Телеметрическая система для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом, расположенным на поверхности, активное транспортное средство для разматывания и втягивания линии связи, пассивное транспортное средство для разматывания и втягивания линии связи, гараж для размещения средств связи, способ удлинения линии связи (варианты), способ извлечения линии связи, способ удаления линии связи (варианты)
Номер патента: 18870
Опубликовано: 15.08.2012
Авторы: ДОНАТИ, Франческо, ПРЕНДИН, Уолтер, МАДДАЛЕНА, Данило, ТОФФОЛО, Джильберто
Формула / Реферат
Телеметрическая система для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом на поверхности, предназначенная для использования в бурильных или эксплуатационных колоннах, содержит устройства для передачи и, возможно, приема данных; активное транспортное средство (8) для разматывания и втягивания соединительной линии, которое может иметь различный уровень автоматизации, от дистанционного управления до полной автономности, и способно перемещаться внутри бурильной или эксплуатационной колонны; или пассивное транспортное средство (Е), перемещаемое посредством развертываемого троса и соответствующего устройства намотки/размотки троса, в частности лебедки; а также соединительную линию (9) для указанных устройств передачи и, возможно, приема данных, содержащую электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон и проходящую между точкой в скважине и соответствующей ей точкой, расположенной внутри транспортного средства или на поверхности.
Текст
(51) 21 47/12 (2006.01) 21 23/14 (2006.01) 21 44/00 (2006.01) 21 23/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ РАЗМАТЫВАНИЯ И ВТЯГИВАНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ,ПАССИВНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ РАЗМАТЫВАНИЯ И ВТЯГИВАНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ, ГАРАЖ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ, СПОСОБ УДЛИНЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ),СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ,СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ(57) Телеметрическая система для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом на поверхности, предназначенная для использования в бурильных или эксплуатационных колоннах, содержит устройства для передачи и,возможно, приема данных активное транспортное средство (8) для разматывания и втягивания соединительной линии, которое может иметь различный уровень автоматизации,от дистанционного управления до полной автономности, и способно перемещаться внутри бурильной или эксплуатационной колонны или пассивное транспортное средство (Е), перемещаемое посредством развертываемого троса и соответствующего устройства намотки/размотки троса, в частности лебедки а также соединительную линию (9) для указанных устройств передачи и,возможно,приема данных,содержащую электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон и проходящую между точкой в скважине и соответствующей ей точкой, расположенной внутри транспортного средства или на поверхности.(74) Тагбергенова Алма Таишевна Тагбергенова Модангуль Маруповна Касабекова Найля Ертисовна(54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВУНАПРАВЛЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ ТОЧКОЙ В СКВАЖИНЕ И ТЕРМИНАЛОМ,РАСПОЛОЖЕННЫМ НА ПОВЕРХНОСТИ,АКТИВНОЕ Настоящее изобретение относится к телеметрической системе для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом, расположенным на поверхности. В нефтедобывающей промышленности имеется значительный интерес к системам связи, которые способны передавать данные из забоя скважины на поверхность в реальном времени и с большой скоростью. Такая передача данных предпочтительно должна осуществляться одновременно с бурением и,следовательно, в присутствии циркулирующего бурового раствора. Последний перемещается внутри бурильной колонны до самого бурового долота, от которого он возвращается к поверхности, протекая в скважине снаружи от бурильной колонны раствор необходим по различным причинам, среди которых удаление продуктов бурения из скважины,уменьшение трения между бурильной колонной и стенками скважины,поддержание гидростатического баланса и т.