RU2570688C2 - Способ и система для разработки и измерения буровой скважины - Google Patents
Способ и система для разработки и измерения буровой скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570688C2 RU2570688C2 RU2013134744/03A RU2013134744A RU2570688C2 RU 2570688 C2 RU2570688 C2 RU 2570688C2 RU 2013134744/03 A RU2013134744/03 A RU 2013134744/03A RU 2013134744 A RU2013134744 A RU 2013134744A RU 2570688 C2 RU2570688 C2 RU 2570688C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- borehole
- measuring
- cable
- drilling tool
- measuring body
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 73
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/04—Measuring depth or liquid level
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/007—Measuring stresses in a pipe string or casing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
- E21B47/0228—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
- E21B47/0232—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor at least one of the energy sources or one of the detectors being located on or above the ground surface
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам контроля направления бурения скважин. Техническим результатом является обеспечение точности определения положения измерительного тела и его пространственной ориентации в скважине. Предложен способ разработки и измерения буровой скважины в грунте, включающий следующие этапы: разрабатывают буровую скважину посредством бурения бурильным инструментом, между точкой шарнирного крепления на несущем устройстве для бурильного инструмента над поверхностью грунта и измерительным телом в буровой скважине натягивают, по меньшей мере, один измерительный трос. Причем бурильный инструмент и измерительное тело удерживаются несущим устройством. Далее измерительное тело вводят вдоль оси скважины и опускают в буровую скважину в грунте. Причем измерительное тело содержит тело, диаметр которого соответствует диаметру буровой скважины, и находится в контакте со стенкой буровой скважины. Затем посредством измерений угла и расстояний при помощи измерительного аппарата определяют положения, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек натянутого измерительного троса и на основе установленных положений точек троса при помощи устройства обработки данных определяют положение измерительного тела в буровой скважине в качестве меры измерения положения буровой скважины. Раскрыта также система для осуществления указанного способа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу разработки и измерения буровой скважины в грунте в соответствии с ограничительной частью пункта 1, а также к системе разработки и измерения буровой скважины в грунте в соответствии с ограничительной частью пункта 9 формулы изобретения.
Уровень техники
При разработке в грунте буровых скважин вследствие различных факторов влияния могут происходить отклонения от желаемого направления или положения буровых скважин. В частности, например, при возведении буронабивной свайной стены, в которой возводят множество смежных буронабивных свай путем заполнения буровой скважины, требуется точная ориентация отдельных буронабивных свай, чтобы обеспечивать желаемую плотность стены из буронабивных свай. Поэтому для каждой отдельной буровой скважины необходимо обеспечить, чтобы она проходила точно вдоль заданного направления.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа и системы разработки и измерения буровой скважины в грунте, которые обеспечивают надежную разработку и обмер буровой скважины.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в способе, обладающем признаками по пункту 1, и в системе, обладающей признаками по пункту 9 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах.
В соответствии с изобретением способ отличается тем, что разрабатывают буровую скважину посредством бурения, между несущим устройством над поверхностью грунта и измерительным телом натягивают, по меньшей мере, один измерительный трос, измерительное тело вводят подходящим образом и опускают в буровую скважину в грунте, посредством измерений угла и расстояний определяют положения, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек натянутого измерительного троса и на основе установленных положений точек троса определяют положение измерительного тела в буровой скважине в качестве меры измерения (определения) положения буровой скважины.
В соответствии с изобретением система для разработки и измерения буровой скважины в грунте отличается тем, что предусмотрен приводимый во вращение бурильный инструмент для разработки буровой скважины, предусмотрено измерительное тело, которое может быть введено подходящим образом и опущено в буровую скважину, причем измерительное тело находится в контакте со стенкой буровой скважины, предусмотрен измерительный трос, который может быть натянут между точкой шарнирного крепления на несущем устройстве над поверхностью грунта и измерительным телом в буровой скважине, предусмотрен измерительный аппарат, с помощью которого посредством измерений угла и расстояний могут определяться положения, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек измерительного троса, и предусмотрено устройство обработки данных, с помощью которого на основе установленных положений точек троса может определяться положение измерительного тела в буровой скважине в качестве меры измерения положения буровой скважины.
Первая основная изобретательская идея заключается в том, чтобы натянуть измерительный трос между несущим устройством над поверхностью грунта и измерительным телом в буровой скважине. При этом определяют направление измерительного троса в пространстве. На основе установленного направления измерительного троса определяют положение измерительного тела в буровой скважине, а следовательно, и положение соответствующего участка буровой скважины.
В соответствии с изобретением определяют пространственные положения, по меньшей мере, двух точек измерительного троса. В принципе эти точки троса могут быть выбраны произвольно, однако предпочтительно они лежат над поверхностью грунта. Между двумя отстоящими друг от друга точками троса проходит математический вектор, направление которого используют для определения положения измерительного тела.
За счет натяжения измерительного троса обеспечивается его ход вдоль прямой линии, так что точка шарнирного крепления троса к измерительному телу находится на продолжении вектора, проходящего через две точки троса. Вектор между двумя точками троса экстраполируют до измерительного тела, и таким путем определяют положение измерительного тела.
