Способ определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН БРЕТЕН ЕЛЬСТ(54)(57) 1 ПОЛОЖЕНИЯ Б ОРИЕНТИРОВАН основанный лов, получе ГОСЙАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ.(71) Ивано-Франковский экспериментально-исследовательский отдел Всесоюзного научно-исследовательского институтабуровой техники, Долинское управление буровых работ производственного объединения "Укрнефть" и ИваноФранковский институт нефти и газа.(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 744121, кл. Е 21 В 47/022, 1977.2, Инструкция по технологии бурения электробурами нефтяных и газовыхскважин, приложение 9 30, М., ВНИИБТ,1974, с. 94-96 (прототип). СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТО РОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ЕГО ИЕ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ, а использовании сигнаных с инклинометра и с 803129333 А забойных датчиков угла положенияотклонителя и азимута, о т л и ч а ю-.щ.и й с я тем, что, с целью обеспе-,;чения возможности определения .местоположения бурового инструмента вферромагнитной обсадной колонне, взаданном месте колонны создают магнитный репер, размещают чувствительныйэлемент датчика азимута в плоскости,перпендикулярной оси датчика положения отклонителяи в процессе перемещения бурового инструмента, связанного с инклинометром, регистрируют сигналы датчика азимута, преобразуютих из неустойчивых в стабильные,по которым определяют момент достижения датчиком азимута места установки рмагнитного репера и,его азимутальноеположение,2. Способ по п.1, о т л и ч а югЩщ и й с я тем, что. буровой инструментв скважинах с нулевым и малым наклоном ориентируют по разности между заданным азимутом и суммой сигналов обоих датчиков, а в наклонных и горизонтальных скважинах - по сигналудатчика положения отклонителя, 1129333Изобретение относится к бурениюглубоких вертикальных, наклонно на-, правленных, многозабойных и разветвленно-горизонтальных скважин.Известно устройство для ориенти рования отклонителя в скважине, включающее диамагнитную трубу, пере- водник с магнитом, инклиномер с двумя датчиками азимута 13.Однако данное устройство требует 10 обязательного совмещения магнита с пласкостью действия отклонителя, а в скважинах, обсаженных ферромагнитной обсадной колонной, теряет свое назначение. 15Известно магнитное приспособление для отметки местоположения на обсадных трубах скважины, содержащее два соосно расположенных магнита. Верхний магнит находится в.контакте 20 с внешней поверхностью обсадных труб и имеет внутреннюю и внешнюю стороны с разными полюсами. Нижний по оси магнит также имеет две стороны (по.верхности) с разноименными полюсами. 25 Полюса верхнего и нижнего магнитоврасположены противоположно, т,е. одному полюсу верхнего магнита противолел.т другой полюс нижнего30Известен также способ определенияместоположения бурового инструментаи его ориентирование в обсадной колонне путем использования сигналов, полученных с инклинометра и с забойных датчиков угла положения отклонителя и азимута 123.Недостатком известного способаявляется полное отсутствие возможности осуществления в ферромагнитной обсадной колонне следующих операций: определение местоположенияразличного бурового инструмента истыньвочных узлов, спускаемых на бурильной колонне, ориентирование иустановку по заданному азимуту от"клоняющего клина, используемого длявырезания окна и забуривания дополни.тельного ствола в скважинах с любыми зенитными углами, ориентированиеи установку по заданному азимутуотклонителя с режущим инструментомс целью избирательного попаданияв ответвления разветвленной скважины,ориентирование и установку стыковоч-ных узлов, используемых для крепления разветвлений многозабойных,разветвленно-горизонтальных скважин. Цель изобретения - обеспечениевозможности определения местоположения бурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне.Цель достигается тем, что согласноспособу определения местоположениябурового инструмента и его ориентирование в обсадной колонне в заданномместе колонны создают магнитный репер,размещают чувствительный элементдатчика азимута в плоскости,перпенди,кулярной оси датчика положенияотклонителя, и в процессе перемещения бурового инструмента, связанного с.инклинометром, регистрируют сигналы датчика азимута, преобразуют их из неустойчивых в стабильные,по которымопределяют момент достижения датчиком азимута места установки магнитного репера и,его азимутальное положение,На фиг.1 изображена компоновка устройства, применяемая для реализациипредлагаемого способа; на фиг.2 -реперная магнитная муфта с точечнь 1 мимагнитами, предназначенная для создания искусственного магнитного полюсав ферромагнитной обсадной колонне;на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.