[go: up one dir, main page]

RU2702790C1 - Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well - Google Patents

Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well Download PDF

Info

Publication number
RU2702790C1
RU2702790C1 RU2019102658A RU2019102658A RU2702790C1 RU 2702790 C1 RU2702790 C1 RU 2702790C1 RU 2019102658 A RU2019102658 A RU 2019102658A RU 2019102658 A RU2019102658 A RU 2019102658A RU 2702790 C1 RU2702790 C1 RU 2702790C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
horizontal part
well
sidetracking
orientation
pipe string
Prior art date
Application number
RU2019102658A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Зяузятович Зиятдинов
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
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 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2019102658A priority Critical patent/RU2702790C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702790C1 publication Critical patent/RU2702790C1/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
    • E21B47/024Determining slope or direction of devices in the borehole
    • 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
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to means orientation of direction of offshoots sidetracking from open-well horizontal part. Proposed device for orientation of direction of sidetracking from open-well horizontal part contains bottom-hole telemetric system – BTS – with wireless electromagnetic communication channel, lowered in the well on the pipe string, including sensor control module, transmitting module, as well as a receiving device and a personal computer located at the wellhead. Besides, device in direction from BTS to pipe string is successively equipped with spiral drill collar (DC), wedge-deflector with inclined working surface with angle of 4–6° with respect to the axis of the horizontal part of the uncased well, with a safe sub, wherein the ratio of the outer diameter of the spiral DC to the diameter of the horizontal wellbore is 0.9:1, and the outer diameters of the wedge and spiral DC are equal to each other. Device are placed in the range of the greatest set of curvature, but not more than 6° per 10 m.EFFECT: disclosed device for orientation of direction of sidetracking from horizontal part of open well allows to: increase accuracy of orientation direction of cutting working surface of wedge-deflector relative to azimuth of horizontal part of uncased well; reducing the probability of attachment clamping in the horizontal part of the well when drilling the offshoot; to extract pipe string by flap with sticking BTS; reduce metal consumption and weight of BTS structure.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к средствам передачи сигналов измерения из скважины на дневную поверхность с целью ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины. The invention relates to field geophysics, and in particular to means for transmitting measurement signals from a well to a day surface in order to orient the direction of sidetracking from the horizontal part of an open hole.

Известно устройство для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, включающее забойную телеметрическую систему (ЗТС), спущенную в скважину на колонне труб и содержащую соединенные между собой модуль электрогенератора-пульсатора, модуль инклинометра, модуль гамма-каротажа, включающие телеметрические блоки, при этом забойная телеметрическая система дополнительно содержит блок анализа и управления коммутатором и коммутатор, соединенные с указанными модулями, при этом вход блока анализа и управления коммутатором соединен с выходом блока управления пульсациями модуля гамма-каротажа, установленным в модуле гамма-каротажа, и первым входом коммутатора, а выход блока анализа и управления коммутатором соединен с входом управления коммутатора, второй вход коммутатора соединен с выходом блока управления пульсациями модуля инклинометра, установленным в модуле инклинометра, а выход коммутатора соединен с входом пульсатора, установленным в модуле электрогенератора-пульсатора (патент RU № 2509210, МПК Е21В 47/12, опубл. 10.03.2014 в бюл. № 7).A device is known for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an uncased borehole, including a downhole telemetry system (ZTS), lowered into the borehole on a pipe string and containing interconnected pulsator-generator module, inclinometer module, gamma-ray logging module, including telemetric blocks, the downhole telemetry system further comprises an analysis and control unit for the switch and a switch connected to said modules, wherein the input of the analysis unit for and controlling the switch is connected to the output of the pulsation control unit of the gamma-ray log module installed in the gamma-ray module and the first input of the switch, and the output of the analysis and control unit of the switch is connected to the control input of the switch, the second input of the switch is connected to the output of the pulsation control unit inclinometer installed in the inclinometer module, and the output of the switch is connected to the input of the pulsator installed in the module of the generator-pulsator (patent RU No. 2509210, IPC ЕВВ 47/12, publ. 03/10/2014 in bull. No. 7).

