RU2574647C1 - Способ бесконтактной телеметрии скважин и телеметрическая система для его реализации - Google Patents
Способ бесконтактной телеметрии скважин и телеметрическая система для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574647C1 RU2574647C1 RU2014142220/03A RU2014142220A RU2574647C1 RU 2574647 C1 RU2574647 C1 RU 2574647C1 RU 2014142220/03 A RU2014142220/03 A RU 2014142220/03A RU 2014142220 A RU2014142220 A RU 2014142220A RU 2574647 C1 RU2574647 C1 RU 2574647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- telemetry
- information
- small
- downhole tool
- cable
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области геофизических измерений в стволе скважины, в частности к системам телеметрии скважин между наземным блоком управления и скважинным оборудованием, размещенным в стволе скважины, проходящей через геологический пласт. Техническим результатом является обеспечение точного и надежного обмена информацией между скважинным оборудованием и наземными системами регистрации и управления без «мокрого» контакта геофизического кабеля со скважинным прибором. Предложен способ бесконтактной телеметрии скважин, включающий операции передачи и считывания спектра информации между наземной системой регистрации и управления и комплексным скважинным прибором посредством промежуточного приемо-передающего устройства, спускаемого на геофизическом кабеле и стыкующегося со скважинным устройством. При этом приемо-передающее устройство предварительно оснащают малогабаритной антенной и преобразователем спектра сигналов, скважинное устройство оснащают ответной малогабаритной антенной и ответным преобразователем спектра сигналов для передачи информации. Причем передачу информации осуществляют по кабельно-магнитному каналу связи, при этом считываемый и передаваемый в коде Манчестер-2 спектр информации между приемо-передающим устройством и комплексным скважинным устройством в процессе работы переносят в высокочастотную область и обратно. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области геофизических измерений в стволе скважины, а именно к телеметрическим системам передачи сигналов между наземным блоком управления и скважинным инструментом (устройством), размещенным в стволе скважины, проходящей через геологический пласт.
Описание уровня техники
Телеметрические системы, используемые для анализа и управления работами в стволе скважины, позволяют более эффективно управлять бурильной системой и осуществлять сбор и передачу информации для анализа свойств пласта и других факторов, влияющих на бурение. Различные телеметрические устройства позволяют осуществлять измерение и каротаж данных и передавать такие данные на наземную систему управления. Существуют различные подходы к передаче данных между скважинной и наземной аппаратурой. Несмотря на развитие и усовершенствование телеметрических устройств, для работ в стволе скважины сохраняется необходимость в обеспечении дополнительной надежности и возможностей канала связи телеметрии.
Как и любое скважинное устройство, телеметрические системы имеют свои слабые места и функциональные ограничения.
Так применение в качестве канала передачи информации каротажного кабеля с прямой связью невозможно в процессе бурения и на буровых трубах. Для этих целей используется каротажный кабель с «мокрым» концом, однако этот вариант отличается низкой надежностью.
Применение электромагнитного канала связи по породе скважины зависит от геолого-технологических условий и, соответственно, имеет низкую надежность.
Известные линии связи телесистем порой бывает трудно проводить через скважинные устройства (например, бурильные ясы). Соединения, используемые в линиях связи, подвергаются неблагоприятным воздействиям скважинной среды, вибрациям, экстремальным давлениям и температурам
Широкое применение в процессе бурения имеет гидравлический канал связи, но его возможности ограничены односторонней линией связи, низкой скоростью передачи (не более 100 Гц), специальными требованиями к буровому раствору и сложностью в эксплуатации. Аналогичные недостатки имеет также акустический канал связи.
Таким образом сохраняется необходимость в наличии телеметрических систем, способных обеспечивать простоту и надежность работы и быть совместимыми с различными инструментами и компоновками низа бурильной колонны.
Известна телеметрическая система и способ телеметрии в стволе скважины (РФ. патент №2444622, E21B 47/12, 2012), содержащая телеметрическую систему бурильной колонны для связи с наземной аппаратурой и гибридную телеметрическую систему для связи телеметрической системы бурильной колонны со скважинным инструментом, выполненную в виде удлиненного элемента (кабеля, специализированной трубы) с верхним и нижним соединителями на концах, стыкующимися с телеметрической системой бурильной колонны и со скважинным устройством соответственно.
