RU2290673C2 - Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method - Google Patents
Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290673C2 RU2290673C2 RU2005107601/28A RU2005107601A RU2290673C2 RU 2290673 C2 RU2290673 C2 RU 2290673C2 RU 2005107601/28 A RU2005107601/28 A RU 2005107601/28A RU 2005107601 A RU2005107601 A RU 2005107601A RU 2290673 C2 RU2290673 C2 RU 2290673C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetometers
- inclinometer
- interference
- magnetic
- downhole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области инклинометрии буровых скважин и может быть использовано в нефте- и газопромысловой геофизике для определения пространственного положения ствола скважины: зенитного угла, азимута и угла отклонителя.The invention relates to the field of inclinometry of boreholes and can be used in oil and gas field geophysics to determine the spatial position of the wellbore: zenith angle, azimuth and deflector angle.
Интересы повышения отдачи месторождений нефти и газа вызвали развитие горизонтального и наклонно-горизонтального бурения, когда проходка скважин производится непосредственно в пластах залегания.The interests of increasing the return on oil and gas fields have led to the development of horizontal and inclined horizontal drilling, when wells are drilled directly in the strata.
Задача инклинометрии (навигации) в этом случае состоит в формировании траектории ствола разбуриваемой скважины с точностью, определяемой параметрами месторождения, главным образом, толщиной пласта и его протяженностью. Обычно эти операции производятся на глубинах 1-2 км при длине горизонтального участка скважины до 3-5 км, а толщина продуктивного пласта, в который должна попасть колонна буровых труб, составляет от 2-х до 30 м. Эти обстоятельства определяют требования к инклинометрии не только по выработке параметров траектории ствола скважины, но и по решению задач контроля и управления процессом бурения.The task of inclinometry (navigation) in this case is to form the trajectory of the wellbore of the drilled well with an accuracy determined by the parameters of the field, mainly the thickness of the formation and its length. Typically, these operations are carried out at depths of 1-2 km with a horizontal section of the well up to 3-5 km, and the thickness of the reservoir, into which the drill pipe string is supposed to fall, is from 2 to 30 m. These circumstances determine the inclinometry requirements. not only to develop the parameters of the wellbore trajectory, but also to solve the problems of monitoring and control of the drilling process.
Источниками информации для решения этих задач являются чувствительные элементы, измеряющие компоненты вектора силы тяжести и вектора напряженности магнитного поля Земли. При этом для определения зенитных углов и угла отклонителя достаточно информации от акселерометров, составляющих триаду приборов с ортогональными осями чувствительности. Но наиболее сложной задачей здесь является определение направления ствола скважины в азимуте. Эта задача решается с помощью блока феррозондов, состоящего из триады магнитометров с ортогональными осями чувствительности и измеряющего компоненты вектора напряженности магнитного поля Земли, величина которых зависит от ориентации блока феррозондов относительно магнитного меридиана. На этом принципе основано подавляющее большинство способов измерений, применяемых при инклинометрии в необсадных скважинах. Методика измерений, приборы, а также алгоритмия обработки их сигналов в вычислительном устройстве достаточно подробно описаны в литературе. Способ, описанный в книге Исаченко В.Х. (Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987, стр.36-40), принимается за прототип данного изобретения.Sources of information for solving these problems are sensitive elements that measure the components of the gravity vector and the earth's magnetic field vector. Moreover, to determine the zenith angles and the deflector angle, there is enough information from the accelerometers that make up the triad of devices with orthogonal sensitivity axes. But the most difficult task here is to determine the direction of the wellbore in azimuth. This problem is solved with the help of a block of flux gates, consisting of a triad of magnetometers with orthogonal axes of sensitivity and measuring the components of the Earth's magnetic field vector, the magnitude of which depends on the orientation of the block of flux gates relative to the magnetic meridian. The vast majority of measurement methods used in inclinometry in non-casing wells are based on this principle. The measurement technique, instruments, as well as the algorithm for processing their signals in a computing device are described in sufficient detail in the literature. The method described in the book Isachenko V.Kh. (Well inclinometry. M .: Nedra, 1987, pp. 36-40), is taken as a prototype of this invention.
