способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин

Формула изобретения

Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, включающий регистрацию упругих колебаний, поступающих от вибрации долота в процессе бурения скважины, при помощи приборов, усиление, а затем передачу записывающему устройству, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют фильтрацию сигнала с выделением сигнала от долота, затем оцифровку выделенного сигнала и определение приближения или удаления встречи стволов скважин путем сравнения сигнала с пороговыми значениями сигнала от долота и передачу информации о сигнале от долота одновременно на записывающее устройство и устройство оповещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при кустовом бурении скважин, предусматривающем контроль кривизны скважины.

Известен способ направленного бурения скважин, предусматривающий приложение ударно-импульсного усилия от отклоняющего элемента в призабойном пространстве скважины в процессе бурения, в процессе бурения скважины осуществляют постоянный контроль ее местоположения, для чего вокруг устья скважины предварительно устанавливают сейсмоприемники, с их помощью регистрируют импульсы и сравнивают между собой (а.с. № 1740603, Е 21 В 7/04, от 27.04.88 г.).

Недостатком указанного выше способа является то, что требуется больше материальных и людских затрат, не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины (для одного куста), не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах скважины.

Наиболее близким к данному изобретению является способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин, который производит при помощи приборов регистрацию колебаний обсадной колонны в пробуренной скважине, поступающих от вибрации долота в бурящейся скважины, усиливают электронным усилителем, а затем передают записывающему прибору (а.с. № 163138, Е 21 В 7/04, 47/12, от 17.12.62 г., прототип).

Недостатком данного способа является то, что не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах, кроме того, данные с приборов получают только на бумажных носителях, нет системы оповещения на посту бурильщика, передача сигналов осуществляется по проводной связи, а это возможны порывы, сложности прокладки на большие расстояния.

Предлагаемый способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин лишен приведенных выше недостатков и отличается высокой надежностью, кроме того, позволяет контролировать приближение или удаление встречи стволов скважин не только на разбуриваемом кусту, но и на ранее пробуренных, он позволяет предупредить встречу стволов.

Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин включает регистрацию упругих колебаний, поступающих от вибрации долота в процессе бурения скважины, при помощи приборов, усиление, а затем передачу записывающему устройству, кроме того, дополнительно осуществляют фильтрацию поступающего сигнала с выделением сигнала от долота, оцифровку выделенного сигнала и определение приближения или удаления встречи стволов скважин путем сравнения поступающего сигнала с пороговыми значениями сигнала от долота и передачу информации о сигнале от долота одновременно на записывающее устройство и устройство оповещения.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

В способе предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин устанавливается датчик вибрации 1 на устье эксплуатационной скважины.

Для оперативного определения приближения или удаления встречи бурящейся скважины и эксплуатационной колонны используют сигнал, поступающий от долота в бурящейся скважине. При бурении скважины долото создает упругие колебания в окружающей среде, которые передаются эксплуатационной колонне, где расположен датчик вибрации 1, регистрирующий упругие колебания и преобразовывающий эти колебания в электрический сигнал с последующей фильтрацией в усилителе - преобразователе сигнала 2 и оцифровкой, разложением и сравнением сигнала в технологическом контроллере 3.

По величине поступающего сигнала с датчика вибрации определяют приближение или удаление встречи стволов скважин путем сравнения этой величины с пороговыми значениями сигнала от долота и полученную информацию о сигнале одновременно передают на записывающее устройство 4 и на устройство оповещения 5.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе бурения скважины при взаимодействии долота с горными породами возникают упругие колебания, которые в виде продольных и поперечных волн передаются через толщу породы и эксплуатационную колонну к устью, где регистрируются датчиками вибрации 1 и преобразуются в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается и нормализуется до стандартного электрического сигнала 4-20 мА в усилителе-преобразователе сигнала 2, а затем подается на аналоговые входы технологического контроллера 3, где сигнал из аналогового (токового) преобразуется в цифровой (или происходит оцифровка электрического сигнала). Цифровой сигнал обрабатывается в процессорном модуле технологического контроллера 3, т.е. осуществляют разложение поступающего сигнала на составляющие - гармоники, затем выделение сигнала от долота. Выделенный сигнал сравнивают с пороговыми значениями сигнала от долота в модуле сетевого процессора технологического контроллера 3. После чего подается управляющий сигнал на релейный модуль технологического контроллера 3, который под воздействием управляющего сигнала замыкает соответствующие контакты реле и подается питание на устройство оповещения 5.

Пороговые значения сигнала от долота - это определенные экспериментальным путем граничные значения сигнала от долота, выход за которые соответствует той или иной ситуации (приближение или удаление встречи стволов).

Управляющий сигнал из технологического контроллера 2 одновременно поступает и на записывающее устройство (ПЭВМ) 4, и на устройство оповещения 5. В записывающем устройстве - ПЭВМ 4 информация о сигнале от долота заносится в базу данных для последующего использования, например отображения информации в виде графиков, таблиц на экране монитора, вывода на принтер. В устройстве оповещения 5, в зависимости от величины поступающего сигнала от долота, включается световая и звуковая сигнализация.

Существует четыре режима работы устройства оповещения 5:

1 режим - загорается зеленая лампа - удаление долота от эксплуатационной скважины;

2 режим - загорается желтая лампа - приближение долота к эксплуатационной скважине;

3 режим - загорается красная лампа - аварийный режим, долото бурящейся скважины приблизилось к эксплуатационной скважине на недопустимое расстояние;

4 режим - включается звуковая сирена - аварийный режим, долото бурящейся скважины приблизилось к эксплуатационной скважине на недопустимое расстояние;

третий и четвертый режимы включаются одновременно.

С помощью режимов сигнализации персонал буровой информируется о ситуации (приближение или удаление встречи стволов) в процессе бурения скважины.

Связь между элементами (устройствами приема, передачи и обработки сигнала от долота) системы предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин может осуществляется по проводной или комбинированной (например, проводная и радиосвязь) линиях.

Таким образом, способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин дает возможность определить, контролировать приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и эксплуатационной колонны не только на разбуриваемом кусту, но и на ранее пробуренных, т.е. предупредить встречу стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин. Данный способ не требуют больших материальных и людских затрат.

Этот способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин был опробован при бурении скважин в Тюменской области.