При условии прямолинейности измерительного троса по данным направления измерительного троса и положения точки троса относительно заданной опорной точки может определяться положение измерительного тела или точки шарнирного крепления измерительного троса на измерительном теле.
В предпочтительном примере осуществления способа по изобретению между измерительным телом и несущим устройством натягивают, по меньшей мере, два измерительных троса. Система из нескольких измерительных тросов позволяет определять помимо положения измерительного тела также его пространственную ориентацию. В частности, с помощью нескольких измерительных тросов может быть установлен боковой перекос измерительного тела, особенно его отклонение от вертикали.
Для определения профиля по глубине, то есть хода буровой скважины, предпочтительно определяют, по меньшей мере, два положения измерительного тела на различных глубинах в буровой скважине. Особенно предпочтительно, чтобы первое положение измерительного тела было в области начала бурения, то есть на верхнем конце буровой скважины, а второе положение измерительного тела было на заданной глубине под устьем или началом буровой скважины. Благодаря этому может быть надежно установлено отклонение или смещение буровой скважины от начала бурения.
Далее, согласно изобретению предпочтительно дополнительно к положениям точек троса определяют положение измерительного тела по глубине. На основе известного положения по глубине и известного вектора между точками троса может быть точно вычислено положение измерительного тела в буровой скважине. Положение измерительного тела по глубине может быть определено, например, с помощью измерительного устройства на измерительном теле или посредством определения длины троса, отходящего от опорной точки. Длина троса между известной опорной точкой, например, на несущем устройстве, и точкой шарнирного крепления на измерительном теле может быть определена, например, путем определения длины разматывания троса с лебедки.
В предпочтительном примере осуществления способа предусмотрено, что бурильный инструмент, который используют для разработки буровой скважины, выводят из буровой скважины и после вывода из буровой скважины бурильный инструмент отворачивают от оси буровой скважины, а отдельное измерительное тело поворачивают в положение на оси буровой скважины. Затем измерительное тело может быть введено вдоль оси в буровую скважину и опущено в нее. Предпочтительно как бурильный инструмент, так и измерительное тело удерживаются поворотной мачтой несущего устройства и путем поворота мачты могут быть отведены от оси буровой скважины или установлены на ее оси. Благодаря этому ввод измерительного тела в разработанную буровую скважину может производиться особенно просто.
В следующем предпочтительном примере осуществления не используется никакого отдельного измерительного тела, а измерительное тело образовано бурильным инструментом, который используют для разработки буровой скважины. Бурильный инструмент находится в скважине в контакте с ее стенкой и за счет этого центрируется в скважине. Поэтому он принудительно размещен в буровой скважине в соответствии с ее размером, так что положение бурильного инструмента в скважине надежно отражает положение буровой скважины на соответствующем участке.
При использовании совместного или интегрированного бурильного инструмента и измерительного тела предпочтительно бурильный инструмент выводят из буровой скважины, и затем измерительный трос закрепляют на бурильном инструменте, и бурильный инструмент с закрепленным на нем измерительным тросом вновь опускают в буровую скважину для измерения буровой скважины. Таким образом, на первом этапе способа бурильный инструмент служит для разработки буровой скважины, а на втором этапе он служит в качестве измерительного тела для измерения буровой скважины. Предпочтительно на втором этапе способа бурильный инструмент не приводится во вращение. Определение положения бурильного инструмента в скважине предпочтительно выполняется в неподвижном состоянии бурильного инструмента.
Предпочтительно во время процесса бурения измерительный трос отсоединяют от бурильного инструмента, который одновременно образует измерительное тело, и складируют на несущем устройстве. После вывода бурильного инструмента из буровой скважины измерительный трос закрепляют на бурильном инструменте, затем бурильный инструмент вновь опускают в скважину, и измерительный трос натягивается.
Согласно следующему предпочтительному примеру осуществления для возведения сваи в грунте буровую скважину заполняют затвердевающей средой. Для возведения стены из буронабивных свай могут быть разработаны и заполнены затвердевающей средой множество перекрывающихся смежных свай.
В отношении системы по изобретению предпочтительно измерительное тело содержит тело, диаметр которого соответствует диаметру буровой скважины. Это обеспечивает возможность ввода измерительного тела подходящим образом и его выравнивания в буровой скважине. Под подходящим или определенным положением измерительного тела имеется в виду такое его положение, при котором за счет контакта со стенкой скважины измерительное тело занимает определенное положение в поперечном сечении, в частности, центрировано так, что на основании положения измерительного тела можно непосредственно сделать заключение о соответствующем участке буровой скважины.
Измерительный трос может быть натянут, например, за счет того, что несущее устройство содержит мачту и салазки, установленные на мачте с возможностью перемещения, а точка шарнирного крепления измерительного троса расположена на салазках, установленных с возможностью перемещения вдоль мачты. При этом, например, за счет перемещения салазок вверх вдоль мачты трос может быть натянут между точкой шарнирного крепления на салазках и противоположной точкой шарнирного крепления на измерительном теле. Точка шарнирного крепления на салазках может быть образована, например, фиксированной точкой, направляющим блоком или лебедкой.