д. В настоящее время наиболее часто используемый в нефтедобывающей промышленности способ передачи данных из забоя скважины основан на модуляции давления в потоке раствора. Этот способ,очевидно,имеет значительные ограничения с точки зрения пропускной способности канала, которая может достигать самое большее нескольких битов в секунду. Для передачи большого объема цифровых данных из забоя скважины можно использовать электрический кабель или оптическое волокно,расположенные внутри бурильной колонны. Этот кабель обычно является бронированным для защиты от воздействий окружающей среды, например, от механических напряжений,обусловленных протекающим в колонне раствором, который необходим в процессе бурения. В настоящее время этот подход затруднен из-за использования при бурении последовательно соединяемых труб,которые и формируют бурильную колонну. Поэтому всякий раз, когда добавляется новая секция колонны, кабель необходимо разъединять и заменять более длинным кабелем. Альтернативно,можно наращивать часть кабеля всякий раз, когда добавляется секция колонны, но это не только подразумевает значительный расход времени, но и уменьшает надежность вследствие сотен соединений,необходимых для достижения желаемой глубины скважины. Еще один подход может включать использование кабеля, который подают лебедкой, наматывая и разматывая его при добавлении каждой секции, при этом кабель должен быть заново соединен с забоем скважины после вставки каждой секции. Это второе решение по существу также неприемлемо вследствие того, что оно увеличивает время бурения и мешает организации работ, требуя пространства для размещения указанной лебедки вблизи от бурового оборудования. Ранее были предприняты различные попытки найти приемлемое решение, среди которых было использование кабеля, расположенного внутри колонны с перекрытием, и пары шкивов для удлинения этого кабеля. Этот подход в общем случае не обеспечивает желаемого удлинения и фактически непригоден из-за того, что поток раствора блокирует ход шкивов. Еще один подход основан на использовании проводников, расположенных внутри стенок труб колонны. При этом каждая секция снабжается соответствующими разъемами,которые соединяются с соседними секциями с формированием канала передачи. Неудобства этого подхода состоят в необходимости использования специальных и, следовательно, дорогостоящих бурильных труб и в низкой надежности канала связи, сформированного с использованием сотен таких соединений. Недавно в ЕР 553732 были предложены еще одно устройство и способ передачи данных между точкой в скважине и терминалом на поверхности,который предусматривает использование катушки с небронированным оптоволокном одноразового использования, расположенной около верхнего конца колонны. Один конец оптоволокна,намотанного на указанную катушку, соединен с контрольно-измерительной аппаратурой в забое скважины, в то время как другой конец соединен с системой приема данных на поверхности посредством хвостовой части, связанной с радиопередающей системой. Для добавления секции катушку и хвостовую часть опускают в колонну на длину секции и затем фиксируют после подключения новой секции катушку возвращают в верхний конец колонны, одновременно разматывая волокно с этой катушки. Главное неудобство этого подхода заключается в применении небронированного волокна, что необходимо для использования такой катушки, которая должна быть достаточно мала, чтобы не препятствовать прохождению раствора. Известно, что срок службы такого волокна меньше времени, необходимого для бурения. Кроме того, соединение секций колонны требует ручных операций со стороны обслуживающего персонала, что увеличивает продолжительность работ и приводит к возможности ошибок со стороны операторов. Кроме того, в заявке на патент Великобритании 2370590 предложена система связи, включающая устройства для передачи и, возможно, приема данных линию связи,соединяющую эти устройства катушку, которая расположена в забое скважины и с которой при удлинении состоящей из секций бурильной колонны отматывают необходимое количество кабеля и верхнее устройство для размещения и наматывания кабеля при уменьшении длины бурильной колонны. По нашему мнению, этому подходу присущ серьезный недостаток вследствие трения кабеля о внутреннюю поверхность труб, что делает невозможным его практическое использование в колоннах большой длины. Кроме того, при осуществлении указанной системы связи кабель будет загрязнен буровым раствором и это затруднит разматывание его должным образом с катушки. Из патента 5, 142, 990 известно самодвижущееся транспортное средство,предназначенное для передвижения в горизонтальной трубе по существу круглого поперечного сечения, которое имеет центральную несущую конструкцию, состоящую из элементов конструкции, размещенных в осевом направлении множество опор, размещенных перпендикулярно к этому направлению и имеющих полые штанги различных диаметров, которые расположены концентрически относительно продольной оси опоры и связаны друг с другом и с опорой средством вращения опоры вместе с полыми штангами относительно продольной оси. Целью настоящего изобретения является создание системы связи для использования внутри бурильных колонн,которая является двунаправленной, имеет высокую пропускную способность и может использоваться во время бурения, на основе использования линии связи,которая может содержать электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон, разматываемых с помощью активного, то есть оборудованного средствами