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, сложность конструкции, связанная с тем, что устройство дополнительно содержит блок анализа и управления коммутатором и коммутатор, соединенные с указанными модулями, при этом вход блока анализа и управления коммутатором соединен с выходом блока управления пульсациями модуля гамма-каротажа, установленным в модуле гамма-каротажа;- firstly, the design complexity associated with the fact that the device further comprises a switch analysis and control unit and a switch connected to said modules, wherein the input of the switch analysis and control unit is connected to the output of the pulsation control unit of the gamma-ray logging module installed in gamma ray logging module;

- во-вторых, низкая точность ориентации направления зарезки рабочей поверхности клина-отклонителя относительно азимута горизонтальной части необсаженной скважины ввиду низкой жёсткости конструкции и отсутствия центрирования ЗТС относительно оси горизонтальной скважины, т.е. горизонтальная ось ЗТС смещена вниз относительно горизонтальной оси скважины. В результате сигнал, передаваемый с датчиков забойной телеметрической системы на приемное устройство (по электромагнитному каналу связи), расположенное на устье скважины, искажается;- secondly, the low accuracy of the orientation direction of the notch of the working surface of the diverter wedge relative to the azimuth of the horizontal part of the uncased borehole due to the low rigidity of the structure and the lack of centering of the ZTS relative to the axis of the horizontal well, i.e. the horizontal axis of the TSZ is shifted down relative to the horizontal axis of the well. As a result, the signal transmitted from the downhole telemetry system sensors to the receiving device (via the electromagnetic communication channel) located at the wellhead is distorted;

- в-третьих, высокая вероятность прихвата ЗТС в горизонтальной части необсаженной скважины при бурении бокового ствола. Это обусловлено тем, что в процессе бурения бокового ствола шлам, образующийся вследствие разбуривания породы, выносится из бокового ствола в горизонтальную часть необсаженной скважины, при этом в результате поглощения промывочной жидкости в процессе бурения бокового ствола отсутствует циркуляция жидкости на устье скважины, и весь шлам оседает в горизонтальной части необсаженной скважины в интервале размещения компоновки;- thirdly, a high probability of an STZ sticking in the horizontal part of an open hole while drilling a sidetrack. This is due to the fact that during the drilling of the sidetrack, the sludge resulting from the drilling of the rock is carried out from the sidetrack to the horizontal part of the uncased borehole, and as a result of the absorption of the flushing fluid during the drilling of the sidetrack, there is no fluid circulation at the wellhead and the entire cuttings settles in the horizontal part of the open hole in the layout interval;

- в-четвёртых, невозможность извлечения колонны труб из горизонтальной части необсаженной скважины при прихвате ЗТС;- fourthly, the impossibility of extracting the pipe string from the horizontal part of the uncased borehole while seizing the ZTS;

- в-пятых, высокая металлоёмкость и вес конструкции ЗТС, что связано с большим количеством модулей в составе устройства.- fifthly, high metal consumption and weight of the ZTS design, which is associated with a large number of modules in the device.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, The closest in technical essence is a device for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an open hole,

включающее забойную телеметрическую систему – ЗТС − с беспроводным электромагнитным каналом связи, спущенную в скважину на колонне труб и содержащую модуль управления в виде датчиков, передающий модуль, а также приёмное устройство и персональный компьютер, расположенные на устье скважины. Устройство также содержит электрический разделитель, измерительные модули и турбогенератор, включающий гидротурбину и электрический генератор, а также узел бесконтактной передачи вращения от вала гидротурбины к валу электрического генератора, выполненный в виде магнитной муфты, при этом передающий модуль включает инвертор в виде мостовой схемы с ключами, причём плечи мостовой схемы инвертора соединены с сигнальной обмоткой электрического генератора через выпрямитель тока, а диагональ моста − с электродами электрического разделителя, выход персонального компьютера подключен к ключам инвертора, а вход − к сигнальной обмотке электрического генератора через схему определения переходов синусоидального напряжения на сигнальной обмотке через «нуль», ключи инвертора включены в мостовой схеме с возможностью образования с сигнальной обмоткой генератора короткозамкнутой электрической цепи по команде персонального компьютера, установленного на устье скважины (патент RU № 2383730, МПК Е21В 47/12, опубл. 10.03.2010 в бюл. № 7). including a downhole telemetry system - ZTS - with a wireless electromagnetic communication channel, lowered into the well on a pipe string and containing a control module in the form of sensors, a transmitting module, as well as a receiving device and a personal computer located at the wellhead. The device also contains an electric separator, measuring modules and a turbogenerator, including a hydraulic turbine and an electric generator, as well as a contactless transmission unit of rotation from the hydraulic turbine shaft to the shaft of the electric generator, made in the form of a magnetic coupling, while the transmitting module includes an inverter in the form of a bridge circuit with keys, moreover, the shoulders of the bridge circuit of the inverter are connected to the signal winding of the electric generator through a current rectifier, and the diagonal of the bridge is connected to the electrodes of the electric I, the output of the personal computer is connected to the keys of the inverter, and the input to the signal winding of the electric generator through the circuit for determining the transitions of the sinusoidal voltage on the signal winding through “zero”, the keys of the inverter are included in the bridge circuit with the possibility of generating a short-circuited electric circuit with the signal winding by command personal computer installed on the wellhead (patent RU No. 2383730, IPC ЕВВ 47/12, publ. 03/10/2010 in bull. No. 7).

