Устройство питания забойной телеметрической системы // 2505673

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для питания навигационных и геофизических устройств, применяемых в процессе бурения. Технической задачей изобретения является повышение надежности устройства питания забойной телеметрической системы и упрощение его конструкции.

Способ управления работой скважинного прибора // 2499138

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности способа управления работой скважинного прибора.

Способ передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважины и устройство для его осуществления // 2494250

Предложенная группа изобретений относится к области передачи забойной информации из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи и может быть использована для каротажа в процессе эксплуатации скважины.

Удерживающее устройство, вставляемое в центральный канал трубного компонента бурильной колонны, и соответствующий трубный компонент бурильной колонны // 2490417

Способ и устройство обеспечения контакта электровводов с обсадной колонной в многоэлектродном скважинном зонде электрического каротажа через металлическую колонну // 2489734

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для обеспечения контакта электровводов с обсадной колонной в многоэлектродном скважинном зонде электрического каротажа через металлическую колонну.

Уплотнительный узел зонда для электрического каротажа // 2488851

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при электрическом каротаже скважин. .

Способ передачи данных измерений бескабельной телеметрической системой в процессе бурения скважин // 2486338

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для передачи геофизической информации по электромагнитному или гидравлическому каналу связи. .

Забойная телеметрическая система // 2509210

Изобретение относится к бурению скважины и может быть использовано для контроля забойных параметров и каротаже в процессе бурения. Техническим результатом является повышение качества исследования скважины за счет увеличения надежности передачи информации от забоя на поверхность. Предложена забойная телеметрическая система, содержащая соединенные между собой модуль электрогенератора-пульсатора, модуль инклинометра и модуль гамма-каротажа, включающие телеметрические блоки. При этом указанная телеметрическая система дополнительно содержит блок анализа и управления коммутатором и коммутатор, соединенные с указанными модулями. Причем вход блока анализа и управления коммутатором соединен с выходом блока управления пульсациями модуля гамма-каротажа и первым входом коммутатора. А выход блока анализа и управления коммутатором соединен с входом управления коммутатора. Кроме того, второй вход коммутатора соединен с выходом блока управления пульсациями модуля инклинометра, а выход коммутатора соединен с входом пульсатора, установленным в модуле электрогенератора-пульсатора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины с телемеханической системой // 2512228

Изобретение относится к добыче нефти. Установка содержит размещенные в обсадной трубе скважины колонну НКТ, электроприводной насос, силовой кабель и устройство одновременно-раздельной эксплуатации пластов, выполненное в корпусе, состоящее из блоков регулирования и учета дебита пласта, включающих регулировочные клапаны (РК) и контрольно-измерительные приборы (КИП). Корпус состоит из труб, оснащенных пакерами и соединенных муфтами перекрестного течения флюидов. РК выполнены в стакане, в котором установлена электроприводная запорная игла, взаимодействующая с перепускным седлом. В стенке стакана по обе стороны перепускного седла выполнены окна. КИП расположены выше и/или ниже РК и связаны между собой геофизическим кабелем, размещенным в канале, выполненном в стенке стакана. Блоки регулирования и учета дебита пластов соединены с силовым кабелем посредством геофизического кабеля, адаптера ТМС, установленного на торце электропривода насоса, и кабельного разъема, штырь которого закреплен на опорном фланце с отверстиями, установленном на торце корпуса, а розетка контактной пары - в центраторе, закрепленном на торце электропривода насоса. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременно-раздельной эксплуатации скважины при оптимальном регулировании фазового состава и учета флюида из пластов в режиме реального времени. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Надежная система передачи данных по проводному трубопроводу // 2513120

Изобретение относится к системам передачи высокочастотных данных и/или мощности, подходящих для скважинного использования, и включает соединительные муфты для сигналов/мощности, участки линии передачи и повторители сигнала. Сигналы и мощность передаются между соединительными муфтами и/или между соединительными муфтами и повторителями посредством связывания электромагнитным резонансом. По крайней мере, в части системы участки линии передачи формируют параллельные каналы передачи данных и повторители обеспечивают возможность переключения между каналами передачи данных/мощности, тем самым значительно улучшая надежность. Изобретение также включает способ передачи данных и/или распределения высокочастотной мощности через скважинную систему передачи, включающую в себя множество каналов передачи данных/мощности и множество пересечения, в которой дефектные места в одном канале передачи данных/мощности обходятся посредством маршрутизации данных и/или мощности на параллельные каналы передачи данных/мощности посредством связывания электромагнитным резонансом. Технический результат - повышение надежности. 4 н. и 48 з. п. ф-лы, 22 ил.