перемещения,транспортного средства или пассивного транспортного средства,перемещаемого посредством троса, приводимого в движение соответствующим устройством намотки/размотки. Эта система связи позволяет, например,соединять устройство, расположенное вблизи бурового долота, с терминалом (оконечным блоком), расположенным на поверхности вблизи от бурового оборудования. Цифровые обозначения элементов системы,относящиеся к сопровождающим чертежам, даны исключительно для лучшего понимания изобретения и не должны рассматриваться как ограничения, задаваемые этими чертежами. Телеметрическая система, являющаяся объектом настоящего изобретения, которая предназначена для двунаправленной передачи данных между некоторой точкой в скважине и терминалом (А) на поверхности и может быть использована внутри бурильных или эксплуатационных колонн,включаетустройства для передачи и, возможно, приема данныхактивное транспортное средство (8) для разматывания и втягивания линии связи, которое может иметь различные уровни автоматизации, от исключительно дистанционного управления до полной автономности, и способно перемещаться внутри бурильной или эксплуатационной колонны или пассивное транспортное средство (Е),перемещаемое посредством развертываемого троса и соответствующего устройства намотки/размотки троса, в частности лебедкилинию связи (9) для указанных устройств передачи и, возможно, приема данных, содержащую электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон и проходящую между некоторой точкой в скважине и соответствующей точкой, расположенной внутри указанного транспортного средства или на поверхностикроме того, в случае бурильных колонн система может включать гараж (3) для размещения в нем активного транспортного средства (8) или пассивного транспортного средства (Е) вместе с устройствомнамотки/размотки троса, такой гараж допускает свободную циркуляцию бурового раствора и в то же время обеспечивает защиту указанного транспортного средства. В случае бурильных колонн точка в скважине, из которой передают данные, обычно является забоем(В) скважины, а линия связи (9) предпочтительно соединяет устройства передачи и, возможно, приема данных, находящиеся в забое (В) скважины, с соответствующей точкой, расположенной внутри транспортного средства. Связь между соответствующей точкой,расположенной в транспортном средстве, и терминалом (А) на поверхности может быть осуществлена посредством радиочастотной,оптической или акустической системы, или посредством скользящих контактов. В случае эксплуатационных колонн линия связи (9) обычно соединяет устройства передачи и, возможно, приема данных, находящиеся в некоторой точке (В) скважины,с соответствующей точкой,расположенной на поверхности. Активное транспортное средство (8), которое может быть оборудовано автоматикой различного уровня,от исключительно дистанционного управления до полной автономности, и способное перемещаться в трубах для разматывания и втягивания линии связи(9),содержащей электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон,которые обеспечивают передачу и, возможно, прием данных,может содержатьлебедку (19) для разматывания и втягивания линии связисредства снабжения транспортного средства(18) электроэнергиейэлектронные устройства (16) для управления и связисредства перемещения внутри трубыстопорные устройства (17) для обеспечения надежной остановки внутри трубы. Пассивное транспортное средство (Е) для разматывания и втягивания линии связи (9),содержащей электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон, которые обеспечивают передачу и, возможно, прием данных,может содержатьлебедку (19) для разматывания или втягивания линии связисредства снабжения указанного транспортного средства электроэнергиейэлектронные устройства для управления и связистопорные устройства (17) для обеспечения надежной остановки внутри трубы, при этом 3 транспортное средство связано посредством отсоединяемого развертываемого тросаи прицепляющего/отцепляющего устройствас соответствующим устройствомнамотки/ размотки троса, в частности с лебедкой, которая может быть расположена внутри гаража, если он имеется, или вне колонны. Использование активного или пассивного транспортного средства решает проблемы,перечисленные выше, и, в частности, позволяет использовать как кабели, выполненные из волокна без оболочки, так и бронированные кабели, а также электрические кабели, способные противостоять окружающей среде в течение времени,необходимого для бурения, и не вносящие никаких помех в сам процесс бурения. Предпочтительно, чтобы указанная линия была намотана на катушку, которая в случае бурильных колонн может быть расположена в нижней части транспортного средства. Средства снабжения активного или пассивного транспортного средства электроэнергией могут представлять собой батареи или могут включать саму линию связи. Кроме того, в указанном