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, низкая точность ориентации направления зарезки рабочей поверхности клина-отклонителя относительно азимута горизонтальной части необсаженной скважины ввиду низкой жёсткости конструкции ЗТС. В результате сигнал, передаваемый с датчиков забойной телеметрической системы на приемное устройство (по электромагнитному каналу связи), расположенное на устье скважины, искажается. Кроме того, в случае забуривания бокового ствола из горизонтальной части необсаженной скважины из-за отсутствия центрирования ЗТС относительно горизонтальной оси повышается риск повреждения самой ЗТС вследствие того, что в процессе бурения боковой ствол пересекает горизонтальную часть необсаженной скважины в интервале нахождения ЗТС;- firstly, the low accuracy of the orientation direction of the notch of the working surface of the deflector wedge relative to the azimuth of the horizontal part of the open hole due to the low rigidity of the ZTS design. As a result, the signal transmitted from the downhole telemetry system sensors to the receiving device (via the electromagnetic communication channel) located at the wellhead is distorted. In addition, in the case of sidetracking from the horizontal part of an open hole due to the lack of centering of the TSZ relative to the horizontal axis, the risk of damage to the TSZ itself increases due to the fact that during drilling the sidetrack crosses the horizontal part of the open-hole well in the interval of finding the TSZ;

- во-вторых, высокая вероятность прихвата ЗТС в горизонтальной части необсаженной скважины при бурении бокового ствола. Это обусловлено тем, что в процессе бурения бокового ствола шлам, образующийся вследствие разбуривания породы, выносится из бокового ствола в горизонтальную часть необсаженной скважины, при этом в результате поглощения промывочной жидкости в процессе бурения бокового ствола отсутствует циркуляция жидкости на устье скважины, и весь шлам оседает в горизонтальной части необсаженной скважины в интервале размещения компоновки.- secondly, a high likelihood of an STZ sticking in the horizontal part of an open hole while drilling a sidetrack. This is due to the fact that during the drilling of the sidetrack, the sludge resulting from the drilling of the rock is carried out from the sidetrack into the horizontal part of the uncased borehole, while as a result of the absorption of the flushing fluid during the drilling of the sidetrack, there is no fluid circulation at the wellhead, and all the sludge settles in the horizontal part of the open hole in the interval placement layout.

- в-третьих, невозможность извлечения колонны труб из горизонтальной части необсаженной скважины при прихвате ЗТС;- thirdly, the impossibility of extracting the pipe string from the horizontal part of the uncased borehole while seizing the ZTS;

- в-четвёртых, высокая металлоёмкость и вес конструкции ЗТС. Это связано с тем, что для питания ЗТС используется электрический генератор в виде магнитной муфты.- fourthly, high metal consumption and weight of the ZTS design. This is due to the fact that an electric generator in the form of a magnetic coupling is used to power the ZTS.

Техническими задачами изобретения являются повышение точности ориентации направления зарезки рабочей поверхности клина-отклонителя относительно азимута горизонтальной части необсаженной скважины, снижение вероятности прихвата компоновки в горизонтальной части скважины при бурении бокового ствола с возможностью извлечения колонны труб отворотом в случае прихвата ЗТС, а также снижение металлоёмкости и веса конструкции ЗТС.The technical objectives of the invention are to increase the accuracy of orientation of the direction of cutting the working surface of the diverter wedge relative to the azimuth of the horizontal part of the uncased borehole, to reduce the likelihood of sticking the assembly in the horizontal part of the well when drilling a sidetrack with the possibility of retrieving the string of pipes with a collar in case of seizure of the ZTS, as well as reducing metal consumption and weight ZTS designs.

Поставленные технические задачи решаются устройством для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, содержащим, забойную телеметрическую систему − ЗТС с беспроводным электромагнитным каналом связи, спущенную в скважину на колонне труб, включающую в себя модуль управления в виде датчиков, передающий модуль, а также приёмное устройство и персональный компьютер, расположенные на устье скважины.The stated technical problems are solved by a device for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an open-hole well, comprising a downhole telemetry system - a ZTS with a wireless electromagnetic communication channel, lowered into the well on a pipe string, including a control module in the form of sensors, a transmitting module, and also a receiving device and a personal computer located at the wellhead.