Предпочтительно имеющие возможность перемещения вдоль мачты салазки оснащены приводом бурильной колонны во вращение. Предпочтительно точка шарнирного крепления измерительного троса предусмотрена на не вращающейся части салазок, например, на основном каркасе салазок или на корпусе бурильного привода.
Согласно изобретению ввод измерительного тела в буровую скважину может быть упрощен путем того, что несущее устройство содержит мачту, мачта установлена на базе с возможностью поворота, и посредством поворота мачты на оси буровой скважины может по выбору быть расположен или бурильный инструмент для разработки буровой скважины, или отдельное измерительное тело. Базой несущего устройства может быть, например, несущее транспортное средство, которое может перемещаться по поверхности грунта.
В следующем предпочтительном примере выполнения системы по изобретению измерительное тело образовано приводимым во вращение бурильным инструментом. При этом измерительный трос может быть закреплен непосредственно на приводимом во вращение бурильном инструменте, причем измерение буровой скважины предпочтительно производится при неподвижном состоянии бурильного инструмента. Для цели измерения буровой скважины вначале бурильный инструмент может быть выведен из скважины. Затем на бурильном инструменте может быть закреплен измерительный трос, и для выполнения измерения бурильный инструмент вновь опускают в буровую скважину. Для этого измерительный трос предпочтительно может закрепляться на бурильном инструменте съемным образом, то есть временно.
Согласно следующему предпочтительному примеру выполнения предусмотрена лебедка для приема измерительного троса. Лебедка может находиться на несущем устройстве, в частности, на его базе или на мачте, или же на отдельном устройстве рядом с несущим устройством. На мачте лебедка может быть укреплена с помощью поперечины. Помимо надежного приема измерительного троса, в частности, между отдельными циклами измерений буровой скважины или во время процесса бурения, лебедка обеспечивает также возможность надежного натяжения измерительного троса путем наматывания троса на лебедку.
Согласно следующему предпочтительному примеру выполнения измерительный трос направляется по направляющему блоку. Благодаря этому измерительный трос может направляться, например, от тросовой лебедки через направляющий блок на салазках к оси буровой скважины. При этом направляющий блок на салазках образует точку шарнирного крепления измерительного троса на салазках.
В предпочтительном решении по развитию изобретения измерительный аппарат находится на поверхности или над поверхностью грунта со свободным обзором измерительного троса. Измерительный аппарат пеленгует измерительный трос и определяет положение троса в пространстве, по меньшей мере, по двум величинам измерения. Две точки измерений находятся на различных высотах над поверхностью грунта.
В соответствии с изобретением предпочтительно для измерения угла и расстояний используется измерительный аппарат, который позволяет выполнять измерения в вертикальном и горизонтальном направлениях и дополнительно измерение расстояний (дальности). Предпочтительно в качестве измерительного аппарата используется тахеометр. Тахеометр выполняет оптическое наблюдение за измерительным тросом.
Для определения положения запеленгованной точки троса измерительный аппарат посылает электромагнитный луч, например, световой луч, который отражается от запеленгованной точки троса. В принципе точкой троса может быть любая точка на измерительном тросе. Измерение расстояния от точки троса до измерительного аппарата производится, например, путем измерения времени распространения луча или сдвига фаз. Кроме того, определяется угол направленного на точку троса луча относительно заданной опорной оси. Посредством выполненного таким образом измерения расстояний и угла может определяться положение запеленгованной точки троса в пространстве. Определение положения, по меньшей мере, еще одной точки троса осуществляется таким же образом.
Предпочтительно световым лучом является свет инфракрасной области, предпочтительно лазерный луч. Для пеленгования точек троса может производиться наблюдение, например, за серединой троса, например, с помощью перекрестия нитей тахеометра. Предпочтительно пеленгование производится только после достижения тросом состояния покоя, то есть при по возможности неподвижных тросах.
Краткий перечень чертежей
Далее изобретение будет описано на основании предпочтительных примеров осуществления со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи. На чертежах:
фиг.1 изображает систему по изобретению в первом примере выполнения и
фиг.2 изображает систему по изобретению во втором примере выполнения.
Осуществление изобретения
На чертежах одинаковые или эквивалентные компоненты обозначены одними и теми же номерами позиций.
На фиг.1 система 10 по изобретению, предназначенная для разработки и измерения буровой скважины 60, представлена в первом примере выполнения. Система содержит несущее устройство 12, в частности, бурильную машину, с базой 14, мачтой 20 и салазками 30. В представленном примере выполнения база 14 образована несущим транспортным средством и содержит нижнюю тележку 16 и верхнюю тележку 18, установленную на нижней тележке 16 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.
