Система и способ оценки ствола скважины - RU2007117301A

Реферат

1. Система оценки ствола скважины, предназначенная для оценки состояния компонентов системы скважины, причем система скважины включает в себя по меньшей мере одно из: колонну добывающих насосно-компрессорных труб, расположенную в скважине, и колонну насосных штанг, перемещаемую внутри колонны насосно-компрессорных труб, при этом система содержит

блок датчиков отклонения, перемещаемый внутри колонны добывающих насосно-компрессорных труб при нахождении его в скважине, для измерения отклонения и угла наклона ствола скважины как функции глубины для создания профиля отклонений;

блок датчиков колонны для восприятия износа или коррозии по меньшей мере одного из: колонны добывающих насосно-компрессорных труб и колонны насосных штанг при извлечении ее из скважины, для создания профиля колонны в функции глубины; и

компьютер, поддерживающий связь с блоком датчиков отклонений и блоком датчиков колонны, для сравнения профиля отклонений и профиля колонны как функции глубины в скважине.

2. Система по п.1, в которой компьютер отображает профиль отклонений по существу в реальном времени и также отображает профиль колонны по существу в реальном времени.

3. Система по п.1, в которой компьютер отображает профиль колонны и профиль отклонений в трех измерениях.

4. Система по п.1, в которой компьютер передает профиль отклонений и профиль колонны на другой компьютер, совместимый с Интернетом.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая

один или несколько датчиков зазора на месте расположения скважины для измерения зазора между датчиком в блоке датчиков колонны и внешней поверхностью колонны.

6. Система по п.1, дополнительно содержащая

штрихкодовое маркировочное устройство для маркировки участков колонны добывающих насосно-компрессорных труб или колонны насосных штанг при подъеме ее из скважины;

устройство считывания штрихового кода для считывания знаков маркировки на участках колонны добывающих насосно-компрессорных труб при ее введении в скважину; и

компьютер, следящий за участками колонны добывающих насосно-компрессорных труб или колонны насосных штанг.

7. Система по п.6, в которой показаниями являются метки радиочастотной идентификации (RFID), прикрепленные к колонне добывающих насосно-компрессорных труб и/или колонне насосных штанг.

8. Система по п.1, в которой блок датчиков отклонения содержит

три пары гироскопов и три пары акселерометров, причем каждая пара расположена ортогонально по отношению к любой другой, для измерения отклонения от вертикали и отклонения в отношении азимута.

9. Система по п.8, в которой каждый из гироскопов и акселерометров является однокристальным МЭМС-устройством.

10. Система по п.1, в которой блок датчиков колонны содержит

одно или несколько из: катушку-датчик магнитного потока, устройство, основанное на эффекте Холла, линейный дифференциальный трансформатор (LVDT), лазерный микрометр и лазерный триангуляционный датчик.

11. Система по п.1, в которой блок датчиков колонны содержит

блок датчиков насосно-компрессорных труб для обнаружения износа колонны насосно-компрессорных труб при ее подъеме из скважины, для формирования профиля колонны насосно-компрессорных труб; и

блок датчиков насосных штанг для обнаружения износа колонны штанг при ее подъеме из скважины, для формирования профиля колонны штанг.

12. Система по п.11, в которой компьютер одновременно отображает профиль отклонений, профиль колонны штанг и профиль колонны насосно-компрессорных труб.

13. Способ для оценки износа компонентов системы скважины, при этом система скважины включает в себя по меньшей мере одно из: колонну добывающих насосно-компрессорных труб, расположенных в скважине, и колонну насосных штанг, перемещаемую внутри колонны добывающих насосно-компрессорных труб, причем способ содержит

перемещение блока датчиков отклонения в колонне добывающих насосно-компрессорных труб при его нахождении в скважине для формирования профиля отклонений как функции глубины;

восприятие износа по меньшей мере одного из: колонны насосно-компрессорных труб и колонны насосных штанг как функции глубины при извлечении ее из скважины для определения профиля колонны; и

сравнение профиля отклонений и профиля колонны как функции глубины в скважине.

14. Способ по п.13, в котором компьютер отображает профиль отклонений по существу в реальном времени и профиль колонны по существу в реальном времени.

15. Способ по п.13, в котором компьютер отображает профиль колонны и профиль отклонений в трех измерениях.

16. Способ по п.13, в котором компьютер передает профиль отклонений и профиль колонны на другой компьютер, совместимый с Интернетом.

