[go: up one dir, main page]

RU2770874C1 - Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof - Google Patents

Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2770874C1
RU2770874C1 RU2021112712A RU2021112712A RU2770874C1 RU 2770874 C1 RU2770874 C1 RU 2770874C1 RU 2021112712 A RU2021112712 A RU 2021112712A RU 2021112712 A RU2021112712 A RU 2021112712A RU 2770874 C1 RU2770874 C1 RU 2770874C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
downhole
sensors
values
accelerometric
downhole tools
Prior art date
Application number
RU2021112712A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Шамиль Гилемшинович Гарайшин
Валерий Михайлович Коровин
Эльвина Разитовна Каримова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2021112712A priority Critical patent/RU2770874C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2770874C1 publication Critical patent/RU2770874C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: measuring.SUBSTANCE: invention relates to downhole directional surveying, in particular, to a method and system for downhole directional survey for the purpose of determining the spatial position of the wellbore with a ferroprobe inclinometer, including that in the process of drilling inclined and horizontal boreholes. The method includes pre-logging ground control implemented using two identical downhole tools, interconnected in series, wherein each tool comprises triads of accelerometric and ferroprobe sensors, sensitivity axes whereof match the axes of the bases of the first and second bodies of the downhole tools Rk1(x1,y1,z1)and Rk2(x2,y2,z2), respectively. Based on the results of the pre-logging control, a table of systems of inequalities characterising the sets of conditions of sensor operability is compiled. Further in the process of hoisting operations, the values of information signals of all accelerometric and ferroprobe sensors of both downhole tools are recorded, a comparative analysis of the recorded values with the table of systems of inequalities characterising the sets of conditions of sensor operability is performed, providing a possibility of identifying non-operating sensors, wherein, in case any of the accelerometric or ferroprobe sensors of one downhole tool fails, the sought zenith and sighting angles are determined based on the values of the second downhole tool.EFFECT: increase in the hardware and information reliability of the downhole system and increase in the accuracy of measurements of the spatial position of the wellbore.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к инклинометрии скважин, в частности к решению задач по определению пространственного положения ствола скважины феррозондовым инклинометром, в том числе в процессе бурения наклонных и горизонтальных скважин.The invention relates to well inclinometry, in particular to solving problems of determining the spatial position of the wellbore with a fluxgate inclinometer, including in the process of drilling inclined and horizontal wells.

При определении параметров пространственного положения ствола скважины для измерения магнитного азимута используются феррозонды, состоящие из триады датчиков напряженности магнитного поля (магнитометров), оси чувствительности которых ортогональны и жестко связаны с корпусом инклинометра. Показания каждого из магнитометров содержат информацию о проекциях напряженности магнитного поля Земли, величина которых зависит от ориентации осей чувствительности магнитометров относительно вектора напряженности магнитного поля Земли. На базе этой информации определяется азимут ствола скважины в месте нахождения инклинометра.When determining the parameters of the spatial position of the wellbore to measure the magnetic azimuth, ferroprobes are used, consisting of a triad of magnetic field strength sensors (magnetometers), the sensitivity axes of which are orthogonal and rigidly connected to the inclinometer body. The readings of each of the magnetometers contain information about the projections of the Earth's magnetic field strength, the value of which depends on the orientation of the sensitivity axes of the magnetometers relative to the Earth's magnetic field strength vector. Based on this information, the azimuth of the wellbore is determined at the location of the inclinometer.

Известны феррозондовые скважинные инклинометры, которые содержат триаду из трех акселерометров с ортогональными осями чувствительности и триаду ортогональных феррозондов, оси чувствительности которых направлены параллельно осям корпуса инклинометра (Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987, стр. 46.) - в различных вариантах исполнения они представлены в изобретениях, например, патенты RU №2235200, 2004 г., №2018646, 1994 г., №2204712, 2003 г., патент GB №2370361 А1 (Великобритания, 2003 г.).Ferroprobe downhole inclinometers are known, which contain a triad of three accelerometers with orthogonal sensitivity axes and a triad of orthogonal fluxgates, the sensitivity axes of which are directed parallel to the axes of the inclinometer body (Isachenko V.Kh. Inclinometry of wells. M .: Nedra, 1987, p. 46.) - in various embodiments, they are presented in inventions, for example, patents RU No. 2235200, 2004, No. 2018646, 1994, No. 2204712, 2003, GB patent No. 2370361 A1 (Great Britain, 2003).