По точности выработки информации о направлении меридиана при инклинометрии в необсаженных скважинах методы измерений с помощью феррозондов вполне бы устраивали потребителей при решении задач внутрискважинной навигации, контроля и управления буровым агрегатом (ряд моделей феррозондов обеспечивают определение азимута с погрешностью до 0,1 град.), если бы сигналы магнитометров не искажались помехами от ферромагнитных предметов в составе бурильного комплекса (стальных труб, электрических машин и т.д.). Девиации магнитометров вследствие этих помех достигают величин, на порядки превышающих их собственные погрешности. Для снижения влияния этих помех магнитометры приходится располагать достаточно далеко от забойного агрегата и стальных утяжеленных труб. Поэтому технология бурения наклонно направленных скважин предусматривает установку между забойным агрегатом и инклинометром с феррозондами вставки из немагнитных труб длиной несколько метров (иногда до 20 м).According to the accuracy of generating information about the direction of the meridian during inclinometry in open-hole wells, measurement methods using fluxgates would well suit consumers when solving the problems of downhole navigation, monitoring and control of a drilling unit (a number of fluxgate models provide azimuth determination with an error of up to 0.1 degrees) if so that the magnetometer signals are not distorted by interference from ferromagnetic objects in the drilling complex (steel pipes, electric machines, etc.). The deviations of the magnetometers as a result of these interference reach values that are orders of magnitude greater than their own errors. To reduce the influence of these disturbances, magnetometers have to be located far enough from the downhole unit and steel weighted pipes. Therefore, the technology of drilling directional wells provides for the installation of an insert from non-magnetic pipes several meters long (sometimes up to 20 m) between the bottomhole unit and the inclinometer with flux gates.
Однако удаление забойного агрегата от измерительных приборов инклинометра на дистанции, сравнимые с размерами продуктивного пласта, в котором производится направленное бурение, затрудняет решение задач навигации, контроля и управления процессом бурения, поскольку информация о пространственном положении ствола скважины, вырабатываемая чувствительными элементами в месте их установки, неадекватна положению в зоне забойного агрегата, удаленного от феррозондов колонной изгибающихся труб большой длины. Это является основным недостатком прототипа.However, the removal of the downhole assembly from the inclinometer measuring instruments at a distance comparable to the dimensions of the reservoir in which directional drilling is performed makes it difficult to solve the problems of navigation, control and management of the drilling process, since the information about the spatial position of the wellbore generated by sensitive elements at the installation site, inadequate in the position in the zone of the downhole aggregate, remote from the flux gates by a column of bending pipes of large length. This is the main disadvantage of the prototype.
Другие очевидные недостатки общепринятых способов измерения магнитного азимута с помощью феррозондов, удаленных немагнитными трубами от ферромагнитных элементов забойного агрегата, состоят в громоздкости конструкции системы и высокой стоимости немагнитных труб из специальных сплавов.Other obvious disadvantages of conventional methods for measuring magnetic azimuth with the help of flux probes removed by non-magnetic pipes from the ferromagnetic elements of the downhole assembly are the cumbersome design of the system and the high cost of non-magnetic pipes from special alloys.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерений пространственного положения ствола скважин путем определения и компенсации помех, возникающих в магнитометрах, входящих в состав феррозонда, вследствие влияния намагниченных элементов конструкции забойного агрегата. При этом возможно исключение из конструкции бурильного комплекса вставок из немагнитных труб между забойным агрегатом и измерительным модулем инклинометра.The objective of the invention is to increase the accuracy of measurements of the spatial position of the wellbore by determining and compensating for interference that occurs in the magnetometers that make up the flux-gate, due to the influence of magnetized structural elements of the downhole assembly. In this case, it is possible to exclude inserts from non-magnetic pipes between the bottomhole assembly and the inclinometer measuring module from the design of the drilling complex.
