СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДАННЫХ БУРОВОГО ДОЛОТА

1. Буровое долото для бурения толщи пород, включающее
корпус бурового долота, несущий по меньшей мере один режущий элемент и выполненный с возможностью соединения с бурильной колонной,
хвостовик с проходящим через него центральным каналом, прикрепленный к корпусу долота и выполненный с возможностью соединения с бурильной колонной,
заглушку, выполненную с возможностью размещения в центральном канале, которая снабжена корпусом заглушки, первым фланцем, отходящим от корпуса заглушки, и вторым фланцем, отходящим от корпуса заглушки, так что первый фланец, второй фланец, корпус заглушки и по меньшей мере одна стенка центрального канала образуют внутри хвостовика кольцевую камеру,
и один или несколько датчиков, расположенных в кольцевой камере и способных определять по меньшей мере один физический параметр.
2. Буровое долото по п.1, в котором по меньшей мере один из указанных датчиков закреплен в кольцевой камере с возможностью передачи ему влияния ускорения, испытываемого буровым долотом.
3. Буровое долото по п.1, дополнительно включающее электронный модуль, расположенный в кольцевой камере.
4. Буровое долото по п.1, дополнительно включающее электронный модуль, компоновка схемы которого смонтирована на гибкой плате в виде кольца и который расположен в кольцевой камере.
5. Буровое долото по пп.1 и 2 или 3, дополнительно включающее по меньшей мере один резервный датчик для замены по меньшей мере одного из указанных датчиков.
6. Буровое долото по пп.1 и 2 или 3, в котором один или несколько датчиков включают по меньшей мере один акселерометр, рассчитанный на определение влияния ускорения на буровое долото.
7. Буровое долото по пп.1 и 2 или 3, в котором один или несколько датчиков включают по меньшей мере один магнитометр, рассчитанный на определение магнитных полей, воздействующих на буровое долото.
8. Буровое долото по пп.1 и 2 или 3, в котором кольцевая камера по существу изолирована между заглушкой и стенкой центрального канала посредством по меньшей мере одного уплотнительного кольца, представляющего собой статическое высокотемпературное уплотнение высокого давления.
9. Буровое долото по пп.1 и 2 или 3, в котором заглушка прикреплена к хвостовику соединением, выбранным из группы, включающей закрепляющую тугую посадку, резьбовое соединение, эпоксидное соединение, фиксатор с эффектом запоминания формы, сварное соединение и паяное соединение.
10. Буровое долото по п.2, дополнительно включающее электронный модуль, компоновка схемы которого смонтирована на гибкой плате в виде кольца и который расположен в кольцевой камере.
11. Буровое долото по п.10, в котором
гибкая плата включает армированную основу, прикрепленную к заглушке таким образом, чтобы обеспечивать способность передавать влияние ускорения, испытываемого буровым долотом, по меньшей мере одному датчику, установленному на армированной основе, и
участки гибкой платы помимо армированной основы прикреплены к заглушке вязкоупругим клеем, способным по меньшей мере частично ослабить влияние ускорения, испытываемого буровым долотом, на не включающие датчики электронные компоненты, смонтированные на гибкой плате.
12. Буровое долото по пп.3 и 4 или 10, дополнительно включающее инициирующий датчик, рассчитанный на обнаружение по меньшей мере одного инициирующего параметра и генерирование сигнала разрешения питания в ответ по меньшей мере на один инициирующий параметр, и
модуль пропуска питания, связанный с инициирующим датчиком, блоком питания и электронным модулем и рассчитанный на соединение блока питания с электронным модулем при передаче сигнала разрешения питания.
13. Буровое долото по п.12, в котором по меньшей мере один инициирующий параметр выбирают из группы, включающей вибрацию, ускорение, центростремительное ускорение, температуру в определенной точке бурового долота, напряжение в определенной точке бурового долота, давление флюида внутри бурового долота, давление флюида снаружи бурового долота, поток флюида в буровом долоте, импеданс флюида, мутность флюида, электромагнитный уровень и магнитный поток.
14. Буровое долото по пп.3 и 4 или 10, в котором электронный модуль дополнительно включает связной порт для связи с удаленным устройством, выбранным из группы, включающей систему дистанционной обработки и телеметрическую систему определения параметров в процессе бурения.
15. Буровое долото по п.14, в котором связной порт дополнительно рассчитан на поддержание связи с использованием соединения, выбранного из группы, включающей проводное соединение и беспроводное соединение.
16. Буровое долото по п.14, где указанная связь осуществляется с использованием передающей среды, выбранной из группы, включающей электромагнитную энергию, энергию колебаний и разность давлений.
17. Буровое долото по пп.3 и 4 или 10, в котором электронный модуль дополнительно включает
память, рассчитанную на хранение информации, включающей компьютерные команды и данные датчиков, и
процессор, способный выполнять компьютерные команды, позволяющие выполнять:
сбор данных датчиков путем выборки данных по меньшей мере одного датчика,
анализ данных датчиков с целью формирования показателя воздействия неблагоприятных условий,
сравнение показателя воздействия неблагоприятных условий по меньшей мере с одним адаптивным порогом и
изменение режима выборки данных по результатам сравнения.