Недостатком этих инклинометров являются большие погрешности в измерении магнитного азимута в случае, когда в зоне расположения феррозондов присутствуют элементы конструкции бурильного комплекса, состоящие из ферромагнитных материалов. При наличии помех вследствие намагниченности ферромагнитных элементов бурильного оборудования (забойный агрегат, колонна труб) показания магнитометров искажаются на величину проекций магнитного поля от источников помехи на оси чувствительности магнитометров.The disadvantage of these inclinometers is large errors in the measurement of the magnetic azimuth in the case when there are elements of the construction of the drilling complex, consisting of ferromagnetic materials, in the area of the location of the fluxgates. In the presence of interference due to the magnetization of the ferromagnetic elements of the drilling equipment (downhole assembly, pipe string), the readings of the magnetometers are distorted by the magnitude of the projections of the magnetic field from interference sources on the sensitivity axis of the magnetometers.

В технике приборостроения широко используются методы разделения полезного сигнала и постоянной помехи путем модуляции показаний источников информации, как, например, в устройстве для контроля комплекса параметров искривления скважин (а.с. СССР №1208208, 1986 г.), содержащем триаду феррозондовых датчиков. В этом устройстве один из феррозондов триады ориентирован по продольной оси корпуса инклинометра, а два других установлены под углом к продольной оси корпуса. Однако для повышения качества определения параметров гармонической и постоянной составляющих суммарного сигнала необходимо, чтобы глубина модуляции измеренного сигнала была максимальной. Это связано с тем, что погрешности при определении параметров вектора напряженности магнитного поля Земли и помех от ферромагнитных элементов бурильной системы, которые вычисляются по показаниям магнитометров, зависят от амплитуды модулированных сигналов и, следовательно, от глубины их модуляции. Но в случае совпадения или параллельности оси чувствительности прибора и оси его поворота амплитуда модулированного сигнала равна нулю. Поэтому модуляция сигналов техферрозондов, которые установлены под углом к продольной оси корпуса инклинометра, позволяет решить эту задачу. Однако модуляция сигналов феррозонда, ориентированного в устройстве по оси корпуса, практически бесполезна.In instrument engineering, methods for separating a useful signal and constant interference by modulating the readings of information sources are widely used, as, for example, in a device for monitoring a set of parameters of well curvature (AS USSR No. 1208208, 1986), containing a triad of fluxgate sensors. In this device, one of the fluxgates of the triad is oriented along the longitudinal axis of the inclinometer body, and the other two are installed at an angle to the longitudinal axis of the body. However, to improve the quality of determining the parameters of the harmonic and constant components of the total signal, it is necessary that the modulation depth of the measured signal be maximum. This is due to the fact that errors in determining the parameters of the Earth's magnetic field vector and interference from the ferromagnetic elements of the drilling system, which are calculated from the readings of magnetometers, depend on the amplitude of the modulated signals and, therefore, on the depth of their modulation. But in the case of coincidence or parallelism of the sensitivity axis of the device and the axis of its rotation, the amplitude of the modulated signal is equal to zero. Therefore, the modulation of the signals of the ferroprobes, which are installed at an angle to the longitudinal axis of the inclinometer body, makes it possible to solve this problem. However, the modulation of signals from a fluxgate oriented in the device along the body axis is practically useless.

Кроме того, достоверность получаемых данных непосредственно зависит от надежности и точности работы самих применяемых датчиков и электронных блоков, которые могут выходить из строя в процессе работ на скважине.In addition, the reliability of the data obtained directly depends on the reliability and accuracy of the sensors themselves and the electronic units used, which can fail during the work on the well.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение аппаратной и информационной надежности скважинной системы и повышение точности измерений пространственного положения ствола скважины.The objective of the invention is to improve the hardware and information reliability of the downhole system and improve the accuracy of measurements of the spatial position of the wellbore.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved in the following way.