Телеметрическая система обеспечивает успешный обход стабилизаторов, ясов, утяжелителей, расположенных в компоновке низа бурильной колонны, и проводит сигналы меду соседними компонентами измерительного комплекса и наземной аппаратурой, что позволяет применять различные каналы передачи данных. При этом наличие гибридной телеметрической системы усложняет конструкцию, увеличивая ее громоздкость, а также усложняет электронные схемы наземной аппаратуры, обеспечивающей управление процессом измерений, прием и преобразование получаемых параметров, и, соответственно, усложняет методику обработки информации.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности и быстродействия передачи параметров телеизмерительной системы посредством обеспечения комбинированного канала двухсторонней связи между скважинным прибором и наземной аппаратурой.
Поставленная задача решается следующим способом.
В соответствии со способом бесконтактной телеметрии скважин, включающим операции передачи и считывания спектра информации между наземной системой регистрации и управления и комплексным скважинным прибором посредством промежуточного приемо-передающего устройства, спускаемого на геофизическом кабеле и стыкующегося с комплексным скважинным прибором, согласно изобретению промежуточное приемо-передающее устройство предварительно оснащают малогабаритной антенной и преобразователем спектра сигналов, комплексный скважинный прибор оснащают ответной малогабаритной антенной и ответным преобразователем спектра сигналов, и осуществляют передачу информации по беспроводному кабельно-магнитному каналу связи. При этом считываемый и передаваемый в коде Манчестер-2 спектр информации между промежуточным приемо-передающим устройством и комплексным скважинным прибором в процессе работы переносят в высокочастотную область и обратно.
Для реализации предложенного способа бесконтактной телеметрии скважин в телеметрической системе, содержащей наземную систему регистрации и управления, комплексный скважинный прибор с посадочным гнездом на верхнем конце и спускаемое на геофизическом кабеле промежуточное приемо-передающее устройство, входящее свободным концом в посадочное гнездо комплексного скважинного прибора, согласно изобретению промежуточное приемо-передающее устройство оснащено малогабаритной антенной и преобразователем спектра сигналов, а комплексный скважинный прибор оснащен ответной малогабаритной антенной и ответным преобразователем спектра сигналов, установленными в корпусе комплексного скважинного прибора в непосредственной близости к посадочному гнезду.
Предложенные способ бесконтактной телеметрии скважин и телеметрическая система для его реализации имеют следующие преимущества по сравнению с известными, а именно:
применение предложенного способа бесконтактной телеметрии скважин посредством беспроводного бесконтактного комбинированного канала связи наземной системы регистрации и управления со скважинным прибором
- обеспечивает повышение скорости, точности и надежности обмена информацией между ними без изменения конструкции;
- исключает влияние сопутствующих факторов (шумы, состояние среды и т.п.) на точность передаваемых параметров;
- делает коммуникацию более надежной по сравнению с использованием соединений типа «мокрый контакт».
Телеметрическая система для реализации предложенного способа бесконтактной телеметрии скважин имеет следующие преимущества, по сравнению с известными:
- оснащение промежуточного приемо-передающего устройства и комплексного скважинного прибора антеннами обеспечивает возможность бесконтактной связи наземного блока управления со скважинным прибором, повышая тем самым надежность связи между ними и точность передаваемой информации;
- оснащение антенн преобразователями спектра сигналов обеспечивает возможность переноса передаваемого в коде Манчестер-2 спектра информации в высокочастотную область и обратно, что позволяет значительно уменьшить габариты антенн до значений, не превышающих размеров посадочного гнезда комплексного скважинного прибора;
- наличие съемного промежуточного приемо-передающего устройства на геофизическом кабеле с бесконтактным соединением повышает оперативность исследований, сокращает время простоя скважины, так как обеспечивает возможность передачи информации непосредственно в процессе работы комплексного скважинного прибора, размещаемого на буровом инструменте или на буровых трубах, без остановки скважины.