Новым является то, что устройство в направлении от ЗТС к колонне труб последовательно оснащено спиральной утяжелённой бурильной трубой – УБТ, клином-отклонителем с наклонной рабочей поверхностью с углом 4–6° по отношению к оси горизонтальной части необсаженной скважины, безопасным переводником, при этом в интервале наибольшего набора кривизны устройство размещено не более 6° на 10 м, причём соотношение наружного диаметра спиральной УБТ к диаметру горизонтального ствола скважины составляет 0,9 : 1, а наружные диаметры клина-отклонителя и спиральной УБТ равны между собой.New is that the device in the direction from the ZTS to the pipe string is sequentially equipped with a spiral weighted drill pipe - drill collar, diverter wedge with an inclined working surface with an angle of 4–6 ° relative to the axis of the horizontal part of the uncased borehole, and a safe sub the interval of the largest set of curvature of the device is placed no more than 6 ° per 10 m, and the ratio of the outer diameter of the spiral drill collar to the diameter of the horizontal wellbore is 0.9: 1, and the outer diameters of the deflector wedge and WASHING collars are equal.

На фиг. 1 и 2 схематично и последовательно изображено предлагаемое устройство в процессе работы.In FIG. 1 and 2 schematically and sequentially depict the proposed device in the process.

На фиг. 3 схематично в разрезе А-А изображено предлагаемое устройство, сориентированное по азимуту.In FIG. 3 schematically in section AA shows the proposed device, oriented in azimuth.

Устройство для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины содержит спущенную в скважину 1 A device for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an open hole contains a deflated 1

(фиг. 1) на колонне труб 2 забойную телеметрическую систему 3, например, марки ЗТС-54 с беспроводным электромагнитным каналом связи, включающим в себя модуль управления 4 в виде датчиков (на фиг. 1–3 показаны условно) и передающий модуль 5 (фиг. 1), а также приёмное устройство 6 и персональный компьютер 7. Приёмное устройство 6 и персональный компьютер 7 расположены на устье скважины 1. (Fig. 1) on the pipe string 2 downhole telemetry system 3, for example, ZTS-54 brand with a wireless electromagnetic communication channel, which includes a control module 4 in the form of sensors (shown in Figs. 1–3 conventionally) and a transmitting module 5 ( Fig. 1), as well as the receiving device 6 and the personal computer 7. The receiving device 6 and the personal computer 7 are located at the wellhead 1.

Устройство в направлении от ЗТС 3 к колонне труб 2 последовательно оснащено спиральной УБТ 8, клином-отклонителем 9 с наклонной рабочей поверхностью 10 и безопасным переводником 11. Опытным путем установлено, что угол наклона рабочей поверхности 10 клина-отклонителя 9 к оси горизонтальной части необсаженной скважи-The device in the direction from the ZTS 3 to the pipe string 2 is sequentially equipped with a spiral drill collar 8, a deflector wedge 9 with an inclined working surface 10 and a safe sub 11. It has been experimentally established that the angle of inclination of the working surface 10 of the deflector 9 to the horizontal axis of the uncased well -

ны 1 составляет 4–6° в зависимости от типоразмера колонны труб 2 и наружного диаметра клина отклонителя 9. УБТ 8 соединяется с помощью резьбового соединения.1 1 is 4–6 ° depending on the size of the pipe string 2 and the outer diameter of the wedge of the deflector 9. UBT 8 is connected using a threaded connection.

Для точного центрирования устройства при зарезке бокового ствола из горизонтальной части необсаженной скважины диаметром Dc (фиг. 2) наружный диаметр Dу спиральной УБТ составляет 0,9 диаметра горизонтального ствола скважины Dc, а наружные диаметры Dу спиральной трубы УБТ и клина-отклонителя Dк равны между собой. т.е.: Dу = 0,9⋅Dс; Dу = Dк. Длина УБТ должна обеспечить центрирование устройства в горизонтальной скважине. С целью более интенсивного удаления забоя создаваемого бокового канала от горизонтальной части необсаженной скважины устройство необходимо размещать в интервале наибольшего набора кривизны, но не более 6° на 10 м.For accurate centering of the device during sidetracking from the horizontal part of an uncased borehole with a diameter of D c (Fig. 2), the outer diameter D of a spiral drill collar is 0.9 of the diameter of a horizontal wellbore D c , and the outer diameters D of a spiral drill pipe and a whipstock D to are equal to each other. i.e.: D y = 0.9⋅D s ; D y = D to . The length of the drill collar should provide centering of the device in a horizontal well. In order to more intensively remove the bottom face of the created side channel from the horizontal part of the open hole, the device must be placed in the interval of the largest set of curvature, but not more than 6 ° per 10 m.