активном или пассивном транспортном средстве может быть предусмотрен верхний соединитель(11),предназначенный для соединения транспортного средства непосредственно с гаражом, если транспортное средство находится в немв случае активного транспортного средства соединение происходит тогда, когда транспортное средство находится непосредственно в гаражев случае пассивного транспортного средства соединение происходит тогда,когда прицепляющее/отцепляющее устройствовходит в контакт с указанным соединителем (11), который,только в данном случае, выполняет также функцию удерживания самого транспортного средства. Специалистам в данной области техники понятно, что этот соединитель может быть бесконтактным, например с использованием магнитной индукции, чтобы обеспечить соединение в присутствии воды и раствора. Согласно настоящему изобретению, активное транспортное средство может также выполнять другие функции, например проверку, ремонт,замену частей на этот случай могут быть предусмотрены устройства для измерения и обнаружения, средства получения телевизионных и/или акустических изображений,средства приведения в действие устройств и средства перемещения частей. Как сказано выше, в случае бурильных колонн может также использоваться гараж,предназначенный для размещения в нем активного или пассивного транспортного средства и допускающий свободную циркуляцию бурового раствора и, одновременно, защиту указанного транспортного средства. Гараж для размещения активного или пассивного транспортного средства составляет еще один предмет настоящего изобретения он устанавливается под верхним приводным устройством (1) и привинчивается к бурильной колонне (2), этот гараж содержит, в направлении изнутри наружу, подходящий контейнер, имеющий по существу цилиндрическую форму и форму усеченного конуса в местах соединений (10) его частей, в который может быть вставлено указанное транспортное средство, и стенку, имеющую по существу цилиндрическую форму и форму усеченного конуса в местах соединений его частей,причем между указанным контейнером и стенкой имеется пространство, допускающее свободную циркуляцию бурового раствора, а указанный по существу цилиндрический контейнер установлен в требуемом положении посредством опор (С). Гараж может также содержать радиочастотные, оптические или акустические устройства связи- батареи (5), в которых запасена энергия для помещенного в гараж транспортного средства- в случае пассивного транспортного средства лебедку и трос для перемещения такого транспортного средства, при этом на конце троса может быть расположено соответствующее прицепляющее/отцепляющее устройство. Электроэнергия в гараж может также поступать по электрическому кабелю, идущему из верхнего приводного устройства, возможно с использованием скользящих контактов. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны с использованием активного транспортного средства,этот способ включаетприостановку потока растворавывод активного транспортного средства из гаража, в котором оно находилось, и ввод указанного транспортного средства в последнюю вставленную секцию колоннывставку новой секции колоннывозврат транспортного средства в гараж с одновременным разматыванием и натягиванием линиизатягивание резьбовых соединений и возобновление потока раствора. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны с использованием пассивного транспортного средства, этот способ включаетприостановку потока раствораспуск в последнюю вставленную секцию колонны транспортного средства, подвешенного на прицепляющем/отцепляющем устройстве на конце троса,отматываемого лебедкой,которая расположена внутри гаража освобождение отцепляющего устройства и возврат этого устройства лебедкойвставку новой секции колоннывозврат транспортного средства в гараж с использованием троса, разматываемого лебедкой, и 4 прицепляющего/отцепляющего устройства,расположенного на конце указанного тросазатягивание резьбовых соединений и возобновление потока раствора. Ниже со ссылками на фиг.1-6 описаны варианты выполнения системы согласно настоящему изобретению, активного транспортного средства,пассивного транспортного средства, гаража, а также способы удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны. На фиг.1 представлен один из вариантов выполнения телеметрической системы,на фиг.2 представлено сечение важнейших компонентов телеметрической системы,на фиг.3 представлен один из вариантов выполнения активного транспортного средства,на фиг.4 представлен один из вариантов выполнения системы, которая включает пассивное транспортное средство, то есть средство без средств перемещения, и соответствующие трос и лебедку,предназначенные для перемещения указанного транспортного средства,на фиг.5 схематично показаны основные этапы способа удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны при использовании активного транспортного средства,на