Интегрированная система непрерывного наблюдения // 2513600

Изобретение относится к исследованию скважин и может быть использовано для непрерывного контроля параметров в скважине. Техническим результатом является упрощение конструкции системы наблюдения за параметрами в скважине. Предложена система наблюдения в скважине, включающая датчики, в частности, давления и температуры, кабель, соединяющий скважинную систему наблюдения и устье скважины. При этом устье скважины содержит электрический вывод устья, имеющий телеметрическую систему сбора данных и источник питания для скважинной системы наблюдения. Кроме того, электрический вывод устья содержит командный модуль для скважинной системы наблюдения и модуль хранения данных с микропроцессором. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Кабельная сборка увеличенной длины для применения в углеводородных скважинах // 2513814

Изобретение относится к рабочим кабелям для размещения в углеводородных скважинах. Техническим результатом является обеспечение возможности использования кабеля в сверхглубоких скважинах. Предложена кабельная сборка для использования в углеводородной скважине увеличенной глубины, содержащая, по меньшей мере, одну устьевую часть и, по меньшей мере, одну забойную часть, соединенные между собой. При этом устьевая часть кабеля имеет по существу большую прочность на разрыв по сравнению с забойной. Кроме того, устьевая часть и забойная часть кабеля имеют структурные обмотки. Причем количество структурных обмоток забойной кабельной части меньше количества структурных обмоток устьевой кабельной части на, по меньшей мере, 30%. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Установка одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной // 2513896

Изобретение относится к добыче нефти и может быть применено при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной. Установка содержит колонну НКТ, размещенную в обсадной трубе скважины, образующие межтрубное пространство, пакер, глубинный электроприводной насос, электрический погружной кабель, проходящий через пакер, и регулирующее запорно-перепускное устройство, последнее выполнено в цилиндрическом корпусе, установленном в пакере и ограниченном с торцов муфтами перекрестного течения флюидов из пластов скважины. Верхней муфтой корпус устройства сопряжен с НКТ на уровне выше гравийно-песчаной набивки в межтрубном пространстве выше пакера. Нижней муфтой корпус соединен с насосом посредством трубчатого переходника. В верхней муфте выполнено отверстие, в котором установлен ниппель с упором в торец гнезда, выполненного в нижней муфте, образующие с корпусом канал для прохода флюида из полости трубчатого переходника в НКТ через продольные каналы муфт, для чего на ниппеле установлены две пары манжет. В ниппеле установлена запорная игла с электроприводом. В ниппеле выполнены окна, сообщающиеся с радиальными каналами верхней муфты через проточку, выполненную снаружи ниппеля на уровне окон. Технический результат заключается в исключении влияния депрессии верхнего пласта на возможность регулируемого отбора флюида в зависимости от перепада давлений в пластах. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ мониторинга и управления добывающей нефтяной скважиной с использованием батарейного питания в скважине // 2515517

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к мониторингу и управлению добывающей нефтяной скважиной. Технический результат направлен на повышение нефтедобычи, коэффициента извлечения нефти (КИН) из пласта или нескольких пластов, дренируемых скважиной, за счет произведения прямого замера параметров газожидкостного столба на различных его уровнях, управления производительностью погружного насоса и дебитом нефтедобычи с учетом наиболее благоприятных условий нефтеотдачи пласта. Способ мониторинга и управления добывающей нефтяной скважиной, в котором осуществляют контроль параметров погружного насоса, предусматривают мониторинг параметров газожидкостного столба в скважине в области погружного насоса. Для чего размещают датчики на насосно-компрессорной колонне у погружного насоса. Получают результаты измерений на поверхность, обрабатывают и используют эти результаты для управления погружным насосом при нефтедобыче. При этом мониторинг параметров газожидкостного столба в скважине осуществляют на различных его уровнях, включая положение динамического уровня и его расстояние до погружного насоса. Датчики размещают на нескольких фиксированных уровнях насосно-компрессорной колонны (НКТ). Предусматривают размещение на НКТ твердотельных батарей для автономного электрического питания. Эти возможности и результаты используют при управлении производительностью погружного насоса для поддержания депрессии и параметров газожидкостного столба в скважине, соответствующих равновесию между дебитом нефтеотдачи пласта или пластов и дебитом нефтедобычи скважины при максимально допустимой производительности насоса. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Порт связи для использования на скважинном измерительном приборе // 2522340