17. Способ по п.13, дополнительно содержащий

один или несколько датчиков зазора на месте расположения скважины для измерения зазора между датчиком зазора и внешней поверхностью колонны.

18. Способ по п.13, дополнительно содержащий

штрихкодовое маркировочное устройство для маркировки участков колонны добывающих насосно-компрессорных труб или колонны штанг при ее подъеме из скважины;

устройство считывания штрих-кода для считывания знаков маркировки штриховым кодом на участках при его введении в скважину; и

компьютер, следящий за участками колонны добывающих насосно-компрессорных труб или колонны штанг.

19. Способ по п.13, в котором показаниями являются метки RFID, прикрепленные к колонне добывающих насосно-компрессорных труб и/или колонне насосных штанг.

20. Способ по п.13, в котором блок датчиков содержит

одно или несколько из: катушку-датчик магнитного потока, устройство, основанное на эффекте Холла, линейный дифференциальный трансформатор (LVDT), лазерный микрометр и лазерный триангуляционный датчик.

21. Способ по п.13, в котором компьютер отображает трехмерный профиль забоя скважины от множества скважин.

22. Способ по п.13, дополнительно содержащий

восприятие износа колонны добывающих насосно-компрессорных труб при ее извлечении из скважины для определения профиля износа насосно-компрессорных труб; и

восприятие износа колонны насосных штанг при ее извлечении из скважины для определения профиля износа насосных штанг.

23. Система для измерения отклонения ствола скважины по трем осям, содержащая

три пары ортогонально расположенных МЭМС-гироскопов, основанных на эффекте Кориолиса, которые расположены на устройстве для определения направления;

три пары МЭМС-акселерометров, которые расположены на устройстве для определения отклонения от вертикали;

введение устройства в колонну добывающих насосно-компрессорных труб; и

компьютер, поддерживающий связь с гироскопами и акселерометром для вычисления отклонения скважины.

24. Система по п.23, в которой устройство проходит через колонну насосно-компрессорных труб в скважине, в то время как гироскопы и акселерометры выполняют измерения.

25. Система по п.23, в которой для начального определения местоположения упомянутого устройства используют устройство глобальной системы местоопределения.

26. Система по п.23, в которой измеренное отклонение скважины используют для оценки боковых нагрузок и прогнозирования износа колонны насосно-компрессорных труб в результате зацепления с насосной штангой.

27. Система оценки ствола скважины для оценки состояния компонентов системы скважины, причем система скважины включает в себя по меньшей мере одно из: колонну добывающих насосно-компрессорных труб, расположенных в скважине, и колонну насосных штанг, перемещаемых в колонне добывающих насосно-компрессорных труб, причем система содержит

блок датчиков колонны, содержащий 24 или более ориентированных по окружности датчиков для восприятия износа или коррозии по меньшей мере одного из: колонны насосно-компрессорных труб и колонны штанг при ее извлечении из скважины для формирования профиля колонны как функции глубины; и

компьютер, поддерживающий связь с блоком датчиков колонны, для формирования профиля колонны как функции глубины в скважине и положения датчика на окружности.

28. Система по п.27, в которой компьютер отображает профиль колонны по существу в реальном времени.

29. Система по п.27, дополнительно содержащая

один или несколько датчиков зазора на месте расположения скважины для измерения зазора между датчиком в блоке датчиков колонны и внешней поверхностью колонны.

30. Система по п.27, в которой блок датчиков колонны содержит

одно или несколько из: катушку-датчик магнитного потока, устройство, основанное на эффекте Холла, линейный дифференциальный трансформатор (LVDT), лазерный микрометр и лазерный триангуляционный датчик.

31. Система по п.28, в которой

блок датчиков колонны включает в себя одно или несколько из: катушку-датчик магнитного потока, устройство, основанное на эффекте Холла, линейный дифференциальный трансформатор (LVDT), лазерный микрометр и лазерный триангуляционный датчик; и

компьютер обрабатывает множество сигналов от множества упомянутых датчиков как функцию глубины колонны в скважине, так и положения датчика на окружности вокруг колонны; и

компьютер при подъеме колонны из скважины отображает по существу в реальном времени представление поперечного сечения колонны и представление внешнего диаметра колонны, а также представление толщины стенки колонны на основе аксиальной глубины тестируемой колонны и положения конкретных датчиков на окружности, так что отдельные отрезки колонны можно классифицировать в отношении их соответствия своему назначению.