Решение поставленной задачи достигается тем, что измерения производят с помощью дополнительных идентичных феррозондов, введенных в состав инклинометра, и которые устанавливают в корпусе на известные расстояния относительно друг друга, подключают к дополнительным входам вычислительного устройства, в котором по показаниям магнитометров определяются коэффициенты a, b формульной зависимости помехи от ферромагнитных элементов конструкции забойного агрегата:The solution of this problem is achieved by the fact that measurements are made using additional identical fluxgates introduced into the inclinometer, and which are installed in the housing at known distances relative to each other, connected to additional inputs of the computing device, in which the coefficients a, b of the formula dependencies of interference from ferromagnetic elements of the construction of the downhole assembly:
где Н - проекции текущих значений магнитной помехи;where H is the projection of the current values of magnetic interference;
S - расстояние от источника помехи до магнитометров,S is the distance from the source of interference to the magnetometers,
после чего вычисляют значения помехи в показаниях магнитометров и вводят поправки на ее величины в выходные сигналы.then calculate the interference values in the readings of the magnetometers and introduce corrections for its values in the output signals.
Физический принцип, на котором основан предлагаемый способ, состоит в том, что помеха, индуцированная намагниченными ферромагнитными предметами и искажающая полезный сигнал магнитометра о компонентах магнитного поля Земли, зависит от расстояния между этими предметами и магнитометрами.The physical principle on which the proposed method is based is that the interference induced by magnetized ferromagnetic objects and distorting the useful magnetometer signal about the components of the Earth’s magnetic field depends on the distance between these objects and magnetometers.
Теоретическая зависимость показаний магнитометра от расстояния до генератора помехи выражается функцией (1) вида квадратичной гиперболы, характеризующей распространение в пространстве магнитных полей от локального источника. Следует отметить, однако, что в случае сложной конфигурации элементов конструкции бурильной системы с высокой степенью неоднородности намагничивания ее составных частей генерация поля помехи в окружающем пространстве определяется более сложной закономерностью; то есть теоретическая зависимость показаний магнитометров от их расположения может несколько отличаться от упрощенной модели, описываемой формулой (1), но тенденция изменения реакции магнитометров, различно расположенных в измерительном модуле инклинометра, сохраняется прежней.The theoretical dependence of the magnetometer readings on the distance to the interference generator is expressed by function (1) of the form of a quadratic hyperbola characterizing the propagation in space of magnetic fields from a local source. It should be noted, however, that in the case of a complex configuration of the structural elements of the drilling system with a high degree of heterogeneity of the magnetization of its components, the generation of the noise field in the surrounding space is determined by a more complex pattern; that is, the theoretical dependence of the magnetometer readings on their location may slightly differ from the simplified model described by formula (1), but the tendency for the reaction of the magnetometers differently located in the measuring module of the inclinometer to remain the same.
Это может быть выявлено экспериментально при калибровке инклинометра, однако в условиях эксплуатации при проходке скважины вследствие магнитострикционных явлений параметры намагниченности элементов конструкции, связанных с забойным агрегатом, могут существенно отличаться от величин, определенных при калибровке в наземных условиях.This can be detected experimentally during the calibration of the inclinometer; however, under operating conditions during well drilling due to magnetostrictive phenomena, the magnetization parameters of the structural elements associated with the downhole assembly can significantly differ from the values determined during calibration under ground conditions.
Схема с несколькими магнитометрами, разнесенными в конструкции измерительного модуля инклинометра при одинаково ориентированных осях чувствительности, функционально эквивалентна устройству магнитного градиентометра, способного решить эту задачу непосредственно в скважине, поскольку идентификация функции (1) зависимости помехи от расстояния до источника возмущающего магнитного поля путем обработки показаний магнитометров при современных средствах вычислительной техники не представляет трудностей.A circuit with several magnetometers spaced in the design of the measuring module of the inclinometer with the same sensitivity axes is functionally equivalent to a magnetic gradiometer device that can solve this problem directly in the well, since the identification of function (1) depends on the distance from the source of the disturbing magnetic field by processing magnetometer readings with modern computer technology is not difficult.