фиг.6 схематично показаны основные этапы способа удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны при использовании пассивного транспортного средства. В процессе бурения активное транспортное средство (8) расположено внутри гаража (3),установленного под верхним приводным устройством (1) и привинченного к обычной бурильной колонне (2). В гараже имеется соответствующий контейнер(10), который установлен в подходящем месте с помощью опор (С) и в который может быть вставлено транспортное средство. Пространство между указанным контейнером и внутренней стенкой гаража обеспечивает свободную циркуляцию бурового раствора (4). Кроме того, в гараже может быть установлена главная аккумуляторная батарея (5), в которой хранится энергия, необходимая для проведения всех требуемых операций. В другом варианте выполнения настоящего изобретения батарея отсутствует и вместо нее имеется вращающийся разъем, который обеспечивает непосредственное соединение аккумуляторов транспортного средства с системой зарядки аккумуляторов, работающей от электросети. При использовании пассивного транспортного средства в гараже также размещена лебедкаи трос,на конце которого имеется прицепляющее/отцепляющее устройстводля перемещения указанного транспортного средства. В процессе обычного бурения линия (9) проходит в колонне, соединяя передающую/ приемную систему, находящуюся в забое (В) скважины, с симметричной ей точкой, находящейся в транспортном средстве. Бесконтактное соединение посредством радиосвязи (6) завершают перечень компонентов оборудования высокоскоростной связи в реальном времени между устройством,находящимся в забое скважины, и терминалом (А) на поверхности. Альтернативно, можно заменить радиочастотное соединение электрическими проводниками или оптическим волокном и вращающимся разъемом,например, включающим скользящие контакты, для обеспечения соединения между гаражом, который вращается, и неподвижным терминалом линии передачи данных. При использовании активного транспортного средства (8) удлинение линии связи во время вставки новой секции колонны можно выполнить следующим образомпоток раствора приостанавливают способом,обычным для вставки новой секции колонны(фиг.5 а)посылают транспортному средству команду покинуть гараж (3) и войти в последнюю вставленную секцию колонны (трубу ) (фиг.5)обычным способом присоединяют новую секцию колонны (трубу 1) (фиг.5 с)посылают транспортному средству команду возвратиться в гараж (фиг.5), в процессе этого перемещения транспортное средство высвобождает участок линии связи соответствующей длины,поддерживая должное натяжение этой линиипосле затягивания резьбовых соединений восстанавливают поток раствора и вновь запускают процесс бурения. Команда приведения транспортного средства в движение может быть передана посредством радиосвязи между гаражом и транспортным средством или другим способом, например с использованием оптической или ультразвуковой связи. При использовании пассивного транспортного средства (Е) удлинение линии связи во время вставки новой секции колонны можно выполнить следующим образомпоток раствора приостанавливают способом,обычным для вставки новой секции колоны(трубу ) колонны транспортное средство,подвешенное на прицепляющем/отцепляющем устройствена конце троса , разматываемого лебедкой , которая расположена внутри гаража(3) освобождают отцепляющее устройство и возвращают указанное устройство назад лебедкой(фиг.6)обычным образом присоединяют новую секцию колонны (трубу 1)(фиг.6)пассивное транспортное средство прицепляют с помощью прицепляющего/отцепляющего устройствак концу троса , перемещаемого лебедкой , расположенной в гараже (3), и поднимают назад в указанный гараж (фиг.6)после затягивания резьбовых соединений восстанавливают поток раствора и вновь запускают процесс бурения. 5 Извлечение колонны и, следовательно, демонтаж труб, составляющих колонну, может быть выполнен в обратном порядке по сравнению с вышеописанной процедурой, т.е. путем подачи команды активному транспортному средству опуститься или спуском пассивного транспортного средства в демонтируемую секцию с одновременной намоткой части линии соответствующей длины. Альтернативно, учитывая низкую стоимость линии связи по сравнению с эксплуатационными расходами буровой установки, эту линию можно удалить путем извлечения активного или пассивного транспортного средства из колонны,используя лебедку на поверхности вместе с устройством для перерезания кабеля,расположенным рядом с устройством связи в забое скважины. В другом возможном варианте выполнения настоящего изобретения, активное или пассивное транспортное средство способно производить дополнительную механическую операцию, которая позволяет выпускать извлеченную часть кабеля непосредственно из верхнего конца транспортного средства. Выпущенную таким образом часть кабеля отрезают вручную операторы бурильного