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора. Прибор содержит кожух, выполненный с возможностью перемещения внутри ствола скважины и, по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью измерения параметра ствола скважины. В кожухе установлен контроллер, включающий в себя, по меньшей мере, одно из следующего: устройство сохранения данных и устройство управления работой, по меньшей мере, одного датчика. Также прибор содержит порт связи, установленный в отверстии в кожухе и включающий в себя соответствующий промышленным стандартам соединитель, стыкующийся с кабелем, имеющим соответствующее промышленным стандартам концевое устройство для соединения с наземным устройством, когда прибор находится на земной поверхности. Причем соответствующий промышленным стандартам соединитель содержит соответствующую промышленным стандартам базу соединителя, выполненную в корпусе, изготовленном из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Способ изготовления соединительного устройства связи для скважинного измерительного прибора заключается в выборе соответствующей промышленным стандартам базы соединителя, заключении указанного соединителя в оболочку корпуса, изготовленного из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Затем осуществляют электрическое соединение контактных штырей на базе соединителя с выбранными электрическими цепями в приборе, а введение корпуса в порт в стенке кожуха прибора выполняют, по меньшей мере, с предотвращением попадания влаги внутрь кожуха. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении более низкой стоимости изготовления и техобслуживания скважинных измерительных приборов. 2 н., 8 з.п. ф-лы, 23 ил.

Система и способ изоляции тока, подаваемого на электрическую нагрузку в скважине // 2522825

Изобретение относится к управлению электропитанием скважинных устройств. Техническим результатом является обеспечение эффективной подачи электроэнергии на скважинные устройства, в частности уменьшение количества или полного устранения приемников электрической энергии скважинных устройств, питаемых нежелательным током или получающих электроэнергию иными нежелательными путями за счет обеспечения изоляции тока, подаваемого на приемник. Предложенная система для соединения с токоведущими линиями, включающими в себя токоведущую линию оболочки, первую токоведущую линию, вторую токоведущую линию и третью токоведущую линию, содержит: первый управляющий модуль, выполненный с возможностью соединения с первой токоведущей линией и с возможностью находиться в последовательном электрическом соединении с первым электроприемником в скважине, соединенным со второй токоведущей линией; второй управляющий модуль, выполненный с возможностью соединения со второй токоведущей линией и с возможностью находиться в последовательном электрическом соединении со вторым электроприемником в скважине, соединенным с первой токоведущей линией; третий управляющий модуль, выполненный с возможностью соединения с первой токоведущей линией и с возможностью находиться в последовательном электрическом соединении с третьим электроприемником в скважине, соединенным с третьей токоведущей линией; и четвертый управляющий модуль, выполненный с возможностью соединения с первой токоведущей линией и с возможностью находиться в последовательном электрическом соединении с четвертым электроприемником в скважине, соединенным с токоведущей линией оболочки. Причем при пропускании первым управляющим модулем тока на первый электроприемник в скважине второй, третий и четвертый управляющие модули не пропускают нежелательный ток на второй, третий и четвертый электроприемники в скважине соответственно. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Уневерсальный переходник для скважинного бурильного двигателя, имеющий провода или порты // 2524068

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к универсальному переходнику для бурильного двигателя, имеющего провода или порты. Узел нижней части бурильной колонны содержит забойный двигатель, расположенный на бурильной колонне и имеющий ротор и статор, причем в роторе выполнено первое отверстие, шпиндель, расположенный снизу от скважинного двигателя, в котором выполнено второе отверстие, вал, в котором выполнено третье отверстие и который имеет первый и второй концы, причем первый конец соединен с ротором посредством первого универсального переходника, при этом второй конец соединен со шпинделем посредством второго универсального переходника, и внутренний стержень, расположенный в третьем отверстии вала, причем внутренний стержень имеет внутренний проход и имеет третий и четвертый концы, при этом третий конец герметизирует сообщение внутреннего прохода с первым отверстием ротора, а четвертый конец герметизирует сообщение внутреннего прохода со вторым отверстием шпинделя. Обеспечивается передача сигнала с датчиков, подача питания внутри вращающихся элементов узла. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.