Коэффициенты формулы (1) определяются известными методами, например, методом наименьших квадратов или другими методами. Эти методы описаны в литературе (см., например, Бахвалов Н.С., Жидков Н.П. Численные методы. М.: Наука, 1987; Каханер Д., Моулер К. Численные методы и программное обеспечение. М.: Мир, 2001).The coefficients of formula (1) are determined by known methods, for example, the least squares method or other methods. These methods are described in the literature (see, for example, Bakhvalov N.S., Zhidkov N.P. Numerical methods. M: Nauka, 1987; Kakhaner D., Mowler K. Numerical methods and software. M: Mir, 2001).
Принцип определения коэффициентов формулы (1) основан на идентификации ее коэффициентов по заданным ординатам (показаниям магнитометров) функции в нескольких точках при известных соотношениях между абсциссами этих точек (расстояния между магнитометрами), поскольку последние отражают расположение магнитометров в конструкции измерительного модуля (представленное, например, на сборочном чертеже). Методически эта задача сводится к составлению и решению системы алгебраических уравнений относительно искомых коэффициентов.The principle of determining the coefficients of formula (1) is based on the identification of its coefficients by given ordinates (magnetometer readings) of the function at several points with known ratios between the abscissas of these points (distance between the magnetometers), since the latter reflect the location of the magnetometers in the design of the measuring module (presented, for example, in the assembly drawing). Methodologically, this problem reduces to compiling and solving a system of algebraic equations with respect to the desired coefficients.
Сравнением показаний магнитометров и их дальнейшей обработкой в вычислительном устройстве определяются параметры (а, b) формулы (1) помехи H(s), по этой формуле вычисляется поправка на величину помехи для каждого магнитометра, после чего она вводится в выходные показания инклинометра.By comparing the readings of the magnetometers and their further processing in the computing device, the parameters (a, b) of the interference formula (1) H (s) are determined, this formula calculates the correction for the interference value for each magnetometer, after which it is entered into the output of the inclinometer.
В результате применения одного из вариантов предлагаемого способа измерения магнитного азимута в скважинном инклинометре с помощью группы феррозондов можно приблизить измерительный модуль инклинометра к забойному агрегату, тем самым исключив из состава конструкции бурильного комплекса немагнитные трубы между забойным агрегатом и инклинометром.As a result of applying one of the variants of the proposed method for measuring magnetic azimuth in a borehole inclinometer using a group of fluxgates, the inclinometer measuring module can be brought closer to the downhole assembly, thereby eliminating non-magnetic pipes between the borehole assembly and the inclinometer from the structure of the drilling complex.
Но компенсация магнитных помех со стороны конструкции забойного агрегата снизу от инклинометра с группой феррозондов не устраняет влияния колонны стальных труб бурильного комплекса с другой стороны - сверху от инклинометра. Это определяет постановку задачи устранения влияния магнитных помех при установке инклинометра между двумя источниками.But the compensation of magnetic interference from the side of the downhole assembly design below the inclinometer with a group of fluxgates does not eliminate the influence of the steel pipe string of the drilling complex on the other hand, above the inclinometer. This determines the statement of the problem of eliminating the influence of magnetic interference when installing an inclinometer between two sources.