Таким образом, если Dс = 142 мм, то диаметр Dу = 0,9⋅Dс = 0,9⋅142 мм = 127 мм; Thus, if D s = 142 mm, then the diameter D y = 0.9⋅D s = 0.9⋅142 mm = 127 mm;

Dу = Dк = 127 мм.D y = D to = 127 mm

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

На устье скважины 1 на конце колонны труб 2 (фиг. 1) снизу-вверх последовательно монтируют ЗТС 3, спиральную УБТ 8, клин-отклонитель 9 с наклонной рабочей поверхностью 10, безопасный переводник 11. В целях более интенсивного удаления создаваемого бокового канала от горизонтальной части необсаженной скважины 1 предлагаемое устройство необходимо размещать в интервале наибольшего набора кривизны, но не более 6° на 10 м. Поэтому с учетом вышеизложенного обеспечивается спуск предлагаемого устройства в интервал зарезки бокового ствола с наибольшим набором кривизны горизонтальной части необсаженной скважины 1, например, 5° на 10 м.At the wellhead 1, at the end of the pipe string 2 (Fig. 1), a ZTS 3, a spiral drill collar 8, a wedge diverter 9 with an inclined working surface 10, a safe sub 11 are successively mounted from bottom to top in order to more intensively remove the side channel from the horizontal part of open-hole well 1, the proposed device must be placed in the interval of the largest set of curvature, but not more than 6 ° per 10 m. Therefore, in view of the foregoing, the proposed device is launched into the interval of sidetracking with the largest m dial horizontal portion uncased borehole curvature 1, for example, 5 ° to 10 m.

Затем приступают к ориентированию наклонной рабочей поверхностью 10 клина-отклонителя 9 по азимуту (апсидальной плоскости) (фиг. 2 и 3). Например, наклонная рабочая поверхность 10 клина-отклонителя 9 (фиг. 1) по оси к горизонтальной части наклонной скважины 1 имеет угол α = 4 °.  Then proceed to the orientation of the inclined working surface 10 of the wedge diverter 9 in azimuth (apsidal plane) (Fig. 2 and 3). For example, the inclined working surface 10 of the whipstock 9 (Fig. 1) along the axis to the horizontal part of the inclined well 1 has an angle α = 4 °.

Ориентирование рабочей поверхности 10 клина-отклонителя 9 в апсидальной плоскости по ЗТС производят с участием геофизической партии.Orientation of the working surface 10 of the diverter wedge 9 in the apsidal plane along the ZTS is carried out with the participation of the geophysical lot.

С устья скважины 1 при помощи трубных ключей ступенчато проворачивают колонну труб 2 и, соответственно, всю компоновку, находящуюся на конце колонны труб 2, вправо с расхаживанием и выдержкой до достижения запланированного угла поворота, например на 130° (фиг. 3), что определяют по дохождению сигнала на устье скважины 1.From the wellhead 1, with the help of pipe wrenches, the pipe string 2 and, accordingly, the entire arrangement located at the end of the pipe string 2 are rotated to the right with pacing and holding until the planned rotation angle is reached, for example, 130 ° (Fig. 3), which determines on reaching the signal at the wellhead 1.

Например, на устье скважины 1 и верхней трубе колонны труб 2 выполняют мелом метки через каждые 10°. Затем каждый раз поворачивают колонну труб 2 на 10°, производят расхаживание колонны труб 2: вверх на 5 м, вниз на 10 м и вновь вверх на 5 м, после чего осуществляют выдержку в течение 5 мин. При отсутствии дохождения сигнала на устье скважины 1 вышеописанные операции повторяют ступенчато необходимое количество раз до дохождения сигнала на устье скважины, т.е. до достижения запланированного угла поворота 130°. For example, at the mouth of the well 1 and the upper pipe, the string of pipes 2 carry out chalk marks every 10 °. Then each time the pipe string 2 is rotated by 10 °, the pipe string 2 is paced: up 5 m, down 10 m and again up 5 m, after which exposure is carried out for 5 minutes. In the absence of a signal reaching the wellhead 1, the above operations are repeated stepwise as many times as necessary until the signal reaches the wellhead, i.e. until the planned angle of rotation of 130 ° is reached.

При этом каждый раз информация от датчиков модуля управления 4 (фиг. 2), установленных в корпусе ЗТС 3, через передающий модуль 5 преобразуется в кодовую последовательность в зависимости от измерения угловых параметров, которые изменяются при повороте колонны труб 2 вправо с устья скважины 1.In this case, each time the information from the sensors of the control module 4 (Fig. 2) installed in the ZTS 3 housing, through the transmitting module 5, is converted into a code sequence depending on the measurement of angular parameters that change when the pipe string 2 is turned to the right from the wellhead 1.

По окончании работ по направлению ориентации производят зарезку бокового ствола через клин-отклонитель 9 с применением гибкой трубы, винтового забойного двигателя и долота, при этом предлагаемое устройство продолжает находиться в скважине до окончания работ по бурению бокового ствола. По окончании выполнения бокового ствола предлагаемое устройство перемещают в другой интервал зарезки бокового ствола в горизонтальной части необсаженной скважины 1 или извлекают на устье скважины 1.At the end of work in the direction of orientation, sidetracking is performed through the deflector 9 using a flexible pipe, a downhole screw motor and a bit, while the proposed device continues to be in the well until the completion of sidetracking work. At the end of the execution of the sidetrack, the proposed device is moved to a different interval of sidetracking in the horizontal part of the open hole 1 or removed at the wellhead 1.