оборудования или ее автоматически отрезает само транспортное средство. В еще одном возможном варианте выполнения настоящего изобретения в верхний конец колонны опускают контейнер, который является достаточно длинным, чтобы вместить удаляемую линию. Затем указанный контейнер, толкаемый потоком раствора и/или под действием своего собственного веса,движется в направлении нижнего конца колонны,собирая внутри себя весь размотанный в колонне кабель. Контейнер останавливается в нижнем конце колонны,где имеется соответствующее блокирующее устройство. Указанный блок может быть сконструирован специалистами в данной области техники так, чтобы он допускал свободную циркуляцию раствора и извлечение контейнера на поверхность с использованием средств и устройств,известных специалистам. Активное транспортное средство может иметь дистанционное управление, как описано выше, или может быть полностью автономным, то есть способным осуществить все действия на основе программы, хранимой во встроенном компьютере, и данных, получаемых от соответствующих датчиков. Активное транспортное средство содержит лебедку (19) для линии связи, батареи (18),электронные средства (16) управления и связи,средства перемещения, блок (17) блокировки и верхний соединитель (11) . В еще одном возможном варианте выполнения настоящего изобретения транспортное средство (Е) является пассивным, то есть не содержит средств перемещения в этом случае перемещение обеспечивается лебедкой , расположенной в гараже (3), и тросом, на конце которого может находиться прицепляющее/отцепляющее устройство(активном или пассивном) может быть не очень большой, поскольку в процессе бурения и цикла сборки/демонтажа штанги транспортное средство в течение долгого времени остается в гараже, где оно получает электроэнергию из соединителя. Лебедка (19) способна разматывать линию,поддерживая требуемое натяжение. Кроме того,лебедка может частично или полностью вновь намотать ранее размотанную линию, постоянно поддерживая соответствующее натяжение. Специалистам в данной области техники понятно,что лебедка может быть выполнена в рамках известных технических решений, например с использованием цилиндра, на который наматывают линию и который приводится в действие управляемым двигателем так, чтобы создавать,например, постоянную заранее заданную силу для поддержания должного натяжения линии. Лебедка может также включать распределитель,обеспечивающий упорядоченную намотку/размотку линии. В частном варианте выполнения настоящего изобретения, относящемся к использованию активного транспортного средства, средства перемещения содержат двигатель(12),соответствующие передаточные механизмы (13) и колесо (14), которое упирается во внутреннюю поверхность трубы. В иллюстрируемом варианте выполнения изобретения пара колес прижимается к поверхности трубы посредством пружины (15). В другом варианте выполнения изобретения используются гусеницы, которые прижимаются к противоположным поверхностям трубы с помощью пружин. В еще одном варианте выполнения изобретения используется система фиксации,которая расширяется и прикрепляется к внутренней точке трубы, совместно с системой перемещения,которая заставляет транспортное средство скользить относительно фиксатора. Когда достигается конец области перемещения, приводят в действие вторую систему фиксации, а первую отпускают, что обеспечивает последовательное перемещение транспортного средства. Специалистам должно быть понятно, что на современном уровне техники имеется много средств обеспечения перемещения в трубах, и все они находятся в рамках настоящего изобретения. Блок блокировки обеспечивает надежную остановку транспортного средства в трубе. Эта остановка может быть необходима для отключения средств перемещения, когда транспортное средство простаивает в течение долгого времени, с целью уменьшения разряда батарей и для обеспечения общей безопасности в случае неисправности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Телеметрическая система для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом (А) на поверхности для использования внутри бурильных или эксплуатационных колонн,содержащая 6- устройства для передачи и, возможно, приема данных- активное транспортное средство (8) для разматывания и втягивания линии связи, которое может иметь различные уровни автоматизации, от исключительно дистанционного управления до полной автономности, и способно перемещаться внутри бурильной или эксплуатационной колонны или пассивное транспортное средство (Е),перемещаемое посредством троса и соответствующего устройстванамотки/размотки троса- линию связи (9) для указанных устройств передачи и, возможно, приема данных, содержащую электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон и проходящую между точкой в скважине и соответствующей ей точкой,расположенной внутри указанного транспортного средства или на поверхности,отличающаяся тем, что активное или пассивное транспортное средство содержит- лебедку (19) для разматывания или втягивания линии- средства снабжения транспортного средства электроэнергией- электронные устройства управления и связи- стопорные устройства (17) для обеспечения надежной остановки внутри трубы, и- предназначенные только для активного транспортного средства устройства перемещения внутри колонны. 