Решение этой задачи состоит в том, что измерения производят с помощью дополнительной группы феррозондов, аналогичной первой, устанавливая ее так, чтобы расстояние между ними превышало наибольший габарит конструкции каждой группы, подключают ее к вычислительному устройству, в котором по показаниям магнитометров определяются коэффициенты a1, b1, a2, b2 формульной зависимости помехи от ферромагнитных элементов конструкции забойного агрегата и колонны труб, расположенных по разные стороны от корпуса инклинометра:The solution to this problem is that the measurements are carried out using an additional group of fluxgates, similar to the first, setting it so that the distance between them exceeds the largest dimension of the design of each group, connect it to a computing device in which the coefficients a 1 are determined by the readings of the magnetometers b 1 , a 2 , b 2 the formula dependence of interference from ferromagnetic elements of the construction of the downhole assembly and pipe string located on opposite sides of the inclinometer body:
после чего по этой формуле вычисляют значения помехи в показаниях магнитометров и вводят поправки в выходные сигналы.then, according to this formula, the interference values in the readings of the magnetometers are calculated and corrections are made to the output signals.
Поскольку источниками магнитных помех для магнитометров являются ферромагнитные элементы конструкции забойного агрегата с одной стороны и колонны стальных труб - с другой, то показания каждого из магнитометров будут зависеть от их расположения в корпусе инклинометра согласно формуле (2).Since the sources of magnetic interference for magnetometers are ferromagnetic elements of the downhole assembly design on the one hand and steel pipe columns on the other, the readings of each of the magnetometers will depend on their location in the inclinometer case according to formula (2).
В этой формуле коэффициенты аi и bi отражают интенсивность распространения магнитных полей, генерируемых ферромагнитными элементами конструкции забойного агрегата и колонны труб, расположенных с разных сторон измерительного модуля инклинометра.In this formula, the coefficients a i and b i reflect the intensity of the propagation of magnetic fields generated by ferromagnetic elements of the construction of the downhole assembly and pipe string located on different sides of the measuring module of the inclinometer.
По показаниям магнитометров определяются коэффициенты формулы (2), вычисляется поправка на величину помехи для каждого магнитометра и вводится в их показания для вычисления параметров ориентации ствола буровой скважины по общеизвестным методикам.According to the readings of the magnetometers, the coefficients of formula (2) are determined, the correction for the interference value for each magnetometer is calculated, and introduced into their readings to calculate the orientation parameters of the borehole of the borehole according to well-known methods.
В результате применения одного из вариантов этого способа измерения магнитного азимута с помощью двух групп феррозондов можно устанавливать инклинометр вблизи забойного агрегата и колонны труб, тем самым исключив из конструкции бурильного комплекса все немагнитные трубы (кроме корпуса измерительного модуля), как со стороны забойного агрегата, так и со стороны колонны стальных труб.As a result of using one of the variants of this method of measuring magnetic azimuth using two groups of fluxgates, it is possible to install an inclinometer near the downhole assembly and the pipe string, thereby eliminating all non-magnetic pipes from the structure of the drilling complex (except the housing of the measuring module), both from the side of the downhole assembly and and from the side of the steel pipe string.
Известные устройства инклинометров (см., например, измеритель параметров пространственной ориентации по заявке N 95121039 на патент РФ, опубликованный 10.12.97 и выбранный в качестве прототипа предлагаемого изобретения), в которых решается задача определения пространственного положения ствола скважины с помощью магнитометров, измеряющих проекции напряженности магнитного поля Земли, для снижения влияния помех от ферромагнитных элементов конструкции забойного агрегата устанавливаются с помощью вставок из немагнитных труб на достаточно большом удалении от забойного агрегата. Это, как отмечалось выше, затрудняет решение задач контроля и управления процессом бурения скважин, усложняет и удорожает бурильный комплекс.Known inclinometer devices (see, for example, a spatial orientation parameter meter according to the application N 95121039 for a patent of the Russian Federation published on 12/10/97 and selected as a prototype of the present invention), which solves the problem of determining the spatial position of a wellbore using magnetometers measuring tension projections of the Earth’s magnetic field, to reduce the influence of interference from ferromagnetic elements of the construction of the downhole unit are installed using inserts from non-magnetic pipes at a sufficiently large ohm away from the bottomhole unit. This, as noted above, makes it difficult to solve the problems of monitoring and controlling the process of drilling wells, complicates and increases the cost of the drilling complex.