Передающий модуль 5 направляет сигнал по электромагнитному каналу связи на приемное устройство 6, расположенное на устье скважины. В приемном устройстве 6 принятый сигнал декодируется и вводится в персональный компьютер 7 для обработки. Программа обрабатывает всю информацию, полученную с датчиков модуля управления 4 при повороте колонны труб 2 на устье скважины, для представления первоначально в цифровом виде, а затем для визуализации в форме таблиц, графиков и диаграмм на экран монитора персонального компьютера 7 и дохождения сигнала с датчиков модуля управления 4 через передающий модуль 5 на приёмное устройство 6, расположенное на устье скважины 1 и, соответственно, достижения запланированного угла поворота, например на 130° (фиг. 3), т.е. направления рабочей поверхности 10 клина-отклонителя 9 из горизонтальной части необсаженной скважины 1 для зарезки бокового ствола (на фиг. 1–3 не показан). The transmitting module 5 sends a signal through an electromagnetic communication channel to a receiving device 6 located at the wellhead. At the receiving device 6, the received signal is decoded and input to the personal computer 7 for processing. The program processes all the information received from the sensors of the control module 4 when turning the pipe string 2 at the wellhead, for presentation initially in digital form, and then for visualization in the form of tables, graphs and diagrams on the monitor screen of a personal computer 7 and the signal from the sensors of the module control 4 through the transmitting module 5 to the receiving device 6 located at the wellhead 1 and, accordingly, achieving the planned angle of rotation, for example 130 ° (Fig. 3), i.e. the direction of the working surface 10 of the whipstock 9 from the horizontal part of the uncased borehole 1 for sidetracking (not shown in Figs. 1-3).

Ориентирование клина-отклонителя 9 необходимо производить таким образом, чтобы создаваемый канал в процессе бурения не пересёк горизонтальную часть необсаженной скважины 1, т.е. при уменьшении азимута (от 0° до 180°) открытого ствола забуривание канала необходимо планировать вправо и клин-отклонитель 9 должен быть ориентирован вправо, при увеличении азимута (от 180° до 360°) забуривание канала необходимо планировать влево и клин-отклонитель 9 должен быть ориентирован влево.Orientation of the deflecting wedge 9 must be carried out in such a way that the created channel during drilling does not cross the horizontal part of the uncased borehole 1, i.e. when the azimuth decreases (from 0 ° to 180 °) of the open trunk, the channel bore must be planned to the right and the deflector wedge 9 should be oriented to the right, when the azimuth (from 180 ° to 360 °) increases, the channel bore must be planned to the left and the deflector wedge 9 should be oriented to the left.

УБТ 8 применяют в составе устройства с целью повышения жёсткости конструкции устройства, а также в качестве центратора, что в целом обеспечивает повышение точности угла наклона при ориентировании рабочей поверхности клина-отклонителя 8 по азимуту относительно горизонтальной части необсаженной скважины 1. Также исключаются повреждения самой ЗТС благодаря качественному центрированию предлагаемого устройства в горизонтальной части необсаженной скважины, поэтому в процессе бурения боковой ствол не пересекает горизонтальную часть необсаженной скважины в интервале нахождения ЗТС.UBT 8 is used as part of the device in order to increase the rigidity of the device structure, and also as a centralizer, which generally improves the accuracy of the tilt angle when orienting the working surface of the deflecting wedge 8 in azimuth relative to the horizontal part of the uncased borehole 1. Damage to the ZTS itself is also eliminated high-quality centering of the proposed device in the horizontal part of the uncased borehole, therefore, in the process of drilling the sidetrack does not intersect the horizontal part of felled well in the interval of the location of the ZTS.

Применение УБТ 8 в виде спирали снижает вероятность прихвата компоновки в горизонтальной части необсаженной скважины при забуривании бокового ствола, так как наличие спиральных канавок уменьшает площадь контакта стенки скважины и трубы, тем самым снижается возможность прихвата труб, благодаря чему в 2–3 раза снижается вероятность прихвата ЗТС в сравнении с прототипом. The use of UBT 8 in the form of a spiral reduces the likelihood of a stuck assembly in the horizontal part of an open hole when drilling a sidetrack, since the presence of spiral grooves reduces the contact area of the wall of the well and the pipe, thereby reducing the likelihood of stuck pipes, thereby reducing the likelihood of sticking by a factor of 2–3 ZTS in comparison with the prototype.