2. Телеметрическая система по п.1,отличающаяся тем, что в случае бурильных колонн указанная точка в скважине является забоем (В) скважины. 3. Телеметрическая система по п.1 или 2,отличающаяся тем, что в случае бурильных колонн имеется также гараж (3) для размещения в нем активного транспортного средства (8) или пассивного транспортного средства (Е) вместе с устройством намотки/размотки троса, при этом гараж допускает свободную циркуляцию бурового раствора и в то же время обеспечивает защиту указанного транспортного средства. 4. Телеметрическая система по п.1 или 2,отличающаяся тем, что в случае бурильных колонн линия связи (9) соединяет устройства передачи и,возможно, приема данных, находящиеся в забое (В) скважины,с соответствующей точкой,расположенной внутри транспортного средства. 5. Телеметрическая система по п.4,отличающаяся тем,что связь между соответствующей точкой скважины, расположенной внутри транспортного средства, и терминалом (А) на поверхности осуществляется посредством радиочастотной, оптической или акустической системы. 6. Телеметрическая система по п.4,отличающаяся тем,что связь между соответствующей точкой скважины, расположенной внутри транспортного средства, и терминалом (А) на поверхности осуществляется посредством скользящих контактов. 7. Телеметрическая система по п.1,отличающаяся тем, что в случае бурильных колонн линия связи (9) соединяет устройства передачи и,возможно, приема данных, находящиеся в точке (В) в скважине,с соответствующей точкой,расположенной на поверхности. 8. Активное транспортное средство (8) для разматывания и втягивания линии связи (9),содержащей электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон, которые обеспечивают передачу и, возможно, прием данных,отличающееся тем, что содержит- лебедку (19) для разматывания или втягивания линии связи- средства снабжения транспортного средства- средства перемещения внутри трубы- стопорные устройства (17) для обеспечения надежной остановки внутри трубы. 9. Активное транспортное средство по п.8,отличающееся тем, что средства перемещения содержат двигатель(12),соответствующие передаточные механизмы (13) и, по меньшей мере,одно колесо (14), которое упирается во внутреннюю поверхность трубы под действием пружины (15). 10. Активное транспортное средство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что имеет различные уровни автоматизации, от исключительно дистанционного управления до полной автономности. 11. Пассивное транспортное средство (Е) для разматывания и втягивания линии связи (9),содержащей электрические проводники и/или одно или несколько оптических волокон, которые обеспечивают передачу и, возможно, прием данных,отличающееся тем, что содержит- лебедку (19) для разматывания или втягивания линии связи- средства снабжения указанного транспортного средства электроэнергией- электронные устройства для управления и связи и- стопорные устройства (17) для обеспечения надежной остановки внутри трубы, причем транспортное средство связано посредством отсоединяемого развертываемого тросаи прицепляющего/отцепляющего устройствас соответствующим устройством намотки/размотки троса, которое может быть расположено внутри гаража, если он имеется, или вне колонны. 12. Транспортное средство по п.8 или 11,отличающееся тем, что средства снабжения электроэнергией представляют собой батареи. 13. Транспортное средство по п.8 или 11,отличающееся тем, что средства снабжения электроэнергией образованы самой линией связи(9). 14. Транспортное средство по п.8 или 11,отличающееся тем, что содержит верхний соединитель (11) для соединения транспортного 7 средства с гаражом, предназначенным для размещения этого транспортного средства. 15. Транспортное средство по п.8 или 11,отличающееся тем, что оно может также содержать- устройства для измерения и обнаружения- устройство для передачи телевизионных и/или акустических изображений- средства приведения устройств в действие- устройства для перемещения частей. 16. Гараж (3) для размещения активного транспортного средства или пассивного транспортного средства, устанавливаемый под верхним приводным устройством(1) и привинчиваемый к бурильной колонне (2), который содержит, в направлении изнутри наружу,подходящий контейнер, имеющий по существу цилиндрическую форму и форму усеченного конуса в местах соединений (10), в который может быть вставлено указанное транспортное средство, и стенку, имеющую по существу цилиндрическую форму и форму усеченного конуса в местах соединений, причем между указанным контейнером и стенкой имеется пространство, допускающее свободную циркуляцию бурового раствора, а указанный по существу цилиндрический контейнер установлен в требуемом положении посредством опор (С). 