Мачта 20 установлена на базе 14 с возможностью поворота. Вдоль оси 22 мачты предусмотрены направляющие 24, в которых направляются подвижные салазки 30. Салазки 30 содержат бурильный привод 32 с корпусом 34. Бурильная колонна 36, на нижнем конце которой расположен бурильный инструмент 38, приводится во вращение бурильным приводом 32.
Между несущим устройством 12 и бурильным инструментом 38 натянут измерительный трос 40. Измерительный трос 40 направляется от лебедки 28 на базе 14 несущего устройства 12 по направляющему блоку 26 на салазках 30 к бурильному инструменту 38. Направляющий блок 26 находится на бурильном приводе 32, который представляет собой, в частности, силовую вращающуюся головку и образует верхнюю точку 31 шарнирного крепления измерительного троса 40. На бурильном инструменте 38 предусмотрена нижняя точка 39 шарнирного крепления. От направляющего блока 26 измерительный трос 40 идет вниз. Прямая соединительная линия между верхней точкой 31 шарнирного крепления и нижней точкой 39 шарнирного крепления проходит параллельно бурильной трубе или бурильной колонне 36. Измерительный трос 40 может представлять собой, в частности, стальной трос. В принципе могут быть предусмотрены также несколько измерительных тросов 40, в особенности два измерительных троса 40, как схематично показано на фиг.1 справа от бурильной колонны.
На удалении от несущего устройства 12 над поверхностью 58 грунта расположен измерительный аппарат 50, который может быть, в частности, тахеометром. С помощью измерительного аппарата 50 может вестись наблюдение, в частности, оптическое наблюдение за точками 42 тросов и могут определяться их пространственные положения в качестве величин измерения. Измерительные точки 42 или точки 42 тросов находятся над поверхностью грунта, то есть за пределами буровой скважины или над ней.
Путем определения пространственного положения, по меньшей мере, двух точек 42 троса на измерительном тросе 40 может быть вычислен вектор 46, на продолжении которого находится точка 39 шарнирного крепления измерительного троса 40 к бурильному инструменту 38. При известности положения бурильного инструмента 38 по глубине совместно с определенными точками 42 троса может быть определено точное положение бурильного инструмента 38.
В примере осуществления по фиг.1 бурильный инструмент 38 образует измерительное тело 48 для измерения буровой скважины 60. Бурильный инструмент 38 или, соответственно, измерительное тело 48 прилегает к стенке 62 буровой скважины 60. Поэтому бурильный инструмент 38 или, соответственно, измерительное тело 48 расположено в поперечном сечении буровой скважины 60 «подходящим» образом, то есть в определенном положении. Таким образом, при известности положения бурильного инструмента 38 или измерительного тела 48 можно делать выводы о положении соответствующего участка буровой скважины.
Для контроля измерения между двумя точками 42 троса, которые называются также измерительными точками, может быть задана дополнительная точка 42 троса в качестве контрольной измерительной точки 44. Если все точки 42 тросов лежат на одной прямой линии, можно исходить из того, что ход измерительного троса 40 является в целом прямым.
На месте строительства в качестве опорной системы может быть устроена стационарная координатная система строительного участка. Предпочтительно положение измерительного аппарата 50 относительно этой координатной системы известно. Координатная система строительного участка может иметь одну или несколько фиксированных точек в качестве опорных точек. Предпочтительно могут быть определены положения точек 42 измерительного троса 40 относительно координатной системы строительного участка. При этом может быть вычислено пространственное положение бурильного инструмента 38 или измерительного тела 48 по отношению к координатной системе строительного участка. Это обеспечивает возможность точного измерения разрабатываемой буровой скважины 60.
Для разработки и измерения буровой скважины 60 применительно к примеру осуществления по фиг.1 могут быть проведены следующие этапы способа:
1. Вначале разрабатывают, по меньшей мере, частичную область буровой скважины 60 посредством привода во вращение бурильной колонны 36, на которой находится бурильный инструмент 38.
2. Операцию бурения заканчивают.
3. Измерительный трос 40 закрепляют на бурильном инструменте 38, например, на бурильном шнеке или на бурильном ковше.
4. Бурильный инструмент 38 вводят в буровую скважину 60 до предусмотренной глубины измерения.
5. При отсутствии помех натягивают измерительный трос 40.
6. Посредством измерений угла и расстояний с помощью измерительного аппарата 50 определяют положения, по меньшей мере, двух отстоящих друг от друга точек 42 измерительного троса 40.
7. Бурильный инструмент 38 выводят из буровой скважины 60.
8. Измерительный трос 40 снимают с точки 39 жесткого или шарнирного крепления к бурильному инструменту 38.
9. Процесс бурения может быть продолжен.
Таким образом, производится измерение, по меньшей мере, одного измерительного троса 40 выше буровой скважины 60, по меньшей мере, в двух точках. Образованный между этими двумя точками вектор 46 переносится на действительную глубину бурения. При этом может быть получено смещение от начала бурения до глубины измерения. Направляемый вниз от направляющего блока 26 измерительный трос 40 закрепляют на бурильном инструменте 38 в точке удержания или в точке шарнирного крепления 39 только для целей измерения хода бурильного инструмента.