В соответствии со способом скважинной инклинометрии, включающем операцию предкаротажного наземного контроля работоспособности датчиков скважинного прибора, содержащего две триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, и последующий каротаж в процессе спуско-подъемных операций с привязкой получаемых данных по глубине скважины, согласно изобретениюIn accordance with the downhole inclinometry method, which includes the operation of pre-logging ground control of the performance of sensors of a downhole tool containing two triads of accelerometric and fluxgate sensors, and subsequent logging in the process of tripping operations with binding of the obtained data to the depth of the well, according to the invention

- предкаротажный наземный контроль осуществляют с применением двух идентичных последовательно состыкованных друг с другом скважинных приборов, каждый из которых содержит триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, оси чувствительности которых совпадают с осями базисов первого и второго корпусов Rk1(x1,y1,z1) и Rk2(x2,y2,z2) соответственно,- pre-logging ground control is carried out using two identical downhole tools connected in series with each other, each of which contains triads of accelerometric and fluxgate sensors, the sensitivity axes of which coincide with the axes of the bases of the first and second bodies R k1 (x1, y1, z1) and R k2 (x2,y2,z2) respectively,

- в процессе предкаротажного наземного контроля при произвольно задаваемых значениях визирных углов ϕ1i, ϕ2i определяют значения зенитных углов θ1i, θ2i, углов азимута α1i, α2i и углов магнитного наклонения υ1i, υ2i датчиков обоих скважинных приборов и по полученным сравнительным значениям составляют таблицу системы неравенств:- in the process of pre-logging ground control with arbitrarily set values of sighting angles ϕ 1i , ϕ 2i determine the values of zenith angles θ 1i , θ 2i , azimuth angles α 1i , α 2i and magnetic inclination angles υ 1i , υ 2i sensors of both downhole tools and obtained comparative values make up a table of the system of inequalities:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:where:

μm, ηm, λm, εk(m, θ, ϕ, α, υ) - априори задаваемые величины, определяемые предельными значениями погрешностей, которые нормированы метрологическими характеристиками первого и второго скважинного прибора;

Figure 00000002
- вектор ускорения свободного падения;
Figure 00000003
- вектор индукции геомагнитного поля; gij - сигнал акселерометрических датчиков;
Figure 00000004
- сигналы феррозондовых датчиков,μ m , η m , λ m , ε k(m, θ, ϕ, α, υ) - a priori specified values determined by the marginal error values, which are normalized by the metrological characteristics of the first and second downhole tool;
Figure 00000002
- free fall acceleration vector;
Figure 00000003
- geomagnetic field induction vector; g ij - accelerometric sensor signal;
Figure 00000004
- signals of fluxgate sensors,

далее, в процессе спускоподъемных операций скважинного прибора, регистрируют значения информационных сигналов всех акселерометрических и феррозондовых датчиков обоих скважинных приборов, производят их сопоставительный анализ с таблицей системы неравенств и производят диагностику работоспособности датчиков скважинной системы и коррекцию получаемой информации.further, in the process of tripping operations of the downhole tool, the values of the information signals of all accelerometric and fluxgate sensors of both downhole tools are recorded, they are compared with the table of the system of inequalities, and the performance of the downhole system sensors is diagnosed and the information received is corrected.

Для реализации предложенного способа применяют скважинную систему, содержащую корпус, внутри которого размещены две триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, электронный блок преобразования информационных сигналов и устройство передачи данных к наземной аппаратуре, которая дополнительно оснащена вторым корпусом с размещенными внутри двумя триадами акселерометрических и феррозондовых датчиков, электронным блоком преобразования информационных сигналов и устройством передачи данных к наземной аппаратуре, идентичным первому. Оба корпуса последовательно состыкованы друг с другом по продольной оси таким образом, что оси чувствительности всех датчиков совпадают с осями базисов первого и второго корпусов Rk1(x1,y1,z1) и Rk2(x2,y2,z2) соответственно.To implement the proposed method, a downhole system is used, containing a housing inside which two triads of accelerometric and flux-gate sensors are placed, an electronic block for converting information signals and a device for transmitting data to ground equipment, which is additionally equipped with a second housing with two triads of accelerometric and flux-gate sensors placed inside, an electronic a block for converting information signals and a device for transmitting data to ground equipment, identical to the first one. Both housings are sequentially joined to each other along the longitudinal axis in such a way that the sensitivity axes of all sensors coincide with the axes of the bases of the first and second housings R k1 (x1, y1, z1) and R k2 (x2, y2, z2), respectively.