На чертеже показана схема телеметрической системы для реализации способа бесконтактной телеметрии скважин.
Телеметрическая система представляет собой комплекс из наземной системы регистрации и управления 1, связанного с ней посредством каротажного кабеля 2 промежуточного приемо-передающего устройства 3 и комплексного скважинного прибора 4, размещаемого в скважине на буровом инструменте или на трубах (не показано). Комплексный скважинный прибор 4 в верхней части оснащен посадочным гнездом 5 для стыковки с приемо-передающим устройством 3. Приемо-передающее устройство 3 оснащено малогабаритной антенной 6 и преобразователем спектра сигналов 8, а комплексный скважинный прибор оснащен малогабаритной антенной 7 и преобразователем спектра сигналов 9, установленными в корпусе скважинного прибора в области посадочного гнезда 5.
На практике к каротажному кабелю 2 подключается приемо-передающее устройство 3, оснащенное преобразователем 8 спектра сигналов и антенной 6. При спуске в скважину приемо-передающее устройство 3 входит в посадочное гнездо 5 комплексного скважинного прибора 4 и фиксируется в нем под действием собственной силы тяжести. Посадочное гнездо 5 фиксирует геофизический кабель 4, обеспечивая связь между антеннами 6 и 8. В процессе работы телеметрической системы спектр передаваемых и принимаемых в коде Манчестер -2 сигналов между наземными системами регистрации и управления 1 и комплексным скважинным прибором 4 переносится посредством преобразователей 8 и 9 в спектр радиочастот (5-10 МГц), который излучается антеннами 6 и 7 соответственно. Поскольку антенны 6 и 7 находятся на минимальном фиксированном расстоянии друг от друга, образуется надежная бесконтактная электромагнитная связь между скважинным прибором 4 и наземными системами регистрации и управления 1.
Таким образом, отсутствие непосредственного «мокрого» контакта между геофизическим кабелем 2 и комплексным скважинным прибором 4 обеспечивает надежность обмена информацией между скважинным оборудованием и наземными системами регистрации и управления 1, а также повышает точность передаваемой информации, поскольку последняя не зависит от влияния факторов окружающей среды. При этом скорость передачи информации ограничивается только параметрами каротажного кабеля.
Claims (2)
1. Способ бесконтактной телеметрии скважин, включающий операции передачи и считывания спектра информации между наземной системой регистрации и управления и комплексным скважинным прибором посредством промежуточного приемо-передающего устройства, спускаемого на геофизическом кабеле и стыкующегося со скважинным устройством, отличающийся тем, что приемо-передающее устройство предварительно оснащают малогабаритной антенной и преобразователем спектра сигналов, скважинное устройство оснащают ответной малогабаритной антенной и ответным преобразователем спектра сигналов, осуществляют передачу информации по кабельно-магнитному каналу связи, при этом считываемый и передаваемый в коде Манчестер-2 спектр информации между приемо-передающим устройством и комплексным скважинным устройством в процессе работы переносят в высокочастотную область и обратно.