17. Гараж по п.16, который содержит радиочастотную, оптическую или акустическую систему связи. 18. Гараж по п.16, который содержит батареи (5),в которых запасена энергия для помещенного в гараж транспортного средства. 19. Гараж по п.16, в котором энергия подается по электрическому кабелю, идущему от верхнего приводного устройства, например, при помощи скользящих контактов. 20. Гараж по п.16, который содержит средства соединения с помещенным в гараж транспортным средством. 21. Способ удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны с использованием активного транспортного средства, включающий- вывод активного транспортного средства (8) из гаража (3), в котором оно находилось, и ввод указанного транспортного средства в последнюю вставленную секцию колонны- вставку новой секции колонны- возврат транспортного средства в гараж с одновременным разматыванием и натягиванием линии- затягивание резьбовых соединений и возобновление потока раствора. 22. Способ удлинения линии связи при вставке новой секции бурильной колонны с использованием пассивного транспортного средства, включающий следующие шаги- спуск в последнюю вставленную секцию колонны пассивного транспортного средства (Е)- вставку новой секции колонны- затягивание резьбовых соединений и возобновление потока раствора, отличающийся тем, что спуск в последнюю вставленную секцию колонны и подъем в гараж пассивного транспортного средства осуществляют с помощью прицепляющего/отцепляющего устройства,находящегося на конце троса , перемещаемого лебедкой , которая расположена внутри гаража(3) и после спуска пассивного транспортного средства прицепляющее/отцепляющее устройство освобождают и возвращают лебедкой. 23. Способ извлечения линии связи (9) в системе по п. 1 в процессе извлечения колонны и последовательного демонтажа трубы, составляющей эту колонну, путем опускания транспортного средства в удаляемую секцию и намотки линии связи, отличающийся тем, что опускают активное транспортное средство путем подачи команды или пассивное транспортное средство посредством троса, приводимого в движение соответствующим устройством намотки/размотки, и одновременно наматывают часть линии связи соответствующей длины. 24. Способ удаления линии связи (9) в системе по п. 1 путем извлечения активного или пассивного транспортного средства из колонны и путем использования лебедки,расположенной на поверхности, вместе с устройством для перерезания кабеля, расположенным рядом с устройствами связи в забое скважины. 25. Способ удаления линии связи (9) в системе по п. 1 в процессе извлечения колонны и последовательного демонтажа трубы, составляющей эту колонну, осуществляемый с помощью активного или пассивного транспортного средства, которое снабжено дополнительной механической функцией,позволяющей ему выпускать извлекаемую часть кабеля непосредственно из верхнего конца транспортного средства, причем выпущенную таким образом часть кабеля отрезают операторы бурильной колон или отрезает само транспортное средство. 26. Способ удаления линии связи (9) в системе по п. 1 с помощью контейнера, который является достаточно длинным, чтобы вместить удаляемую линию, при этом указанный контейнер опускают в верхний конец колонны, и он перемещается,толкаемый потоком раствора и/или под действием собственного веса, в направлении нижнего конца колонны, собирая внутри себя весь размотанный в колонне кабель,после чего контейнер останавливают в нижнем конце колонны, где имеется соответствующее блокирующее устройство.
МПК / Метки
МПК: E21B 47/12, E21B 23/00, E21B 23/14, E21B 44/00
Метки: поверхности, пассивное, гараж, размещения, точкой, способ, связи, активное, линии, втягивания, средство, варианты, передачи, между, двунаправленной, расположенным, терминалом, удаления, система, удлинения, разматывания, транспортное, средств, извлечения, скважине, телеметрическая, данных
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/12-18870-telemetricheskaya-sistema-dlya-dvunapravlennojj-peredachi-dannyh-mezhdu-tochkojj-v-skvazhine-i-terminalom-raspolozhennym-na-poverhnosti-aktivnoe-transportnoe-sredstvo-dlya-razmatyv.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Телеметрическая система для двунаправленной передачи данных между точкой в скважине и терминалом, расположенным на поверхности, активное транспортное средство для разматывания и втягивания линии связи, пассивное транспортное средство для разматывания и втягивания линии связи, гараж для размещения средств связи, способ удлинения линии связи (варианты), способ извлечения линии связи, способ удаления линии связи (варианты)</a>