Предложенный способ скважинной инклинометрии позволяет по результатам предкаротажной проверки скважинной системы в процессе каротажных работ на скважине в реальном режиме времени сопоставлять получаемую информацию с таблицей системы неравенств, оперативно выявлять нерабочие датчики и в случае отказа какого либо из акселерометрических или феррозондовых датчиков одного скважинного прибора определять искомые зенитный и визирный углы по измеренным значениям второго скважинного прибора и тем самым оперативно корректировать получаемую информацию, повышая точность измерений.The proposed method of well inclinometry makes it possible, based on the results of pre-logging checks of the well system during well logging operations in the well, in real time to compare the information received with the table of the system of inequalities, quickly identify non-working sensors and, in the event of failure of any of the accelerometric or flux-gate sensors of one downhole tool, determine the desired anti-aircraft and sighting angles according to the measured values of the second downhole tool and thereby promptly correct the information received, increasing the measurement accuracy.

Наряду с этим, при возникновении неявных отказов какого либо из датчиков (уход параметров, изменение линейности статических характеристик и др.) сопоставительный анализ всех условий системы неравенств с получаемой информацией обеспечивает возможность выявления конкретного неработоспособного датчика непосредственно в процессе эксплуатации аппаратуры в скважинных условиях без применения технологических операций с дополнительными временными затратами, повышая тем самым технологичность и экономичность эксплуатации предложенной скважинной системы для реализации настоящего способа скважинной инклинометрии.Along with this, in the event of implicit failures of any of the sensors (departure of parameters, change in the linearity of static characteristics, etc.), a comparative analysis of all the conditions of the system of inequalities with the information obtained makes it possible to identify a specific inoperative sensor directly during the operation of the equipment in downhole conditions without the use of technological operations with additional time costs, thereby increasing the manufacturability and efficiency of operation of the proposed downhole system for the implementation of the present method of downhole inclinometry.

Предложенные способ скважинной инклинометрии и скважинная система для его реализации экономичны, не требуют для практической реализации специального оборудования и материалов, что соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».The proposed method of downhole inclinometry and the downhole system for its implementation are economical, do not require special equipment and materials for practical implementation, which corresponds to the criterion of the invention "industrial applicability".

На фигуре приведена схема варианта скважинной системы для реализации способа скважинной инклинометрии.The figure shows a diagram of a variant of the downhole system for implementing the downhole inclinometry method.

Скважинная система содержит скважинный прибор 1 и скважинный прибор 2, состыкованные друг с другом посредством резьбового соединения 3. Каждый из скважинных приборов 1 и 2 содержит триаду феррозондовых датчиков 4 и 5 - (ТФД-1 и ТФД-2) соответственно и триады акселерометрических датчиков 6 и 7 - (ТАД-1, ТАД-2) соответственно.The downhole system contains a downhole tool 1 and a downhole tool 2 connected to each other by means of a threaded connection 3. Each of the downhole tools 1 and 2 contains a triad of fluxgate sensors 4 and 5 - (TFD-1 and TFD-2), respectively, and a triad of accelerometric sensors 6 and 7 - (TAD-1, TAJ-2), respectively.

На практике предварительно производят предкаротажный контроль работоспособности предложенной скважинной системы. Для этого располагают «связку» скважинных приборов 1 и 2 таким образом, чтобы ее пространственная ориентация не менялась (например, в положении близком к горизонтальному), и была возможность свободных поворотов вокруг собственной продольной оси. Поскольку скважинные приборы 1 и 2 жестко состыкованы между собой посредством резьбового соединения 3, базис Rk2(x2,y2,z2) и корпуса скважинного прибора 2 в апсидальной плоскости по отношению к базису Rk1(x1,y1,z1) корпуса скважинного прибора 1 занимает положение, смещенное на визирный угол