В случае прихвата устройства в скважине 1 приводят в действие безопасный переводник 11. Например, для этого вращают колонну труб 2 с устья скважины 1. В результате колонна труб 2 отворачивается от клина-отклонителя 9. Колонну труб 2 извлекают из скважины 1. Затем в скважину 1 спускают на колонне труб любой известный ловильный инструмент с внутренним захватом, например, внутреннюю труболовку (на фиг. 1–3 не показана). Производят захват внутренней труболовки за внутреннюю поверхность клина-отклонителя 9 (фиг. 3) и извлекают на устье скважины оставшуюся часть (ЗТС 3, спиральную УБТ 8, клин-отклонитель 5) предлагаемого устройства. If the device is stuck in the well 1, a safe sub 11 is activated. For example, for this, the pipe string 2 is rotated from the wellhead 1. As a result, the pipe string 2 is turned away from the diverting wedge 9. The pipe string 2 is removed from the well 1. Then, into the well 1, any known fishing tool with an internal grip is lowered onto the pipe string, for example, an internal tube (not shown in FIGS. 1-3). Make capture of the inner tube for the inner surface of the wedge-deflector 9 (Fig. 3) and remove the remaining part (ZTS 3, spiral drill collar 8, wedge-deflector 5) of the proposed device at the wellhead.

В предложенном устройстве для электронных компонентов ЗТС (модуля управления 4 и передающего модуля 5) используют батарейное питание 12 (аккумуляторы), которое позволяет производить измерение угловых параметров (0°–360°), т.е. направление рабочей поверхности клина-отклонителя по азимуту относительно горизонтальной части необсаженной скважины). In the proposed device for electronic components of the ZTS (control module 4 and transmitting module 5), battery power 12 (batteries) is used, which allows measurement of angular parameters (0 ° –360 °), i.e. the direction of the working surface of the diverter wedge in azimuth relative to the horizontal part of the open hole).

В предложенной конструкции устройства роль электрического генератора выполняет батарейное питание 12, поэтому отсутствие в составе ЗТС 3 электрического генератора в виде магнитной муфты позволяет снизить металлоёмкость и вес конструкции.In the proposed design of the device, the role of the electric generator is performed by the battery power 12, therefore, the absence of the electric generator in the form of a ZTS 3 in the form of a magnetic coupling reduces the metal consumption and the weight of the structure.

Предлагаемое устройство для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины позволяет: The proposed device for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an open hole allows you to:

- повысить точность ориентации направления зарезки рабочей поверхности клина-отклонителя относительно азимута горизонтальной части необсаженной скважины; - to increase the accuracy of orientation of the direction of the notch of the working surface of the deflector wedge relative to the azimuth the horizontal part of the open hole;

- снизить вероятность прихвата компоновки в горизонтальной части скважины при бурении бокового ствола; - reduce the likelihood of sticking the layout in the horizontal part of the well when drilling a sidetrack;

- извлечь колонну труб отворотом при прихвате ЗТС;- remove the pipe string with a lapel when grabbing the ZTS;

- снизить металлоёмкость и вес конструкции ЗТС.- reduce metal consumption and weight of the ZTS design.

Claims (1)

Устройство для ориентации направления зарезки боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, содержащее спущенную в скважину на колонне труб забойную телеметрическую систему – ЗТС − с беспроводным электромагнитным каналом связи, включающую в себя модуль управления в виде датчиков, передающий модуль, а также приёмное устройство и персональный компьютер, расположенные на устье скважины, отличающееся тем, что устройство в направлении от ЗТС к колонне труб последовательно оснащено спиральной утяжелённой бурильной трубой – УБТ, клином-отклонителем с наклонной рабочей поверхностью с углом 4-6° по отношению к оси горизонтальной части необсаженной скважины, безопасным переводником, при этом устройство размещено в интервале наибольшего набора кривизны не более 6° на 10 м, причём соотношение наружного диаметра спиральной УБТ к диаметру горизонтального ствола скважины составляет 0,9:1, а наружные диаметры клина-отклонителя и спиральной УБТ равны между собой.A device for orienting the direction of sidetracking from the horizontal part of an open-hole well containing a downhole telemetry system lowered into a well on a pipe string — ZTS — with a wireless electromagnetic communication channel, including a control module in the form of sensors, a transmitting module, and a receiving device and a personal a computer located at the wellhead, characterized in that the device in the direction from the ZTS to the pipe string is sequentially equipped with a spiral weighted drill pipe d - drill collar, wedge-diverter with an inclined working surface with an angle of 4-6 ° relative to the axis of the horizontal part of the uncased borehole, a safe sub, while the device is placed in the interval of the largest set of curvature not more than 6 ° per 10 m, and the ratio of the outer diameter spiral UBT to the diameter of the horizontal wellbore is 0.9: 1, and the outer diameters of the whipstock and spiral UBT are equal to each other.
RU2019102658A 2019-01-31 2019-01-31 Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well RU2702790C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102658A RU2702790C1 (en) 2019-01-31 2019-01-31 Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102658A RU2702790C1 (en) 2019-01-31 2019-01-31 Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702790C1 true RU2702790C1 (en) 2019-10-11