Для осуществления способа применяют реперную магнитную муфту 1 с точечными магнитами 2, телеметрическуюсистему электробура (С 1 Э) 3 с глубинным блоком датчиков 4, содержащимдатчики азимута, положения отклонителя и угла наклона. В ферромагнитнуюобсадную колонну 5 встроены посадочная муфта 6 и реперная муфта 1. Компоновку бурового инструмента, например отклоняющий клин (уипсток) 7 схвостовиком 8, соединяют с помощьюспускногоузла 9 бурильных труб заданной длины 10, телеметрической системы 3 и бурильной колонны, Репернуюмуфту 1 устанавливают на известномрасстоянии выше посадочной муфты 6,служащейнапример, для установкиклина 7, а длину компоновки нижеблока датчиков 4 телеметрической системы 3 принимают равной расстояниюмежду посадочной муфтой 6 и нижнимточечным магнитом 2 реперной муфты 1.Способ осуществляют в следующемпорядке,В процессе спуска компоновки бурового инструмента ведут. наблюдения за показаниями датчиков азимуга и положения отклонителя с целью . определения момента совпадения местоположения блока датчиков 4 глубинной установки магнитного репера магнитной муфты 1; Этот момент характеризуется преобразованием не- устойчивых (плавающих) показаний дат чика азимута.в стабильные. При этом в скважинах с нулевым и малым накло- ном при невращающемся буровом инст б рументе сохраняется:постоянной сумма показаний датчиков азимута и положения отклонителя, а в наклонных и горизонтальных скважинах показания датчика азимута, чувствительный элемент которого предварительно , размещен в плоскости, перпендикулярной оси датчика положения отклонителя, остаются постоянными и при вращении бурового инструмента. Так как 20 длина компоновки ниже блока датчиков 4 известна, этим моментом определяется местоположение бурового инструмента в скважине.Ориентирование бурового инстру мента в обсадной колонне скважины снулевым и малым наклоном осуществляют по азимуту, заданному относительнополюса 2, используя сумму сигналов цатчиков азимута и положения отклони-ЗО геля, и определяют угол поворота бурового инструмента как.разность междузаданным азимуто и упомянутой суммой. После ориентирования, т.е, после ново- рота бурового инструмента на вычисленный угол, сумма сигналов датчиков азимута и положения отклонителя должна измениться на величину угла поворота.При малых углах наклона с доста- оточной точностью определяют азимутальное положение на стенке скважины искусственного магнитного полюса 2 как разность между показаниями дат- чика азимута при замере в реперной магнитной муфте 1 и азимутом, .эамеренным в необсаженном стволе на данной глубине скважины, т,е. определяют истинный азимут установки отклонителя или другого бурового инструмента в скважине.В наклонном или горизонтальном стволе ориентируют буровой инструмент относительно фактического азимута скважины, т,е. относительно апсидальной плоскости, используя сигналы датчика угла положения отклонителя.Использование предлагаемого способа дает возможность определять местоположение различного бурового инструмента и стыковочных узлов, спускаемых на колонне бурильных труб, в обсадной колонне скважины с точностью, на порядок превышающей результаты, получаемые при известных способах замера общей длины бурильной колонны; производить ориентиройание и установку по азимуту отклоняющего клина, используемого для вырезания окна и забуривания дополнительного ствола, в ферромагнитных обсадных колоннах скважины с любыми зенитныж углами, производить ориентирование и установку отклонителя с режущим инструментом, например райбером или долотом, по отношению к рабочей поверхности отклоняющего клина с целью избирательного попадания в оба ствола разветвления; производить ориентирование и установку по азимуту стыковочных узлов, используемых для крепления разветвлений многозабойных, разветвленно-горизонтальных скважин.С повышением. точности выполнения вышеперечисленных операций значитель" но возрастут качественные показатели производства буровых работ. В свою очередь за счет качественного выполнения проводимых операций предусматривается повышение производительности труда на 5 Х.и экономия календарного времени при строительстве скважин на Т 2-15%./5 аб.,иал ППП "Пат Тираж 5 ВНИИПИ Государств по делам изобрет 113035, Москва,4енйого комитетаний и открытий