Figure 00000005
, числовое значение которого выражается постоянной величиной, то есть ϕ0=const. то есть обеспечиваются условия α=const; θ=const, а ϕ=var. Затем для различных произвольных значений визирного угла
Figure 00000006
определяют значения зенитных углов θ1i, θ2i, визирных углов, азимутов, а также и углов магнитного наклонения
Figure 00000007
. По измеряемым информационным сигналам с датчиков для каждого из скважинных приборов 1 и 2 выполняют сравнение полученных результатов и составляют таблицу системы неравенствIn practice, a pre-logging control of the performance of the proposed well system is preliminarily performed. To do this, a "bundle" of downhole tools 1 and 2 is located in such a way that its spatial orientation does not change (for example, in a position close to horizontal), and there is the possibility of free rotation around its own longitudinal axis. Since the downhole tools 1 and 2 are rigidly connected to each other by means of a threaded connection 3, the basis R k2(x2,y2,z2) and the body of the downhole tool 2 in the apsidal plane with respect to the basis R k1(x1,y1,z1) of the downhole tool body 1 occupies a position shifted to the sighting angle
Figure 00000005
, the numerical value of which is expressed by a constant value, that is, ϕ 0 =const. that is, the conditions α=const are provided; θ=const and ϕ=var. Then for various arbitrary values of the sighting angle
Figure 00000006
determine the values of zenith angles θ 1i , θ 2i , sighting angles, azimuths, as well as magnetic inclination angles
Figure 00000007
. According to the measured information signals from the sensors for each of the downhole tools 1 and 2, a comparison of the results obtained is performed and a table of the system of inequalities is compiled

Figure 00000008
Figure 00000008

где μm, ηm, λm, εk(m, θ, ϕ, α, υ) - априори задаваемые величины, определяемые предельными значениями погрешностей, которые нормированы метрологическими характеристиками скважинных приборов 1 и 2.where μ m , η m , λ m , ε k(m, θ, ϕ, α, υ) are a priori specified values determined by the marginal error values, which are normalized by the metrological characteristics of downhole tools 1 and 2.

Если выполняются все условия соответствия системы неравенств (1), скважинная система пригодна к эксплуатации.If all the conditions for matching the system of inequalities (1) are met, the well system is suitable for operation.

Далее при проведении каротажных работ скважинную систему спускают на кабеле по стволу скважины до забоя и затем в процессе подъема производят измерения в соответствии с традиционной методикой инклинометрического каротажа с привязкой по глубине. При этом регистрируют получаемые значения всех двенадцати информационных сигналов, получаемых от датчиков 4-7 обоих скважинных приборов и поэтапно осуществляют анализ измеренных значений.Further, during logging operations, the well system is lowered on a cable along the wellbore to the bottom, and then, during the lifting process, measurements are made in accordance with the traditional method of inclinometric logging with depth referencing. At the same time, the received values of all twelve information signals received from the sensors 4-7 of both downhole tools are recorded and the measured values are analyzed step by step.

На начальном этапе выполняют оценку модулей сигналов по измеряемым проекциям со всех трехкомпонентных датчиков скважинной системы. Если соблюдаются первые два условия системы неравенств (1), то выполняют следующий этап анализа.At the initial stage, the signal modules are evaluated by the measured projections from all three-component sensors of the downhole system. If the first two conditions of the system of inequalities (1) are met, then the next stage of the analysis is performed.

Если же первые два условия системы неравенств (1) не соблюдаются, то выполняют анализ уже непосредственно измеряемых сигналов с акселерометрических датчиков gij и феррозондовых датчиков tij.If the first two conditions of the system of inequalities (1) are not met, then the analysis is already directly measured signals from accelerometric sensors g ij and fluxgate sensors t ij .

При анализе значений измеряемых сигналов с акселерометрических и феррозондовых датчиков применяют классификатор отказов, суть которого заключается в следующем. Поскольку информационные электрические сигналы с датчиков 4-7 в дальнейшем преобразуются в форму, удобную для передачи по каротажному кабелю в наземную аппаратуру, то при явных отказах какого-либо из датчиков, либо электронных блоков вторичного преобразования сигналов, могут возникнуть ситуации, когда цифровые коды, соответствующие каждому из значений gij и tij, будут идентифицированы как нулевые значения U0, или значения, равные величинам разнополярных напряжений питания скважинных приборов Um и Un, которые, как правило, превышают предельные значения динамических диапазонов изменений аналоговых сигналов с датчиков:When analyzing the values of the measured signals from accelerometric and fluxgate sensors, a failure classifier is used, the essence of which is as follows. Since the information electrical signals from sensors 4-7 are further converted into a form convenient for transmission via a logging cable to ground equipment, then in case of obvious failures of any of the sensors or electronic units of the secondary signal conversion, situations may arise when digital codes, corresponding to each of the values of g ij and t ij will be identified as zero values U 0, or values equal to the values of bipolar supply voltages of downhole tools U m and Un, which, as a rule, exceed the limiting values of the dynamic ranges of changes in analog signals from sensors:

Figure 00000009
Figure 00000009

Тогда, в случае отказа, например, одного из датчиков 6 (например, акселерометра Ax1 в ТАД-1), определяют искомые зенитный и визирный углы по измеренным значениям gi2(x,y,z) датчиков 7 в ТАД-2. Аналогичным образом поступают и в случаях отказов какого-либо из феррозондовых датчиков 4 или 5 в ТФД-1 или в ТФД-2 соответственно.Then, in case of failure, for example, of one of the sensors 6 (for example, accelerometer A x1 in TAD-1), the desired zenith and sight angles are determined from the measured values of g i2(x,y,z) of sensors 7 in TAD-2. The same is done in cases of failure of any of the fluxgate sensors 4 or 5 in TFD-1 or TFD-2, respectively.

Кроме того, в процессе эксплуатации возможно возникновение также скрытых (неявных) отказов датчиков (уход параметров, изменение линейности статических характеристик и др.). Анализ всех условий системы неравенств (1), , опираясь на регистрацию недостоверных информационных сигналов с акселерометрических и феррозондовых датчиков 4-7, позволяет выявить конкретный датчик, обладающий скрытым дефектом и осуществлять в дальнейшем ремонт и восстановление отказавшего скважинного прибора уже предметно ориентировано.In addition, latent (implicit) failures of sensors may also occur during operation (departure of parameters, change in the linearity of static characteristics, etc.). Analysis of all the conditions of the system of inequalities (1), , based on the registration of unreliable information signals from accelerometric and fluxgate sensors 4-7, allows you to identify a specific sensor with a hidden defect and carry out further repair and restoration of a failed downhole tool that is already subject-oriented.

Таким образом, предложенные способ скважинной инклинометрии и скважинная система для его реализации позволяют повысить точность измерений феррозондовым скважинным инклинометром путем определения и компенсации помех, возникающих в магнитометрах вследствие влияния намагниченных элементов конструкции бурильной компоновки при использовании методов модуляции показаний магнитометров.Thus, the proposed method of downhole inclinometry and the downhole system for its implementation make it possible to increase the accuracy of measurements with a fluxgate downhole inclinometer by determining and compensating for interference that occurs in magnetometers due to the influence of magnetized structural elements of the drilling assembly when using methods of modulating the readings of magnetometers.

Наряду с этим, в процессе работы, опираясь на регистрацию недостоверных информационных сигналов с акселерометрических или феррозондовых датчиков, обеспечивается возможность адресно выявить датчики, обладающие скрытыми дефектами, обеспечивая тем самым возможность ремонта и восстановления отказавших приборов уже предметно ориентировано, без технологических операций с дополнительными временными затратами.Along with this, in the course of work, based on the registration of unreliable information signals from accelerometric or fluxgate sensors, it is possible to identify sensors with hidden defects, thereby providing the possibility of repair and restoration of failed devices already subject-oriented, without technological operations with additional time costs. .

Claims (9)

