СИСТЕМА ДВУСТОРОННЕЙ ТЕЛЕМЕТРИИ ПО БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ БУРЕНИЕМ

1. Способ получения информации, по меньшей мере, по одному параметру, который регистрируется у компоновки низа бурильной колонны, при бурении в толще пород ствола скважины с использованием: буровой установки, бурильной колонны, в общем, верхний конец которой имеет возможность механического соединения с буровой установкой и возможность подвешиваться на буровой установке и компоновки низа бурильной колонны, примыкающая к нижнему концу бурильной колонны, компоновки низа бурильной колонны, которая включает в себя буровое долото у своего нижнего конца; способ включает следующие этапы:
обеспечивают компоновку низа бурильной колонны, по меньшей мере, одним измерительным устройством, причем упомянутым измерительным устройством, которое производит измерения, причем данные измерений соответствуют измеренному параметру у компоновки низа бурильной колонны;
обеспечивают систему процессора у верха скважины на поверхности земли;
обеспечивают систему телеметрии по бурильной колонне, которая соединяется с упомянутым, по меньшей мере, одним измерительным устройством и которая соединяется с упомянутой системой процессора у верха скважины; и
передают данные от упомянутого измерительного устройства на упомянутую систему процессора у верха скважины через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
2. Способ по п.1, в котором упомянутый измеренный параметр у компоновки низа бурильной колонны является измеренной характеристикой пластов, которые окружают компоновку низа бурильной колонны, и в котором упомянутый этап обеспечения, по меньшей мере, одним измерительным устройством в компоновки низа бурильной колонны содержит обеспечение устройством каротажа во время бурения компоновки низа бурильной колонны.
3. Способ по п.2, в которой упомянутый способ, в котором этап обеспечения устройством каротажа во время бурения содержит обеспечение устройством, которое выбирается из группы, состоящей из устройства измерения удельного сопротивления, устройства измерения направленного сопротивления, акустического измерительного устройства, ядерного измерительного устройства, измерительного устройства ядерного магнитного резонанса, сейсмического измерительного устройства, отображающего устройства и устройства отбора проб пласта.
4. Способ по п.1, в котором измеренный параметр у компоновки низа бурильной колонны является измеренной характеристикой бурения, и в котором упомянутый этап обеспечения, по меньшей мере, одним измерительным устройством компоновки низа бурильной колонны содержит обеспечение устройством измерений во время бурения компоновки низа бурильной колонны.
5. Способ по п.4, в котором упомянутый этап обеспечения устройством измерений во время бурения содержит обеспечение устройством, которое выбирается из группы, состоящей из устройства измерения веса на долоте, устройства измерения крутящего момента, устройства измерения вибрации, устройства измерения ударной нагрузки, устройства измерения прерывистого перемещения, устройства измерения направления и устройства измерения угла наклона.
6. Способ по п.1, в котором упомянутый этап обеспечения, по меньшей мере, одного измерительного устройства в компоновке низа бурильной колонны содержит обеспечение множеством измерительных устройств компоновки низа бурильной колонны, причем упомянутое множество измерительных устройств производит измерения, причем данные измерений отражают множество измеренных параметров у компоновки низа бурильной колонны.
7. Способ по п.1, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение системы двусторонней телеметрии по бурильной колонне.
8. Способ по п.3, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение системы двусторонней телеметрии по бурильной колонне.
9. Способ по п.5, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение системы двусторонней телеметрии по бурильной колонне.
10. Способ по п.7, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение бурильными трубами с проводом, по меньшей мере, участка бурильной колонны.
11. Способ по п.10, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне, которая соединяется с упомянутым, по меньшей мере, одним измерительным устройством и соединяется с упомянутым процессором у верха скважины, содержит обеспечение беспроводного соединения между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым процессором у верха скважины.
12. Способ по п.1, в котором упомянутый этап обеспечения системы процессора у верха скважины содержит обеспечение системы процессора у верха скважины на месте, расположенном, в общем, вблизи буровой установки.
13. Способ по п.1, в котором упомянутый этап обеспечения системы процессора у верха скважины содержит обеспечение системы процессора у верха скважины на месте, удаленном от буровой установки.
14. Способ по п.1, в котором упомянутая система телеметрии по бурильной колонне является гибридной системой телеметрии, которая включает в себя множество средств телеметрии различных типов.