18. Буровое долото по п.17, в котором электронный модуль дополнительно включает по меньшей мере один резервный датчик, а компьютерные команды дополнительно рассчитаны на выборку данных по меньшей мере одного резервного датчика в качестве его замены по меньшей мере для одного из датчиков.
19. Буровое долото по пп.3 и 4 или 10, в котором электронный модуль дополнительно включает приемник сигналов датчиков, рассчитанный на поддержание связи с телеметрическим датчиком.
20. Буровое долото по пп.3 и 4 или 10, в котором электронный модуль дополнительно включает по меньшей мере один регулятор мощности, связанный с процессором и по меньшей мере одним датчиком с возможностью подачи питания и прекращения подачи питания на указанный по меньшей мере один датчик в ответ на сигнал регулирования мощности, поступающий от процессора.
21. Способ, в котором:
с определенной частотой выборки осуществляют сбор данных датчика путем выборки данных по меньшей мере одного датчика, расположенного в буровом долоте, при этом по меньшей мере один датчик реагирует по меньшей мере на один физический параметр, связанный с состоянием бурового долота,
анализируют данные датчика с целью формирования показателя воздействия неблагоприятных условий, при этом анализ осуществляют посредством процессора, расположенного в буровом долоте,
сравнивают показатель воздействия неблагоприятных условий по меньшей мере с одним адаптивным порогом и
изменяют режим выборки данных по результатам сравнения.
22. Способ, в котором:
с фоновой частотой выборки осуществляют сбор фоновых данных в фоновом режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, связанного с состоянием бурового долота, и
переходят из фонового режима в режим каротажа после осуществления заданного числа выборок в фоновом режиме.
23. Способ по п.22, в котором:
с каротажной частотой выборки осуществляют сбор каротажных данных в режиме каротажа путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из режима каротажа в фоновый режим после осуществления заданного числа выборок в режиме каротажа.
24. Способ по п.22, в котором:
с каротажной частотой выборки осуществляют сбор каротажных данных в режиме каротажа путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из режима каротажа в пакетный режим после осуществления заданного числа выборок в режиме каротажа.
25. Способ по п.24, в котором:
с пакетной частотой выборки осуществляют сбор пакетных данных в пакетном режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из пакетного режима в фоновый режим после осуществления заданного числа выборок в пакетном режиме.
26. Способ по п.24, в котором:
с пакетной частотой выборки осуществляют сбор пакетных данных в пакетном режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из пакетного режима в режим каротажа после осуществления заданного числа выборок в пакетном режиме.
27. Способ, в котором:
с фоновой частотой выборки осуществляют сбор фоновых данных в фоновом режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, связанного с состоянием бурового долота, и
переходят из фонового режима в пакетный режим после осуществления заданного числа выборок в фоновом режиме.
28. Способ по п.27, в котором:
с пакетной частотой выборки осуществляют сбор пакетных данных в пакетном режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из пакетного режима в фоновый режим после осуществления заданного числа выборок в пакетном режиме.
29. Способ по п.27, в котором:
с пакетной частотой выборки осуществляют сбор пакетных данных в пакетном режиме путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из пакетного режима в режим каротажа после осуществления заданного числа выборок в пакетном режиме.
30. Способ по п.29, в котором:
с каротажной частотой выборки осуществляют сбор каротажных данных в режиме каротажа путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из режима каротажа в фоновый режим после осуществления заданного числа выборок в режиме каротажа.
31. Способ по п.29, в котором:
с каротажной частотой выборки осуществляют сбор каротажных данных в режиме каротажа путем выборки данных по меньшей мере одного физического параметра, и
переходят из режима каротажа в пакетный режим после осуществления заданного числа выборок в режиме каротажа.
32. Способ по п.21, в котором:
при сборе данных датчика дополнительно осуществляют сбор фоновых данных в фоновом режиме с фоновой частотой,
показателем воздействия неблагоприятных условий является фоновый показатель воздействия неблагоприятных условий и
при изменении режима выборки данных дополнительно:
переходят из фонового режима в режим каротажа, если фоновый показатель воздействия неблагоприятных условий превышает первый фоновый порог, и
переходят из фонового режима в пакетный режим, если фоновый показатель воздействия неблагоприятных условий превышает второй фоновый порог.
33. Способ по п.32, в котором:
при сборе данных датчика дополнительно осуществляют сбор каротажных данных в режиме каротажа с каротажной частотой,
показателем воздействия неблагоприятных условий является каротажный показатель воздействия неблагоприятных условий и
при изменении режима выборки данных дополнительно:
переходят из режима каротажа в фоновый режим, если каротажный показатель воздействия неблагоприятных условий меньше первого каротажного порога, и
переходят из режима каротажа в пакетный режим, если каротажный показатель воздействия неблагоприятных условий превышает второй каротажный порог.
34. Способ по п.33, в котором:
при сборе данных датчика дополнительно осуществляют сбор пакетный данных в пакетном режиме с пакетной частотой,
показателем воздействия неблагоприятных условий является пакетный показатель воздействия неблагоприятных условий и
при изменении режима выборки данных дополнительно:
переходят из пакетного режима в фоновый режим, если пакетный показатель воздействия неблагоприятных условий меньше первого пакетного порога, и
переходят из пакетного режима в режим каротажа, если пакетный показатель воздействия неблагоприятных условий меньше второго пакетного порога.