Этими недостатками не обладает предлагаемое устройство скважинного измерителя магнитного азимута. Этот результат достигается благодаря тому, что в состав измерителя включены по меньшей мере два дополнительных феррозонда, идентичные основному и размещенные в корпусе на известном расстоянии относительно друг друга, выходы которых соединены с дополнительными входами вычислительного устройства.The proposed device of the downhole magnetic azimuth meter does not possess these disadvantages. This result is achieved due to the fact that the meter includes at least two additional flux gates identical to the main one and placed in the housing at a known distance relative to each other, the outputs of which are connected to additional inputs of the computing device.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен пример схемной реализации скважинного измерителя магнитного азимута.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows an example of a circuit implementation of a downhole magnetic azimuth meter.
На фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:
1-4 - магнитометры феррозондов измерительного модуля инклинометра;1-4 - fluxgate magnetometers of the inclinometer measuring module;
5 - корпус измерительного модуля;5 - housing of the measuring module;
6 - забойный агрегат;6 - downhole unit;
7 - вычислительное устройство.7 - computing device.
В приведенной схеме разнесение феррозондов с магнитометрами, оси чувствительности которых ориентированы идентично, выполнено при одинаковых расстояниях г относительно друг друга по оси корпуса измерительного модуля (частный случай). Точкой О обозначена координата эквивалентного точечного источника возмущающей магнитной помехи, генерируемой ферромагнитными элементами конструкции забойного устройства.In the above scheme, the spacing of flux gates with magnetometers, the sensitivity axes of which are oriented identically, was performed at the same distances r relative to each other along the axis of the housing of the measuring module (special case). Point О denotes the coordinate of the equivalent point source of disturbing magnetic interference generated by ferromagnetic structural elements of the downhole device.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигналы магнитометров 1-4 поступают в вычислительное устройство инклинометра 7, в котором они подвергаются обработке с целью определения полезной составляющей, содержащей полезную информацию о магнитном азимуте скважины, и величины магнитной помехи в каждом магнитометре. Помехи в сигналах магнитометров зависят от их расположения в конструкции корпуса 5 измерительного модуля инклинометра, поскольку они находятся на разных расстояниях от забойного агрегата 6. Эта зависимость определяется функцией (1) - квадратичной гиперболой, которая идентифицируется в результате обработки их сигналов в вычислительном устройстве. Далее значения помех исключаются из показаний магнитометров и определяется магнитный азимут скважины по общепринятым алгоритмам.The proposed device operates as follows. The signals of the magnetometers 1-4 are fed to the computing device of the inclinometer 7, in which they are processed in order to determine the useful component containing useful information about the magnetic azimuth of the well and the magnitude of the magnetic interference in each magnetometer. The interference in the magnetometer signals depends on their location in the design of the housing 5 of the measuring module of the inclinometer, since they are at different distances from the downhole unit 6. This dependence is determined by function (1) - the quadratic hyperbole, which is identified as a result of processing their signals in the computing device. Further, the interference values are excluded from the readings of the magnetometers and the magnetic azimuth of the well is determined according to generally accepted algorithms.
В результате такой компоновки предлагаемого устройства скважинного измерителя магнитного азимута инклинометр может быть установлен в непосредственной близости к забойному агрегату, не требуя наличия вставок из немагнитных труб.As a result of such an arrangement of the proposed downhole magnetic azimuth meter device, the inclinometer can be installed in close proximity to the downhole assembly, without requiring inserts from non-magnetic pipes.
На чертеже показан пример выполнения схемы измерительного модуля, где магнитометры, входящие в состав феррозондов, установлены с разнесением по продольной оси корпуса, то есть имеется в виду случай, когда распространение магнитного поля помехи от ферромагнитных элементов бурильной компоновки (забойного агрегата) имеет преобладающий характер в направлении продольной оси скважины.The drawing shows an example of the implementation of the measuring module circuit, where the magnetometers included in the flux gates are spaced along the longitudinal axis of the housing, that is, the case when the propagation of the magnetic field of the interference from the ferromagnetic elements of the drilling assembly (downhole assembly) is predominant in direction of the longitudinal axis of the well.