Family

ID=68280012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102658A RU2702790C1 (en) 2019-01-31 2019-01-31 Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702790C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213913U1 (en) * 2022-05-23 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Сервисная компания "Буровое оборудование" Device for orienting whipstock in a well

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU133833A1 (en) * 1960-04-28 1960-11-30 А.Г. Калинин A device for receiving a signal about the achievement of a predetermined position of a diverter in case of artifical drilling of boreholes
US4153109A (en) * 1977-05-19 1979-05-08 Baker International Corporation Method and apparatus for anchoring whipstocks in well bores
US5443129A (en) * 1994-07-22 1995-08-22 Smith International, Inc. Apparatus and method for orienting and setting a hydraulically-actuatable tool in a borehole
WO2001077480A2 (en) * 2000-04-11 2001-10-18 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus to actuate downhole tool
RU2368753C2 (en) * 2007-07-19 2009-09-27 Юрий Александрович Осипов Device for positioning deflecting wedge in well
US9581013B2 (en) * 2012-12-10 2017-02-28 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for determining orientation of a device and mill position in a wellbore utilizing identification tags
RU2661925C1 (en) * 2017-07-27 2018-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Device for installing casing filters in deep perforation channels-waveguides

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU133833A1 (en) * 1960-04-28 1960-11-30 А.Г. Калинин A device for receiving a signal about the achievement of a predetermined position of a diverter in case of artifical drilling of boreholes
US4153109A (en) * 1977-05-19 1979-05-08 Baker International Corporation Method and apparatus for anchoring whipstocks in well bores
US5443129A (en) * 1994-07-22 1995-08-22 Smith International, Inc. Apparatus and method for orienting and setting a hydraulically-actuatable tool in a borehole
WO2001077480A2 (en) * 2000-04-11 2001-10-18 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus to actuate downhole tool
RU2368753C2 (en) * 2007-07-19 2009-09-27 Юрий Александрович Осипов Device for positioning deflecting wedge in well
US9581013B2 (en) * 2012-12-10 2017-02-28 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for determining orientation of a device and mill position in a wellbore utilizing identification tags
RU2661925C1 (en) * 2017-07-27 2018-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Device for installing casing filters in deep perforation channels-waveguides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213913U1 (en) * 2022-05-23 2022-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Сервисная компания "Буровое оборудование" Device for orienting whipstock in a well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6192748B1 (en) Dynamic orienting reference system for directional drilling
CA2954666C (en) Well ranging apparatus, systems, and methods
US5194859A (en) Apparatus and method for positioning a tool in a deviated section of a borehole
RU2682288C2 (en) Multilateral access with real-time data transmission
US20040050590A1 (en) Downhole closed loop control of drilling trajectory
SA520420885B1 (en) Real Time Surveying While Drilling
RU94029677A (en) Template and process for drilling and filling several boreholes
GB1521974A (en) Method and apparatus for drilling underground arcuate paths
US20060042792A1 (en) Methods and apparatus for locating a lateral wellbore
US10641080B2 (en) Method and apparatus for ranging to a nearby well from ahead of a drill bit
RU2451150C1 (en) Multihole well construction method
SU890989A3 (en) Device for drilling guiding wells
US11512546B2 (en) Coiled tubing electronically controlled multilateral access of extended reach wells
RU2702790C1 (en) Device for orientation of direction of offshoots sidetracking from horizontal part of uncased well
US11047229B2 (en) Wellbore tool including a petro-physical identification device and method for use thereof
CN210033281U (en) Composite pilot coalbed methane drilling device and drilling for underground coal reservoirs
CN104912480B (en) Coal bed gas near-end docks the brill completion method of horizontal well
US11086043B2 (en) Passive magnetic ranging
CN217080327U (en) Directional magnetic short joint for determining position of underground drill bit and magnetic distance measuring device while drilling
RU2015291C1 (en) Method for drilling horizontal wells
RU39165U1 (en) COMPLEX FOR ORIENTED CRITERAL PERFORATION OF CASE WELLS
US20190024467A1 (en) Method for orienting whipstock for casing exit in vertical and near vertical wells using xy magnetometers
RU2208119C2 (en) Process of construction and running of multiple face hole
CN106014374A (en) Gyro measurement device for coiled tubing drilling
RU2687998C1 (en) Method of rotary drilling of wells with modular controlled system of small diameter