15. Способ по п.14, в котором упомянутый этап обеспечения гибридной системы телеметрии содержит создание гибридной системы телеметрии, которая включает в себя секцию бурильной трубы с проводом и, по меньшей мере, одну секцию средств телеметрии, которая выбирается из группы, состоящей из: средств с электрическим кабелем, средств с оптическим кабелем и средств беспроводной передачи.
16. Способ по п.1, в котором упомянутый этап обеспечения системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение, по меньшей мере, секции в виде соединенных бурильных труб, причем каждая бурильная труба содержит ниппельный конец, имеющий индуктивную соединительную муфту с проводящим кольцом, муфтовый конец, имеющий индуктивную соединительную муфту с проводящим кольцом, и, по меньшей мере, один проводник, который соединяет между собой упомянутые индуктивные соединительные муфты ниппеля и муфты, где смежные бурильные трубы индуктивно соединяются у своих концов, соединенных ниппель к муфте.
17. Способ по п.16, в котором упомянутый этап обеспечения упомянутой системы телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение, по меньшей мере, одной подсистемы промежуточных усилителей у звена между бурильными трубами.
18. Способ по п.16, в котором упомянутый этап обеспечения, по меньшей мере, секции колонны содержит обеспечение упомянутой секции из упомянутых соединенных бурильных труб без каких-либо промежуточных усилителей, длиной более чем около 2000 футов.
19. Способ по п.16, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных на несущей, имеющей частоту меньше, чем около 500 кГц.
20. Способ по п.18, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных на несущей, имеющей частоту меньше, чем около 500 кГц.
21. Способ по п.17, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных со скоростью, по меньшей мере, 100 бит в секунду.
22. Способ по п.18, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных со скоростью, по меньшей мере, 100 бит в секунду.
23. Способ по п.19, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных со скоростью, по меньшей мере, 100 бит в секунду.
24. Способ по п.7, который дополнительно содержит этапы обеспечения наземным процессором сигналов управления и передачу упомянутых сигналов управления на компоновку низа бурильной колонны через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
25. Способ по п.8, который дополнительно содержит этапы обеспечения наземным процессором сигналов управления и передачу упомянутых сигналов управления на компоновку низа бурильной колонны через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
26. Способ по п.9, который дополнительно содержит этапы обеспечения наземным процессором сигналов управления и передачу упомянутых сигналов управления на компоновку низа бурильной колонны через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
27. Способ по п.24, в котором упомянутая компоновка низа бурильной колонны включает в себя подсистему наклонно-направленного бурения, и в которой упомянутый этап обеспечения наземным процессором сигналов управления содержит обеспечение сигналов наведения.
28. Система по п.27, в которой упомянутый этап обеспечения наземным процессором сигналов управления содержит обеспечение сигналов управления в ответ на упомянутые данные измерения.
29. Система по п.24, в которой упомянутый этап передачи упомянутых сигналов управления на упомянутую компоновку низа бурильной колонны содержит передачу упомянутых сигналов управления на упомянутую компоновку низа бурильной колонны через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне, по существу, в режиме реального времени.
30. Способ по п.27, в котором упомянутая подсистема наклонно-направленного бурения содержит систему наведения для роторного бурения, и в которой этап обеспечения сигналов управления в наземном процессоре содержит обеспечение сигналов для упомянутой системы наведения для роторного бурения.
31. Способ по п.30, в котором упомянутый этап обеспечения сигналов управления включает в себя обеспечение сигналов, которые являются функцией измеренной глубины компоновки низа бурильной колонны.
32. Способ по п.27, в котором упомянутая подсистема наклонно-направленного бурения содержит электрический инструмент горизонтального бурения, и в которой упомянутый этап создания наземным процессором сигналов управления содержит создание сигналов управления наведением для упомянутого электрического инструмента горизонтального бурения.
33. Способ по п.31, который дополнительно содержит этапы обеспечения наземного стыковочного устройства между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором и создания датчиков наземных измерений, относящихся к упомянутому наземному стыковочному устройству, причем упомянутых датчиков наземных измерений, которые содержат, по меньшей мере, один датчик из группы, состоящей из датчика температуры, датчика давления, датчика притока бурового раствора, датчика шума, датчика вибрации, датчика ускорения, датчика вращения.
34. Способ по п.10, который дополнительно содержит этап, на котором обеспечивается, по меньшей мере, один скважинный датчик на участке бурильной трубы с проводом бурильной колонны, причем упомянутый датчик осуществляет связь с процессором у верха скважины через бурильные трубы с проводом.