В общем случае при сложной конфигурации поля помехи, когда нужно определять не только ее продольную составляющую, но и поперечные, необходимо учитывать для разделения полезного сигнала и помехи также и смещение магнитометров относительно продольной оси корпуса по поперечным координатам. В этом случае координаты, отражающие взаимное расположение магнитометров в корпусе инклинометра по всем направлениям, известны из сборочного чертежа конструкции инклинометра.In the general case, with a complex configuration of the interference field, when it is necessary to determine not only its longitudinal component, but also its transverse, it is necessary to take into account the displacement of the magnetometers relative to the longitudinal axis of the housing along the transverse coordinates to separate the useful signal and the interference. In this case, the coordinates reflecting the relative position of the magnetometers in the inclinometer body in all directions are known from the assembly drawing of the inclinometer design.
Предлагаемое устройство скважинного измерителя магнитного азимута, исключая возмущающее воздействие на магнитометры намагниченных элементов со стороны забойного агрегата (снизу), однако остается подверженным помехам от магнитного поля с другой стороны измерительного модуля инклинометра - со стороны колонны труб бурильного комплекса (сверху инклинометра).The proposed device for a downhole magnetic azimuth meter, excluding the perturbing effect on magnetometers of magnetized elements from the bottomhole assembly (bottom), however, remains susceptible to interference from the magnetic field from the other side of the inclinometer measuring module - from the pipe string of the drilling complex (above the inclinometer).
Для снижения влияния помех, генерируемых ферромагнитными элементами как со стороны нижней части бурильного комплекса, так и сверху, в состав предложенного выше устройства скважинного измерителя магнитного азимута вводится дополнительная группа феррозондов, идентичная основной и расположенная относительно нее на расстоянии, превышающем наибольший габарит конструкции каждой группы.To reduce the influence of interference generated by ferromagnetic elements both from the bottom of the drilling complex and from above, an additional group of flux probes is introduced into the composition of the above-mentioned device for a borehole magnetic azimuth meter, which is identical to the main one and located relative to it at a distance exceeding the largest overall dimension of the design of each group.
Схемная реализация этого устройства представлена на фиг.2. Здесь общий измерительный модуль размещается в корпусе 5 из немагнитного материала и состоит из двух идентичных групп феррозондов 8 и 9, в каждой из которых содержится несколько феррозондов с магнитометрами 1-4, установленных по оси корпуса на известном расстоянии относительно друг друга. Группы 8 и 9 феррозондов с магнитометрами разнесены относительно друг друга в корпусе 5 измерительного модуля на дистанцию d, составляющую около двух длин конструкции каждой группы. При этом группа феррозондов 8 размещена вблизи забойного агрегата 6, а группа 9 - рядом с колонной труб 10.A schematic implementation of this device is presented in figure 2. Here, the common measuring module is placed in the housing 5 of non-magnetic material and consists of two identical groups of
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигналы магнитометров 1-4 каждой из групп 8 и 9 обрабатываются в вычислительном устройстве с целью определения величины помехи в каждом магнитометре, зависящей от их расположения в корпусе 5. В результате обработки определяются коэффициенты a1, b1, a2, b2 формулы (2), описывающей зависимость помех в магнитометрах от возмущающего воздействия намагниченных элементов конструкции бурильного комплекса. После идентификации коэффициентов этой формулы производится вычисление величины помехи в каждом магнитометре и коррекция их показаний, по которым далее определяется магнитный азимут скважины общепринятыми методами.The proposed device operates as follows. The signals of magnetometers 1-4 of each of
