Способ определения координат забоя скважины при турбинном бурении

Союз Соеетскнк Соцнапнстнческнк Республнк(61) Дополнительное к авт. сеид-ау(22) Заявлено 050678 (21) 2623354/22-03 Р 1)м, кл,з с присоединением заявки МЕ 21 В 47/00 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЗАВОЯ СКВАЖИНЫ ПРИ ТУРБИННОМ БУРЕНИИОднако у этого способа значительная погрешность измерений, связанная с маскированием измеряемых упругих колебаний долота поверхностнымиударными волнами, и возможность возникновения аварийных ситуаций ввидуконцентрации в ударной волне большого количества энергии.Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений за счетувеличения помехоустойчивости приема колебаний.Указанная цель достигается тем,что модулируют упругие колебания 15 долота путем подачи импульсов давления в систему проьивки скважины иизменения осевой нагрузки на долотеи при достижении максимального уровня модуляции колебаний измеряют вре мя распространения колебаний от забоя до приемников, по которому судят о кординатах забояНа фиг. 1 изображена система мо"дуляции колебательного процесса, на 25 фиг.2 - блок-схема приемно-обрабатывакщей аппаратуры для осуществления описываемого способа.В процессе бурения горных породвозникают упругие колебания долота, 30 распространякщиеся в окружающей среИзобретение относится к буровой технике, а именно к способам определения координат забоя скважины в процессе бурения.Известен способ определениякординат забоя скважины, заключакщийся в приеме на поверхности земли упругих колебаний, генерируемых вращакщимся долотом при бурении горных пород 111.Недостатком указанного способа является невозможность выделения сигнала от вколота на поверхности земли при бурении глубоких скважин ввиду высокого уровня помех от работы наземного оборудования. Кроме того, этот способ имеет низкую точность измерения, связанную с отсутствием привязки момента регистрации сигнала с моментом возбуждения этого сигнала.Известен способ определения координат забоя скважины при турбинном бурении, включающий регистрацию упругих колебаний долота, возбуждаеьюх ударной волной внутри колонны, заполненной промывочной жидкостью, и измерение времени распространения колебаний от забоя до приемников колебаний 2 . О.С.Васильев, Ю.С.Зможин и А.Г.Черемных(сХйВсесоюзный ордена Трудового Красного Зн мениск1научно-исследовательский институт буровой-тениде. Эти колебания модулируют путемподачи в систему промывки скважиныимпульсов давления с заданными амплитудами и временными параметрами посредством, например, насоса с клапаном и изменения осевой нагрузки надолоте эа счет разгрузки колоннына забое, Интервал следования импульсов должен быть не менее времени распространения сигнала от точки воз- .буждения импульса до наиболее удаленного приемника колебаний, а длительность импульса и его амплитуда выбираются из амплитудно-частотных свойствразреза и глубины забоя. Промодулированные колебания регистрируют приемниками колебаний, положение которых в принятой системе координатизвестно. При достижении максимального уровня модуляции колебаний измеряют время распространенияколебаний от забой до приемников 20по известным значениям длины колонны, скорости звука в промывочнойжидкости и фиксированным моментампосылок модулирующих импульсов давления, создаваемых на устье скважиныи моментам их приема. Затем по измеренному времени распространениясигналов от забоя до приемниковколебаний и известной скоростираспространения звука в горных породах определяют расстояния от забоядо приемников колебаний, после чегопо известным соотношениям геометриивычисляют координаты забоя.Устройство для осуществления данного способа определения координатзабоя скважины при турбинном бурениисостоит из системы модуляции упругих колебаний долота и приемно-обрабатывающей аппаратуры,СистеМа модуляции включает, например, буровые насосы 1 и 2, клапанное устройство 3 с двумя устойчивыми положениями клапанов, установленное в одну из нагнетательных линий 4или 5, и создающее импульсы давления 45в системе промывки скважины б . Приемно-обрабатывающее устройство включает в себя последовательно соединенные приемники колебаний 7, усилитель-Формирователь сигнала 8, детектор 9 и устройство накопления сигналов 10, к другому входу которогоподключен выход датчика давления 11,установленного в нагнетательной линии б и синхрониэирующего работуустройства накопления сигналов 10с моментами посылки модулирующих импульсов, и вычислительное устройство 12 для определения координат забоя. В устройстве накопления сигналов 10 осуществляется синхронное суммирование модулированных сигналов, принятых приемниками колебаний 7. При этом компенсируется случайная шумовая составлякщая и растет детерминированный полезный сигнал. Информация о времени пробега колебаний от забоя до приемников колебаний 9 поступает с устройства накопления сигналов 10 на вычислительное уст" ройство 12. Дополнительно в вычислительное устройство 12 закладывается информация о положении датчиков в выбранной системе координат и о скоростных характеристиках разреза.После обработки указанной информации в вычислительном устройстве 12 выдаются координаты забоя скважины.Модуляция упругих колебаний доло,та импульсами с заданными амплитудными и временными параметрами позволяет увеличить отношение сигнал/шум на входе приемной и обрабатывакюцей аппаратуры и увеличить раэрешаюшую способность, что обеспечивает повышение точности и помехоустойчивости данного способа.формула изобретенияСпособ определения координат забоя скважины при турбинном бурении, включающий регистрацию упругих колебаний долота и измерение времени распространения колебаний от забоя до приемников колебаний, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений эа счет увеличения помехоустойчивости приема колебаний, модулируют упругие колебания долота путем подачи импульсов давления в систему промывки скважины и изменения осевой нагрузки на долоте и при достижении максимального уровня модуляции колебаний измеряют время распространения колебаний от забоя до приемников, по которому судят о координатах забоя.Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США У 2062151,кл.175-1,1936. 2. Патент США У 3979724,кл. 340-15.5, 1976 (прототип)./5 лиал ППП "Патен ул, Проектна едактор Т.Перфеноакаэ 9903/52 ко и о ауш Подпитета СССРрытийаЯнаб е у Д е