Система по изобретению во втором примере осуществления представлена на фиг.2. В этом примере в отличие от предыдущего дополнительно к бурильному инструменту 38 используется отдельное измерительное тело 48, которое может быть выполнено, в частности, в виде цилиндрического тела. Измерительное тело 48 образовано в качестве измерительного снаряда для того, чтобы измерительный трос 40 был расположен в буровой скважине 60 на желаемой глубине измерения, по меньшей мере, примерно по центру. Точка 39 шарнирного крепления измерительного троса 40 занимает центральное положение на измерительном теле 48. Бурильный привод 32 отводят посредством поворота от оси буровой скважины, так что отдельное измерительное тело 48 может быть введено в бурильную скважину 60.
На фиг.2 показаны ось 22 мачты в повернутом состоянии и бурильный привод 32, выведенный и отведенный от оси буровой скважины. Измерительное тело 48 подвешено с помощью измерительного троса 40 к точке 31 шарнирного крепления на мачте 20. Точка 31 шарнирного крепления находится рядом или смещена от оси вращения бурильной колонны 36.
Для разработки и измерения буровой скважины 60 применительно к примеру осуществления по фиг.2 могут быть проведены следующие этапы способа:
1. Посредством привода во вращение бурильной колонны 36, на которой находится бурильный инструмент 38, разрабатывают, по меньшей мере, частичную область буровой скважины 60.
2. Операцию бурения заканчивают и бурильный инструмент 38 выводят из буровой скважины 60.
3. Бурильный привод 32 отворачивают от оси буровой скважины.
4. Подвешенное на измерительном тросе 40 измерительное тело 48 поворачивают в положение на оси буровой скважины.
5. Измерительное тело 48 вводят в буровую скважину 60 до предусмотренной глубины измерения.
6. Посредством измерений угла и расстояний с помощью измерительного аппарата 50 определяют положения, по меньшей мере, двух отстоящих друг от друга точек 42 измерительного троса 40.
7. Измерительное тело выводят из буровой скважины 60 и отводят от оси буровой скважины.
8. Бурильный привод 31 поворачивают до положения на оси буровой скважины.
9. Процесс бурения может быть продолжен.
Для измерения нескольких участков буровой скважины указанные этапы могут быть повторены на различных глубинах измерения измерительного тела 48. За счет измерения, по меньшей мере, двух точек буровой скважины 60 на различных глубинах может быть определен ход буровой скважины 60 и, в частности, установлено ее отклонение от вертикали. Верхняя глубина измерения предпочтительно находится в области начала бурения, то есть в верхней области буровой скважины 60 вблизи поверхности 58 грунта.
Для вычисления положения измерительного тела 48 или бурильного инструмента 38 на основе точек 42 троса предусмотрено устройство 70 обработки данных.
Claims (14)
1. Способ разработки и измерения буровой скважины (60) в грунте, отличающийся тем, что
- разрабатывают буровую скважину (60) посредством бурения бурильным инструментом (38),
- между точкой (31) шарнирного крепления на несущем устройстве (12) для бурильного инструмента (38) над поверхностью (58) грунта и измерительным телом (48) в буровой скважине (60) натягивают, по меньшей мере, один измерительный трос (40), причем бурильный инструмент (38) и измерительное тело (48) удерживаются несущим устройством,
- измерительное тело (48) вводят вдоль оси скважины и опускают в буровую скважину (60) в грунте, причем измерительное тело (48) содержит тело, диаметр которого соответствует диаметру буровой скважины (60), и находится в контакте со стенкой (62) буровой скважины,
- посредством измерений угла и расстояний при помощи измерительного аппарата (50) определяют положения, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек (42) натянутого измерительного троса (40) и
- на основе установленных положений точек (42) троса при помощи устройства (70) обработки данных определяют положение измерительного тела (48) в буровой скважине (60) в качестве меры измерения положения буровой скважины (60).
- разрабатывают буровую скважину (60) посредством бурения бурильным инструментом (38),
- между точкой (31) шарнирного крепления на несущем устройстве (12) для бурильного инструмента (38) над поверхностью (58) грунта и измерительным телом (48) в буровой скважине (60) натягивают, по меньшей мере, один измерительный трос (40), причем бурильный инструмент (38) и измерительное тело (48) удерживаются несущим устройством,
- измерительное тело (48) вводят вдоль оси скважины и опускают в буровую скважину (60) в грунте, причем измерительное тело (48) содержит тело, диаметр которого соответствует диаметру буровой скважины (60), и находится в контакте со стенкой (62) буровой скважины,
- посредством измерений угла и расстояний при помощи измерительного аппарата (50) определяют положения, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек (42) натянутого измерительного троса (40) и
- на основе установленных положений точек (42) троса при помощи устройства (70) обработки данных определяют положение измерительного тела (48) в буровой скважине (60) в качестве меры измерения положения буровой скважины (60).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между измерительным телом (48) и несущим устройством (12) натягивают, по меньшей мере, два измерительных троса (40).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения хода буровой скважины (60) определяют, по меньшей мере, два положения измерительного тела (48) на различных глубинах в буровой скважине (60).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно к положениям точек (42) троса определяют положение измерительного тела (48) по глубине.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что
- бурильный инструмент (38), используемый для разработки буровой скважины (60), выводят из буровой скважины (60) и
- после вывода из буровой скважины (60) бурильный инструмент (38) отворачивают от оси буровой скважины, а отдельное измерительное тело (48) поворачивают в положение на оси буровой скважины.
