Способ определения местоположения забоя скважины

15 ного изменения нагрузки на буровойинструмент,Недостатком прототипа являетсясложность осуществления способа иневозможность непрерывной регистрации вследствие необходимости периодического (дискретного) измерения времени распространения колебаний отслота до сейсмоприемников,10Целью изобретения является обеспечение непрерывности контроля искривления скважины и упрощение способа.Согласно предлагаемому способупределения местоположения забоякважины, заключающемуся в расположении вокруг устья скважины на дневной поверхности или под зоной малыхскоростей как минимум двух основныхсейсмоприемников, затем регистрацииэтими сейсмоприемниками поступающихот долота акустических сигналов иопределении при Помощи этих сигнаЛов пространственных координат долота в забое. Регистрацию осуществля ют по трем пространственным компонентам при равенстве частоты поступающих от долота акустических сигналов резонансной частоте сейсмоприемников, а определение пространственных координат долота в забое производят путем нахождения точки пересечения как минимум двух условныхпрямых линий, параметры которых находят на основании данных о местоположении сейсмоприемников и результатоврегистрации акустических сигналов.Цель, кроме того, достигается тем, чторавенство частоты поступающих от долота акустических сигналов резонансной частоты основных сейсмоприемниковосуществляют экстремальным регулированием скорости вращения долотав забое по максимуму выходного сигнала дополнительного сейсмоприемника, который до начала регистрацииустанавливают на устье скважины ипри этом настраивают его резонанснуючастоту на резонансную частоту основных сейсмоприемников.На чертеже показана функциональнаясхема осуществления способа определения местоположения долота буровогоинструмента в скважине,Способ осуществляют следующим образом.Вокруг устья 1 скважины 2 на заданном расстоянии от этого устья располагают как минимум два трехкомпонентных основных сейсмоприемника 3 и М так, чтобы их соответствующие компонентыы и мели оди на ковую ори ента цию в пространстве. Кроме того, в устье 1, например, на колонне 5 устанавливают дополнительный (однокомпонентный) сейсмоприемник 6, При этом,:,. предварительно на стенде все основные сейсмоприемники 3 и ч и дополнительный сейсмоприемник 6 настраивают так, чт обы они имели оди на ко вую собст венную частоту, Выход установленного на устье 1 сейсмоприемника. 6 соединяют с входом экстремального регулятора 7, выход которого соединяют с управляющим входом регулирующего клапана 8, установленного на колонне 5 подачи жидкости в скважину 2, Выходы основных сейсмоприемников 3 и 4 соединяют с входами вычислительного устройства 9.В процессе бурения долото 10 вырабатывает акустический сигнал. некоторой частоты, который с одной стороны достигает основных сейсмоприем-, ников 3 и М, а с другой, распространяясь по бурильной колонне 5 и по движущейся в этой колонне жидкости, достигает устья 1 скважины, где дополнительнь 1 м сейсмоприемником 6 он . преобразуется в электрический сигнал. При этом выходной сигнал сейсмоприемника 6 поступает на экстремальный регулятор 7, Последний, воздействуя на регулирующий клапан 8, осущест" вляет экстремальное управление давлением жидкости в бурильной колонне 5 и скоростью, вращения долота 10.Экстремальное управление заключается в обеспечении оптимального статического режима работы объекта, При этом основным критерием оптимальности является обеспечение минимума или максимума заданной функции качества работы объекта при недостаточной априорной информации.о характере ее изменений.Экстремальный регулятор 7 осуществляет поиск максимума амплитудно-частотной характеристики по чувствительности, При этом регуляторь 7 формирует на клапан 8 управляющий сигнал по результатам измерения крутизны амплитудно-частотной ха- . рактеристики дополнительного сейсмоприемника 6 в каждой конкретной точке этой характеристики, Если пер5 1698865 вая производная амплитудно-частотной характеристики А = Г(6 по частоте я положительна, то для достижения максимума регулятор 7 посред 5 ством клапана 8 увеличивает давление жидкости, соответственно, скорость вращения долота 10 и частоту выра ба тыва емог о этим долотом а кустического сигнала, При переходе через максимум производная меняет свой знак. Таким образом, минимализируя абсолютную величину первой производной от амплитуды выходного сигнала сейсмоприемника 6 по частоте, регу лятор 7 поддерживает давление жидкости в бурильной колонне 5 таким, что амплитуда А выходного сигнала сейсмоприемника является максимальной, что автоматически обеспечива ет равенство частоты колебаний, выз- ф ванных вращением долота 10, резонансной частоте сейсмоприемника 6. Поскольку у всех сейсмоприемников резонансная частота установлена одинако вой, то это обусловливает постоянное поддержание равенства поступающих от долота 10 акустических сигналов резонансной частоте осыовных сейсмоприемников 3 и 4, что также 30 значительно повышает чувствительность и помехозащищенность регистрации,В зависимости от направления прихода акустического сигнала датчик каждой компоненты основного сейсмоприемника вырабатывает собственную ЭлС индукции, пропорциональную проекции амплитуды колебаний на пространственные компоненты Х, У и 2, Измеренные значения проекций передают 40 на вычислительное устройство 9, с помощью которого определяют векторную сумму этих проекций, Кроме того, в вычислительное устройство 9 дополнительно закладывают .информацию о по ложении сейсмоприемников в выбранной системе координат.Таким образом, вычислительное устройство 9 по каждому основному сейсмоприемнику 3 и 1 в каждый момент времени располагает информацией о координатах места расположения сейсмоприемника и о проекциях амплитуды колебаний, вызванных работой долота 10, на пространственные компоненты Х, У и 2 этого сейсмоприемника.Этой, информации достаточно для определения параметров условной прямой линии 11 или 12, проходящей через точку 6расположения сейсмоприемника 3 или 1и точку расположения долота 10 бурильного инструмента, При этом вычислительное устройство 9 производитопределение координат точки пересечения условных прямых линий 11 и 12,которые оцновременно являются координатами места расположения долота 10бурильного инструмента, Вычислительное устройство 9 также производит оптределение для каждой координаты местарасположения долота 10 производнойпо времени, что дает информацию и онаправлении бурения в каждый моментвремени,Формула и зобр ет ения1. Способ определения местоположения забоя с кважи ны, за ключающийсяв размещении вокруг устья скважины неменее двух основных сейсмоприемников,регистрации сейсмоприемниками посту"пающих от долота акустических сигналов и определении по результатам регистрации пространственных координат забоя скважины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целЪюобеспечения непрерывности контроляискривления скважины и упрощенияспособа, упомянутую регистрацию осуществляют по трем пространственнымкомпонентам при равенстве частотыпоступающих от долота акустическихсигналов, резонансной частоте сейсмоприемников, а определение пространственных координат долота взабое производят путем нахожденияточек пересечения как минимум двухпрямых линий, параметры . оторых находят по данным о местоположении сейсмоприемников и результатам указанной регистрации акустических сигналов.Ф 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я. тем, что до начала регист-, рации на устье скважины устанавливают дополнительный сейсмоприемник с резонансной частотой, совпадающей с резонансной частотой основных сейсмоприемников, при этом для обеспечения равенства частоты поступающих от долота акустических сигналов резонансной частоте основных сейсмоприемников выполняют экстремальное регулирование скорости вращения долота на забое по максимальному значению выходного сигнала дополнительного сейсмоприемника.1698865 Составитель Н.ЖуковаРедактор А.Капениченко Техред Л.Олийнык Корректор И. Самборска пэводственно-полиграфическое предприятие, г. Узсгород, ул. Проектн Заказ М,396ВНИИПИ Государ Тираж Подписноеенного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СС 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5