1. Способ скважинной инклинометрии, включающий операции предкаротажного наземного контроля работоспособности датчиков скважинного прибора, содержащего две триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, и последущий каротаж в процессе спускоподъемных операций скважинного прибора с привязкой получаемых данных по глубине скважины, отличающийся тем, что предкаротажный наземный контроль осуществляют с применением двух идентичных последовательно состыкованных друг с другом скважинных приборов, каждый из которых содержит триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, оси чувствительности которых совпадают с осями базисов первого и второго корпусов скважинных приборов Rk1(x1,y1,z1) и Rk2(x2,y2,z2) соответственно; при произвольно задаваемых значениях визирных углов ϕ1i, ϕ2i определяют значения зенитных углов θ1i, θ2i, углов азимута α1i, α2i, углов магнитного наклонения υ1i, υ2i датчиков обоих скважинных приборов и по полученным сравнительным значениям составляют таблицу систем неравенств, характеризующих совокупности условий работоспособности датчиков:1. The method of downhole inclinometry, including the operations of pre-logging ground control of the performance of sensors of a downhole tool containing two triads of accelerometric and flux-gate sensors, and subsequent logging in the process of tripping operations of a downhole tool with binding of the data obtained by the depth of the well, characterized in that pre-logging ground control is carried out with using two identical downhole tools connected in series with each other, each of which contains triads of accelerometric and fluxgate sensors, the sensitivity axes of which coincide with the axes of the bases of the first and second bodies of downhole tools R k1 (x1, y1, z1) and R k2 (x2, y2 ,z2) respectively; at arbitrarily set values of sighting angles ϕ 1i , ϕ 2i determine the values of zenith angles θ 1i , θ 2i , azimuth angles α 1i , α 2i , magnetic inclination angles υ 1i , υ 2i of the sensors of both downhole tools and, using the obtained comparative values, make up a table of systems of inequalities , characterizing the totality of the conditions for the operability of the sensors:
Figure 00000010
Figure 00000010
где μm, ηm, λm, εk(m,θ,ϕ,α,υ) априори задаваемые величины, определяемые предельными значениями погрешностей, которые нормированы метрологическими характеристиками первого и второго скважинного прибора;where μ m , η m , λ m , ε k(m, θ, ϕ, α, υ) are a priori given values determined by the marginal error values, which are normalized by the metrological characteristics of the first and second downhole tool;
Figure 00000011
- вектор ускорения свободного падения;
Figure 00000011
- free fall acceleration vector;
Figure 00000012
- вектор индукции геомагнитного поля;
Figure 00000012
- geomagnetic field induction vector;
gij - сигнал акселерометрических датчиков;g ij - accelerometric sensor signal; tij - сигналы феррозондовых датчиков;t ij - signals of fluxgate sensors; далее в процессе спускоподъемных операций регистрируют значения информационных сигналов всех акселерометрических и феррозондовых датчиков обоих скважинных приборов, производят сопоставительный анализ регистрируемых значений с таблицей систем неравенств, характеризующих совокупности условий работоспособности датчиков, который позволяет выявить нерабочие датчики, при этом в случае отказа какого-либо из акселерометрических или феррозондовых датчиков одного скважинного прибора определяют искомые зенитный и визирный углы по значениям второго скважинного прибора.further, in the process of tripping operations, the values of information signals of all accelerometric and fluxgate sensors of both downhole tools are recorded, a comparative analysis of the recorded values is carried out with a table of systems of inequalities characterizing the totality of sensor performance conditions, which makes it possible to identify non-working sensors, while in the event of failure of any of the accelerometric or fluxgate sensors of one downhole tool determine the desired zenith and target angles according to the values of the second downhole tool. 2. Скважинная система для реализации способа скважинной инклинометрии по п. 1, содержащая корпус, внутри которого размещены две триады акселерометрических и феррозондовых датчиков, электронный блок преобразования информационных сигналов и устройство передачи данных к наземной аппаратуре, отличающаяся тем, что она дополнительно оснащена вторым корпусом с размещенными внутри двумя триадами акселерометрических и феррозондовых датчиков, электронным блоком преобразования информационных сигналов и устройством передачи данных к наземной аппаратуре, идентичным первому и последовательно состыкованным с ним по продольной оси таким образом, что оси чувствительности всех датчиков совпадают с осями базисов первого и второго корпусов скважинных приборов Rk1(x1,y1,z1) и Rk2(x2,y2,z2) соответственно.2. A downhole system for implementing the method of downhole inclinometry according to claim 1, containing a housing inside which two triads of accelerometric and flux-gate sensors are placed, an electronic unit for converting information signals and a device for transmitting data to ground equipment, characterized in that it is additionally equipped with a second housing with placed inside by two triads of accelerometric and fluxgate sensors, an electronic unit for converting information signals and a device for transmitting data to ground equipment, identical to the first one and connected in series with it along the longitudinal axis in such a way that the sensitivity axes of all sensors coincide with the axes of the bases of the first and second bodies of downhole tools R k1(x1,y1,z1) and R k2(x2,y2,z2), respectively.
RU2021112712A 2021-04-30 2021-04-30 Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof RU2770874C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112712A RU2770874C1 (en) 2021-04-30 2021-04-30 Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112712A RU2770874C1 (en) 2021-04-30 2021-04-30 Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770874C1 true RU2770874C1 (en) 2022-04-22