- бурильный инструмент (38), используемый для разработки буровой скважины (60), выводят из буровой скважины (60) и
- после вывода из буровой скважины (60) бурильный инструмент (38) отворачивают от оси буровой скважины, а отдельное измерительное тело (48) поворачивают в положение на оси буровой скважины.
6. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что измерительное тело (48) образовано бурильным инструментом (38), используемым для разработки буровой скважины (60).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что
- бурильный инструмент (38) выводят из буровой скважины (60), после чего
- измерительный трос (40) закрепляют на бурильном инструменте (38), и бурильный инструмент (38) с закрепленным на нем измерительным тросом (40) вновь опускают в буровую скважину (60) для измерения буровой скважины (60).
- бурильный инструмент (38) выводят из буровой скважины (60), после чего
- измерительный трос (40) закрепляют на бурильном инструменте (38), и бурильный инструмент (38) с закрепленным на нем измерительным тросом (40) вновь опускают в буровую скважину (60) для измерения буровой скважины (60).
8. Система для разработки и измерения буровой скважины (60) в грунте, в особенности для осуществления способа по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что
- предусмотрен приводимый во вращение бурильный инструмент (38) для разработки буровой скважины (60),
- предусмотрено измерительное тело (48), выполненное с возможностью введения подходящим образом и опускания в буровую скважину (60), причем измерительное тело (48) находится в контакте со стенкой (62) буровой скважины,
- предусмотрен измерительный трос (40), выполненный с возможностью натяжения между точкой (31) шарнирного крепления на несущем устройстве (12) над поверхностью (58) грунта и измерительным телом (48) в буровой скважине (60),
- предусмотрен измерительный аппарат (50), выполненный с возможностью определения посредством измерений угла и расстояний положений, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек (42) измерительного троса (40), и
- предусмотрено устройство (70) обработки данных, выполненное с возможностью определения на основе установленных положений точек (42) троса положения измерительного тела (48) в буровой скважине (60) в качестве меры измерения положения буровой скважины (60).
- предусмотрен приводимый во вращение бурильный инструмент (38) для разработки буровой скважины (60),
- предусмотрено измерительное тело (48), выполненное с возможностью введения подходящим образом и опускания в буровую скважину (60), причем измерительное тело (48) находится в контакте со стенкой (62) буровой скважины,
- предусмотрен измерительный трос (40), выполненный с возможностью натяжения между точкой (31) шарнирного крепления на несущем устройстве (12) над поверхностью (58) грунта и измерительным телом (48) в буровой скважине (60),
- предусмотрен измерительный аппарат (50), выполненный с возможностью определения посредством измерений угла и расстояний положений, по меньшей мере, двух вертикально отстоящих друг от друга точек (42) измерительного троса (40), и
- предусмотрено устройство (70) обработки данных, выполненное с возможностью определения на основе установленных положений точек (42) троса положения измерительного тела (48) в буровой скважине (60) в качестве меры измерения положения буровой скважины (60).
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что измерительное тело (48) содержит тело, диаметр которого соответствует диаметру буровой скважины (60).
10. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что
несущее устройство (12) содержит мачту (20) и салазки (30), установленные на мачте (20) с возможностью перемещения, и
точка (31) шарнирного крепления для измерительного троса (40) расположена на салазках (30), установленных с возможностью перемещения вдоль мачты (20).
несущее устройство (12) содержит мачту (20) и салазки (30), установленные на мачте (20) с возможностью перемещения, и
точка (31) шарнирного крепления для измерительного троса (40) расположена на салазках (30), установленных с возможностью перемещения вдоль мачты (20).
11. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что
несущее устройство (12) содержит мачту (20),
мачта установлена на базе (14) с возможностью поворота и
посредством поворота мачты (20) на оси буровой скважины (60) может по выбору быть расположен или бурильный инструмент (38) для разработки буровой скважины (60), или отдельное измерительное тело (48).
несущее устройство (12) содержит мачту (20),
мачта установлена на базе (14) с возможностью поворота и
посредством поворота мачты (20) на оси буровой скважины (60) может по выбору быть расположен или бурильный инструмент (38) для разработки буровой скважины (60), или отдельное измерительное тело (48).
12. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что измерительное тело (48) образовано приводимым во вращение бурильным инструментом (38).
13. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что предусмотрена лебедка (28) для приема измерительного троса (40).
14. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что измерительный трос (40) направляется по направляющему блоку (26).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12005850.8A EP2698499B1 (de) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Verfahren und Vorrichtung zum Erstellen und Vermessen eines Bohrloches |
EP12005850.8 | 2012-08-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013134744A RU2013134744A (ru) | 2015-01-27 |
RU2570688C2 true RU2570688C2 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=46796235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134744/03A RU2570688C2 (ru) | 2012-08-13 | 2013-07-25 | Способ и система для разработки и измерения буровой скважины |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9464518B2 (ru) |
EP (1) | EP2698499B1 (ru) |
CA (1) | CA2821150C (ru) |
ES (1) | ES2525921T3 (ru) |
HK (1) | HK1189642A1 (ru) |
MY (1) | MY166248A (ru) |
RU (1) | RU2570688C2 (ru) |
SG (1) | SG2013056718A (ru) |
TW (1) | TWI513893B (ru) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106574480B (zh) | 2014-05-20 | 2019-06-07 | 长年Tm公司 | 钢缆***及其使用方法 |
EP3865818A1 (de) | 2020-02-13 | 2021-08-18 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Reflektorvorrichtung für eine tachymeter-messanordnung und messverfahren |
CN112780261B (zh) * | 2021-01-18 | 2023-07-07 | 北京三一智造科技有限公司 | 一种长螺旋钻机的测深方法、测深装置及测深设备 |
EP4063568B1 (de) | 2021-03-23 | 2023-10-04 | BAUER Maschinen GmbH | Messanordnung und abtragsvorrichtung mit einer messanordnung |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1911645A (en) * | 1930-07-08 | 1933-05-30 | John W Peterson | Chart reading apparatus |
US1999201A (en) * | 1930-02-10 | 1935-04-30 | Sullivan Machinery Co | Surveying method and apparatus |
SU135050A1 (ru) * | 1960-08-01 | 1960-11-30 | М.В. Домонтович | Устройство дл замера кривизны и корректировки оси буровых скважин больших диаметров |
SU866195A1 (ru) * | 1977-04-25 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я М-5703 | Устройство дл контрол пр молинейности оси шахтного ствола в процессе его проходки |
SU1234607A1 (ru) * | 1984-10-05 | 1986-05-30 | Предприятие П/Я М-5703 | Способ измерени кривизны стенок ствола |
SU1768752A1 (ru) * | 1990-06-12 | 1992-10-15 | Do I Pk I Avtom Gornykh Mashin | Способ определения координат исполнительного органа буровой установки при проходке стволов 2 |
RU2291397C1 (ru) * | 2005-04-12 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный специализированный проектный институт" (ФГУП "ГСПИ") | Строительный инклинометр |
CN102418515A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-18 | 中铁上海工程局市政工程有限公司 | 一种采用垂准仪进行竖井定向测量的方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2675627A (en) * | 1951-08-28 | 1954-04-20 | William H D Hinchman | Surveying apparatus |
DE927383C (de) * | 1952-10-28 | 1955-05-09 | Svenska Diamantbergborrnings A | Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung und Richtung von Bohrloechern im Erdboden |
FR1533355A (fr) * | 1967-06-06 | 1968-07-19 | Travaux Souterrains | Machine de forage de tunnel en continu à contrôle et réglage permanent de sa trajectoire |
US4171578A (en) * | 1977-01-28 | 1979-10-23 | Sperry-Sun, Inc. | Borehole tool |
US4610005A (en) * | 1980-06-19 | 1986-09-02 | Dresser Industries, Inc. | Video borehole depth measuring system |
US4812977A (en) | 1986-12-31 | 1989-03-14 | Sundstrand Data Control, Inc. | Borehole survey system utilizing strapdown inertial navigation |
GB8719154D0 (en) * | 1987-08-13 | 1987-09-23 | Coal Industry Patents Ltd | Optically measuring relative angular movement |
US5204731A (en) * | 1989-12-04 | 1993-04-20 | Sokkisha Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring the coordinates of a surveyed point |
US5107705A (en) * | 1990-03-30 | 1992-04-28 | Schlumberger Technology Corporation | Video system and method for determining and monitoring the depth of a bottomhole assembly within a wellbore |
DE19960036C1 (de) | 1999-12-13 | 2001-07-05 | Keller Grundbau Gmbh | Verfahren zum Vermessen eines Bohrloches |
EP1640507A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-03-29 | BAUER Maschinen GmbH | Pfahlbohrwerkzeug |