35. Способ по п.10, который дополнительно содержит этап, на котором обеспечивается множество скважинных датчиков, распределенных на участке бурильной трубы с проводом бурильной колонны, причем упомянутые датчики осуществляют связь с упомянутым процессором у верха скважины через упомянутые бурильные трубы с проводом.
36. Способ по п.3, который дополнительно содержит этап обеспечения наземного стыковочного устройства между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором, причем упомянутым наземным процессором, который включает в себя вращающийся вертлюг, который осуществляет двустороннее соединение сигналов между вращающейся системой телеметрии по бурильной колонне и невращающимся составляющим элементом, который соединен с упомянутым наземным процессором.
37. Способ по п.5, который дополнительно содержит этап обеспечения наземного стыковочного устройства между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором, причем упомянутым наземным процессором, который включает в себя вращающийся вертлюг, который осуществляет двустороннее соединение сигналов между вращающейся системой телеметрии по бурильной колонне и невращающимся составляющим элементом, который соединен с упомянутым наземным процессором.
38. Способ по п.3, который дополнительно содержит этап обеспечения наземного стыковочного устройства между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором, причем наземного стыковочного устройства, которое включает в себя беспроводной канал связи, который соединяет двусторонние электрические сигналы между вращающейся системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором.
39. Способ по п.5, который дополнительно содержит этап обеспечения наземного стыковочного устройства между упомянутой системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором, причем наземного стыковочного устройства, которое включает в себя беспроводной канал связи, который соединяет двусторонние электрические сигналы между вращающейся системой телеметрии по бурильной колонне и упомянутым наземным процессором.
40. Способ получения информации, по меньшей мере, по одному параметру, который регистрируется у компоновки низа бурильной колонны, применяемый при бурении на депрессии в толще пород ствола скважины, когда в скважине поддерживается отрицательный перепад давления относительно пласта, в котором она бурится, с использованием:
буровой установки, бурильной колонны, в общем, верхний конец которой имеет возможность механического соединения с буровой установкой и возможность подвешиваться на буровой установке, и компоновка низа бурильной колонны, примыкающая к нижнему концу бурильной колонны, компоновки низа бурильной колонны, которая включает в себя буровое долото у своего нижнего конца; способ включает в себя следующие этапы:
обеспечивают компоновку низа бурильной колонны, по меньшей мере, одним измерительным устройством, причем упомянутым измерительным устройством, которое производит измерения, причем данные измерений соответствуют параметру, измеренному у компоновки низа бурильной колонны;
обеспечивают систему процессора у верха скважины на поверхности земли;
обеспечивают систему телеметрии по бурильной колонне, которая соединяется с упомянутым, по меньшей мере, одним измерительным устройством и которая соединяется с упомянутой системой процессора у верха скважины; и
передают данные от упомянутого измерительного устройства на упомянутую систему процессора у верха скважины через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
41. Устройство для получения информации, по меньшей мере, по одному параметру, который регистрируется у компоновки низа бурильной колонны, применяемое при бурении в толще пород ствола скважины с использованием:
буровой установки, бурильной колонны, в общем, верхний конец которой имеет возможность механического соединения с буровой установкой и возможность подвешиваться на буровой установке, и компоновка низа бурильной колонны, примыкающая к нижнему концу бурильной колонны, компоновка низа бурильной колонны, которая включает в себя буровое долото у своего нижнего конца; устройство содержит:
по меньшей мере, одно измерительное устройство, в компоновке низа бурильной колонны, причем упомянутое измерительное устройство функционально способно выдавать данные измерений, соответствующие измеренному параметру у компоновки низа бурильной колонны;
систему процессора у верха скважины на поверхности земли;
систему телеметрии по бурильной колонне, которая соединяется с упомянутым, по меньшей мере, одним измерительным устройством и которая соединяется с упомянутой системой процессора у верха скважины; и
передатчик, для передачи данных от упомянутого измерительного устройства на упомянутую систему процессора у верха скважины через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне.
42. Устройство по п.41, в котором упомянутый измеренный параметр у компоновки низа бурильной колонны является измеренной характеристикой формаций, которые окружают компоновку низа бурильной колонны, и в котором упомянутое, по меньшей мере, одно измерительное устройство в компоновке низа бурильной колонны содержит устройство каротажа во время бурения в компоновке низа бурильной колонны.