Family

ID=81306491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021112712A RU2770874C1 (en) 2021-04-30 2021-04-30 Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770874C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6453239B1 (en) * 1999-06-08 2002-09-17 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for borehole surveying
RU2231638C1 (en) * 2002-11-04 2004-06-27 Общество с ограниченной ответственностью предприятие "АРКОН" Method to measure zenith and azimuthalangles
RU57817U1 (en) * 2006-04-26 2006-10-27 ООО НПП "Промгеосервис" INCLINOMETER
RU61789U1 (en) * 2006-11-09 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТехГеоБур" INCLINOMETER
RU2368775C1 (en) * 2008-03-20 2009-09-27 Петрос Меликович Гаспаров Vibration resistance increasing method of well's inclinometre, and inclinometre in which that method is implemented
RU111890U1 (en) * 2011-08-17 2011-12-27 Открытое акционерное общество "Омское специальное конструкторское бюро приборов" INCLINOMETER
RU2567064C1 (en) * 2014-09-11 2015-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Нефтяная научно-производственная компания "ЭХО" Determination of well angular orientation
RU2679151C1 (en) * 2014-12-31 2019-02-06 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Methods and systems of modeling of improved three-dimensional layout of drill string bottom

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6453239B1 (en) * 1999-06-08 2002-09-17 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for borehole surveying
RU2231638C1 (en) * 2002-11-04 2004-06-27 Общество с ограниченной ответственностью предприятие "АРКОН" Method to measure zenith and azimuthalangles
RU57817U1 (en) * 2006-04-26 2006-10-27 ООО НПП "Промгеосервис" INCLINOMETER
RU61789U1 (en) * 2006-11-09 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТехГеоБур" INCLINOMETER
RU2368775C1 (en) * 2008-03-20 2009-09-27 Петрос Меликович Гаспаров Vibration resistance increasing method of well's inclinometre, and inclinometre in which that method is implemented
RU111890U1 (en) * 2011-08-17 2011-12-27 Открытое акционерное общество "Омское специальное конструкторское бюро приборов" INCLINOMETER
RU2567064C1 (en) * 2014-09-11 2015-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Нефтяная научно-производственная компания "ЭХО" Determination of well angular orientation
RU2679151C1 (en) * 2014-12-31 2019-02-06 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Methods and systems of modeling of improved three-dimensional layout of drill string bottom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2153693C (en) Method for determining borehole direction
RU2566537C2 (en) Well magnetic measurements during rotation and methods of their use
AU2017323485B2 (en) Pipeline mapping system
CN102171588A (en) Differential gradiometric magnetometer, system and method of use
US9297249B2 (en) Method for improving wellbore survey accuracy and placement
Ringler et al. Seismic station installation orientation errors at ANSS and IRIS/USGS stations
GB2328513A (en) A method for surveying a bore hole
CN109882157B (en) Optical Fiber Inertial Navigation System of Downhole Multi-component Measuring Instrument and Its Data Processing Method
CN113671263B (en) Method and system for detecting downhole magnetic interference for measurement while drilling operations
RU2770874C1 (en) Method for downhole directional survey and downhole system for implementation thereof
CN112649889A (en) Six-component seismic data and absolute gravity measuring instrument and measuring method
GB2450163A (en) Detecting the location of seismic events without picking events in received seismic wave data
CN113189660B (en) Method and system for observing array type land time-varying gravity and gradient field
CN106522924B (en) Method for acquiring azimuth angle in measurement while drilling
Eberhardt et al. Geotechnical instrumentation
RU2231638C1 (en) Method to measure zenith and azimuthalangles
CN118088153A (en) A directional measurement system and method for accident wells based on spatial magnetic field information
CN107589473B (en) Method for eliminating orthogonal error of measurement while drilling sensor
Knejzlík et al. Investigation of the medieval Jeroným Mine stability: Present results from a distributed measurement network
RU2787967C1 (en) Method for measuring the azimuth of the horizontal sensitivity components of borehole gears
Zhen et al. Study on automatic north-seeking key technologies of Maglev gyroscope
RU2291294C1 (en) Ferro-probe well tilt meter
Dubrule et al. Evaluation of Directional Survey Errors at Prudhoe Bay
RU2236029C1 (en) Device for measuring flux density of geomagnetic field from mobile object
SU804822A1 (en) Inclinometer