US8218826B2 (en) * | 2006-05-19 | 2012-07-10 | Schlumberger Technology Corporation | Integrated measurement based on an optical pattern-recognition |
TW201005154A (en) * | 2008-07-21 | 2010-02-01 | jun-wen Wang | Measuring and positioning method of top-down construction steel column and structure thereof |
KR101056768B1 (ko) * | 2008-12-22 | 2011-08-12 | 한국지질자원연구원 | 공내 장치 견인줄 유도 거치대 |
EP3255239A1 (de) | 2010-04-16 | 2017-12-13 | BAUER Maschinen GmbH | Baumaschine mit rechnereinheit zum ermitteln eines verstellbereichs |
EP2511659A1 (de) * | 2011-04-14 | 2012-10-17 | Hexagon Technology Center GmbH | Geodätisches Markierungssystem zur Markierung von Zielpunkten |
CN102287182B (zh) * | 2011-06-24 | 2014-12-24 | 北京市三一重机有限公司 | 旋挖钻机的钻孔监测***及其监测方法 |
-
2012
- 2012-08-13 ES ES12005850.8T patent/ES2525921T3/es active Active
- 2012-08-13 EP EP12005850.8A patent/EP2698499B1/de active Active
-
2013
- 2013-07-17 CA CA2821150A patent/CA2821150C/en active Active
- 2013-07-23 TW TW102126244A patent/TWI513893B/zh active
- 2013-07-24 US US13/950,162 patent/US9464518B2/en active Active
- 2013-07-25 SG SG2013056718A patent/SG2013056718A/en unknown
- 2013-07-25 RU RU2013134744/03A patent/RU2570688C2/ru active
- 2013-08-13 MY MYPI2013002971A patent/MY166248A/en unknown
-
2014
- 2014-03-21 HK HK14102829.7A patent/HK1189642A1/xx unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1999201A (en) * | 1930-02-10 | 1935-04-30 | Sullivan Machinery Co | Surveying method and apparatus |
US1911645A (en) * | 1930-07-08 | 1933-05-30 | John W Peterson | Chart reading apparatus |
SU135050A1 (ru) * | 1960-08-01 | 1960-11-30 | М.В. Домонтович | Устройство дл замера кривизны и корректировки оси буровых скважин больших диаметров |
SU866195A1 (ru) * | 1977-04-25 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я М-5703 | Устройство дл контрол пр молинейности оси шахтного ствола в процессе его проходки |
SU1234607A1 (ru) * | 1984-10-05 | 1986-05-30 | Предприятие П/Я М-5703 | Способ измерени кривизны стенок ствола |
SU1768752A1 (ru) * | 1990-06-12 | 1992-10-15 | Do I Pk I Avtom Gornykh Mashin | Способ определения координат исполнительного органа буровой установки при проходке стволов 2 |
RU2291397C1 (ru) * | 2005-04-12 | 2007-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный специализированный проектный институт" (ФГУП "ГСПИ") | Строительный инклинометр |
CN102418515A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-04-18 | 中铁上海工程局市政工程有限公司 | 一种采用垂准仪进行竖井定向测量的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI513893B (zh) | 2015-12-21 |
HK1189642A1 (en) | 2014-06-13 |
TW201410958A (zh) | 2014-03-16 |
US9464518B2 (en) | 2016-10-11 |
EP2698499B1 (de) | 2014-11-05 |
CA2821150A1 (en) | 2014-02-13 |
MY166248A (en) | 2018-06-22 |
US20140041447A1 (en) | 2014-02-13 |
RU2013134744A (ru) | 2015-01-27 |
SG2013056718A (en) | 2014-03-28 |
EP2698499A1 (de) | 2014-02-19 |
ES2525921T3 (es) | 2015-01-02 |
CA2821150C (en) | 2016-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101983096B1 (ko) | 보어홀 시험 장치 | |
RU2570688C2 (ru) | Способ и система для разработки и измерения буровой скважины | |
JP5990495B2 (ja) | 場所打ち杭の支持層貫入検知装置 | |
US6526818B1 (en) | Seabed analysis | |
JP6307177B2 (ja) | 水体の床の地盤試料を取得及び分析する水中掘削装置 | |
US20120193144A1 (en) | Magnetic ranging system for controlling a drilling process | |
CN109440838A (zh) | 钻孔桩成孔质量检测方法 | |
CN103711487B (zh) | 凿岩设备和定位凿岩单元的方法 | |
JP2020190184A (ja) | 掘削中に掘削ツールの位置を特定するための装置および方法 | |
RU2394986C2 (ru) | Автоматическое определение положения бурильной колонны | |
BR112021007282A2 (pt) | usina para conduzir operações em relação a um furo | |
US20180313200A1 (en) | Underground barrier for detecting hollows and a method of use thereof | |
CN213148378U (zh) | 一种地质勘察测量装置 | |
CN108241174A (zh) | 一种深埋金属管线的探测方法 | |
CN106337653B (zh) | 一种竖向钻孔***孔钻取装置及方法 | |
JP6696934B2 (ja) | 地面から杭要素を引き抜くための方法及び装置 | |
CN206205786U (zh) | 一种竖向钻孔***孔钻取装置 | |
KR100409048B1 (ko) | 불연속면의 방향성 측정용 시추장치 | |
CN111060349A (zh) | 一种井下智能钻孔测距、防尘定点取样装置及其工作方法 | |
JP6481945B2 (ja) | 地盤強度計測方法 | |
CN211287667U (zh) | 一种倾斜测量结构 | |
RU2254418C1 (ru) | Установка для прокалывания пилотной скважины | |
FI126731B (fi) | Laitteisto maaperän tutkimiseksi | |
WO1982002417A1 (en) | Method and device for changing the direction of a drill hole | |
KR101360652B1 (ko) | 시추공조사용 도르래 장치 |