2. Телеметрическая система для реализации способа бесконтактной телеметрии скважин по п. 1, содержащая наземную систему регистрации и управления, комплексный скважинный прибор с посадочным гнездом на верхнем конце и спускаемое на геофизическом кабеле промежуточное приемо-передающее устройство, входящее свободным концом в посадочное гнездо комплексного скважинного прибора, отличающаяся тем, что приемо-передающее устройство оснащено малогабаритной антенной и преобразователем спектра сигналов, а комплексный скважинный прибор оснащен ответной малогабаритной антенной и ответным преобразователем спектра сигналов, установленными в корпусе комплексного скважинного прибора в непосредственной близости к посадочному гнезду.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574647C1 true RU2574647C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2153410A (en) * | 1984-01-25 | 1985-08-21 | Licentia Gmbh | Inductive data and energy transmission system |
RU2108675C1 (ru) * | 1995-06-13 | 1998-04-10 | Военная академия связи | Способ ведения защищенной радиосвязи и устройство его реализующее |
RU2193656C1 (ru) * | 2001-05-28 | 2002-11-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Забойная телеметрическая система для работы в экранирующих пластах с высокой проводимостью |
RU2193655C2 (ru) * | 2000-12-01 | 2002-11-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ электрического каротажа скважин в процессе бурения и устройство для его осуществления |
RU2305183C2 (ru) * | 2005-09-14 | 2007-08-27 | Ооо "Битас" | Ретрансляционный модуль для телеметрической системы с электромагнитным каналом связи (варианты) |
RU2324817C2 (ru) * | 2006-06-05 | 2008-05-20 | Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") | Способ исследования скважин и устройство для реализация этого способа |
RU2338064C1 (ru) * | 2006-12-27 | 2008-11-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ и устройство бесконтактного обмена данными и заряда аккумуляторных батарей автономных каротажных приборов |
RU2401378C1 (ru) * | 2009-08-06 | 2010-10-10 | Николай Викторович Беляков | Способ проводки стволов наклонных и горизонтальных скважин |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2153410A (en) * | 1984-01-25 | 1985-08-21 | Licentia Gmbh | Inductive data and energy transmission system |
RU2108675C1 (ru) * | 1995-06-13 | 1998-04-10 | Военная академия связи | Способ ведения защищенной радиосвязи и устройство его реализующее |
RU2193655C2 (ru) * | 2000-12-01 | 2002-11-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Способ электрического каротажа скважин в процессе бурения и устройство для его осуществления |
RU2193656C1 (ru) * | 2001-05-28 | 2002-11-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" | Забойная телеметрическая система для работы в экранирующих пластах с высокой проводимостью |
RU2305183C2 (ru) * | 2005-09-14 | 2007-08-27 | Ооо "Битас" | Ретрансляционный модуль для телеметрической системы с электромагнитным каналом связи (варианты) |
RU2324817C2 (ru) * | 2006-06-05 | 2008-05-20 | Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") | Способ исследования скважин и устройство для реализация этого способа |
RU2338064C1 (ru) * | 2006-12-27 | 2008-11-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ и устройство бесконтактного обмена данными и заряда аккумуляторных батарей автономных каротажных приборов |
RU2401378C1 (ru) * | 2009-08-06 | 2010-10-10 | Николай Викторович Беляков | Способ проводки стволов наклонных и горизонтальных скважин |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОЛЧАНОВ А.А. и др., Бескабельные измерительные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика), Москва, ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004, с.328-330, рис.2.89. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA3055546C (en) | Wireless communication between downhole components and surface systems | |
US20150035535A1 (en) | Apparatus and Method for At-Bit Resistivity Measurements | |
CN109869142B (zh) | 一种井下数据传输装置以及方法 | |
AU2015385798B2 (en) | Downhole fluid detection using surface waves | |
US10833728B2 (en) | Use of crosstalk between adjacent cables for wireless communication | |
CA3070383C (en) | Connector ring | |
US20180003039A1 (en) | Localized Wireless Communications In a Downhole Environment | |
RU2574647C1 (ru) | Способ бесконтактной телеметрии скважин и телеметрическая система для его реализации | |
US20200217191A1 (en) | Downhole communication carrier fluid | |
RU2584168C1 (ru) | Способ бесконтактной телеметрии скважин и телеметрическая система для его реализации | |
AU2014334888B2 (en) | Downhole short wavelength radio telemetry system for intervention applications | |
US11434753B2 (en) | Faraday shield | |
US11668189B2 (en) | Wireless data and power transfer for downhole tools | |
RU49898U1 (ru) | Бескабельная телеметрическая система | |
RU60626U1 (ru) | Телеметрическая система для передачи забойной информации | |
AU2019204540A1 (en) | Downhole communications using selectable frequency bands | |
WO2013061065A2 (en) | Multilateral well control | |
AU2015385795B2 (en) | Downhole communications using frequency guard bands | |
Naseri et al. | Electromagnetic telemetry in measurement-while-drilling with small RF-transceivers |