43. Устройство по п.42, в котором упомянутое устройством каротажа во время бурения содержит устройство, которое выбирается из группы, состоящей из устройства измерения удельного сопротивления, устройства измерения направленного сопротивления, акустического измерительного устройства, ядерного измерительного устройства, измерительного устройства ядерного магнитного резонанса, устройства измерения давления, сейсмического измерительного устройства, отображающего устройства и устройства отбора проб пласта.
44. Устройство по п.41, в котором измеренный параметр у компоновки низа бурильной колонны является измеренной характеристикой бурения, и в котором упомянутое, по меньшей мере, одно измерительное устройство в компоновке низа бурильной колонны содержит устройство измерений во время бурения в компоновке низа бурильной колонны.
45. Устройство по п.44, в котором упомянутое устройство измерения во время бурения содержит устройство, которое выбирается из группы, состоящей из устройства измерения веса на долоте, устройства измерения крутящего момента, устройства измерения вибрации, устройства измерения ударной нагрузки, устройства измерения прерывистого перемещения, устройства измерения направления и устройства измерения угла наклона.
46. Устройство по п.41, в котором упомянутое, по меньшей мере, одно измерительное устройство в компоновке низа бурильной колонны содержит множество измерительных устройств в компоновке низа бурильной колонны, причем упомянутое множество измерительных устройств функционально способно производить измерения, причем данные измерений соответствуют множеству измеренных параметров у компоновки низа бурильной колонны.
47. Способ для получения информации, по меньшей мере, по одному параметру, который регистрируется у компоновки низа бурильной колонны, применяемый при бурении в толще пород ствола скважины, используется следующее:
буровая установка, бурильная колонна, в общем, верхний конец которой имеет возможность механического соединения с буровой установкой и возможность подвешиваться на буровой установке, и компоновка низа бурильной колонны, примыкающая к нижнему концу бурильной колонны, компоновки низа бурильной колонны, которая включает в себя буровое долото у своего нижнего конца; способ включает в себя следующие этапы:
обеспечивают компоновку низа бурильной колонны, по меньшей мере, одним инструментом направления по сопротивлению, причем упомянутым инструментом направления по сопротивлению, которое выдает данные измерений, причем данные измерений, которые соответствуют направлению по сопротивлению пласта, измеренному у компоновки низа бурильной колонны;
обеспечивают систему процессора у верха скважины на поверхности земли;
обеспечивают систему двусторонней телеметрии по бурильной колонне, которая соединяется с упомянутым, по меньшей мере, одним инструментом направления по сопротивлению и с упомянутой системой процессора у верха скважины;
передают данные измерений от упомянутого инструмента направления по сопротивлению на упомянутую систему процессора у верха скважины через упомянутую систему двусторонней телеметрии по бурильной колонне; и
передают сигналы управления от упомянутой системы процессора через упомянутую систему двусторонней телеметрии по бурильной колонне на подсистему наведения бурения упомянутой компоновки низа бурильной колонны.
48. Способ по п.47, в котором упомянутый этап обеспечения системы двусторонней телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение бурильных труб с проводом, по меньшей мере, на участке бурильной колонны.
49. Способ по п.47, в котором упомянутый этап обеспечения системы двусторонней телеметрии по бурильной колонне содержит обеспечение, по меньшей мере, секции колонны в виде соединенных бурильных труб, причем каждая бурильная труба содержит ниппельный конец, имеющий индуктивную соединительную муфту с проводящим кольцом, муфтовый конец, имеющий индуктивную соединительную муфту с проводящим кольцом, и, по меньшей мере, один проводник, который соединяет между собой упомянутые индуктивные соединительные муфты ниппеля и муфты, где смежные бурильные трубы индуктивно соединяются у своих концов, соединенных ниппель к муфте.
50. Способ по п.49, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных на носителе, который имеет частоту меньше, чем около 500 кГц.
51. Способ по п.49, в котором упомянутый этап передачи упомянутых данных через упомянутую, по меньшей мере, одну секцию колонны содержит передачу упомянутых данных со скоростью, по меньшей мере, 100 бит в секунду.
52. Способ по п.48, в котором упомянутый этап передачи упомянутых сигналов управления на компоновку низа бурильной колонны содержит передачу упомянутых сигналов управления на компоновку низа бурильной колонны через упомянутую систему телеметрии по бурильной колонне, по существу, в режиме реального времени.