Для проверки эффективности предложенных технических решений были поставлены эксперименты по определению помех в сигналах магнитометров при приближении и удалении ферромагнитных предметов, в том числе стандартных бурильных труб. При этом было установлено соответствие численных величин зависимости помех от расстояния до источника магнитного поля функции вида квадратичной гиперболы. Результаты коррекции показаний магнитометров при выработке магнитного азимута показали, что погрешность в выходных показаниях инклинометра при наличии близкорасположенных стальных бурильных труб уменьшилась более чем на порядок.To verify the effectiveness of the proposed technical solutions, experiments were carried out to determine the interference in the magnetometer signals when approaching and removing ferromagnetic objects, including standard drill pipes. It was found that the numerical values of the dependence of the interference on the distance to the source of the magnetic field of a function of the form of a quadratic hyperbola were found. The results of the correction of the readings of the magnetometers during the generation of the magnetic azimuth showed that the error in the output readings of the inclinometer in the presence of nearby steel drill pipes decreased by more than an order of magnitude.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107601/28A RU2290673C2 (en) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107601/28A RU2290673C2 (en) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005107601A RU2005107601A (en) | 2006-08-27 |
| RU2290673C2 true RU2290673C2 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=37061132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005107601/28A RU2290673C2 (en) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2290673C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586341C2 (en) * | 2014-11-05 | 2016-06-10 | Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборов подземной навигации" (ЗАО "СКБ ПН") | Method to define magnetic azimuth in well inclinometer in process of drilling |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112253084B (en) * | 2020-09-15 | 2024-02-27 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | Underground double-probe magnetic measurement device and method |
-
2005
- 2005-03-10 RU RU2005107601/28A patent/RU2290673C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586341C2 (en) * | 2014-11-05 | 2016-06-10 | Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборов подземной навигации" (ЗАО "СКБ ПН") | Method to define magnetic azimuth in well inclinometer in process of drilling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005107601A (en) | 2006-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2752618C (en) | Multi-station analysis of magnetic surveys | |
| EP0384537B1 (en) | Method to improve directional survey accuracy | |
| CA2686400C (en) | Distance determination from a magnetically patterned target well | |
| US8947094B2 (en) | At-bit magnetic ranging and surveying | |
| CN101852078B (en) | Electromagnetic distance measurement guide system for double solenoid set during drilling | |
| CA2873718A1 (en) | Tilted antenna logging systems and methods yielding robust measurement signals | |
| Buchanan et al. | Geomagnetic referencing—the real-time compass for directional drillers | |
| CA2212925C (en) | Method to determine local variations of the earth's magnetic field and location of the source thereof | |
| EP3263832A1 (en) | Method and device for depth positioning downhole tool and associated measurement log of a hydrocarbon well | |
| US9297249B2 (en) | Method for improving wellbore survey accuracy and placement | |
| GB2301438A (en) | Correcting directional surveys to determine the azimuth of a borehole | |
| Kabirzadeh et al. | Dynamic error analysis of measurement while drilling using variable geomagnetic in-field referencing | |
| US10655450B2 (en) | IFR1 survey methodology | |
| RU2750279C2 (en) | Method of executing exploration | |
| RU2290673C2 (en) | Method for measuring magnetic azimuth in well inclination meter (variants) and device for realization of method | |
| CA2570080C (en) | Wellbore surveying | |
| CA3119176C (en) | Downhole ranging using 3d magnetic field and 3d gradient field measurements | |
| Dubrule et al. | Evaluation of Directional Survey Errors at Prudhoe Bay | |
| RU2387827C1 (en) | Method to determine magnetic azimuth in drilling | |
| Yatimov et al. | Statistical analysis of field measurements during the excavation of mine workings and their assessment | |
| RU2206737C1 (en) | Method of measurement of drill-hole path parameters | |
| RU2291294C1 (en) | Ferro-probe well tilt meter | |
| CN204571976U (en) | Measure the rotating excitation field rangefinder of drilling well relative distance | |
| Diao et al. | An algorithm to improve magnetic ranging accuracy for cluster horizontal wells with narrow spacings | |
| CN104697672A (en) | Device and method for measuring ground stress by using core of oil well |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160311 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170920 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190311 |