СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИНЫ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ И ИХ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ
METHOD OF DETERMINING LENGTH OF TUBING STRING OF PIPES AND THEIR IDENTIFICATION DURING TRIPPING OPERATIONS

Предлагаемое изобретение относится к средствам контроля технологического процесса эксплуатации и ремонта скважины и может быть использовано для измерения длины колонны труб, а также их идентификации при спускоподъемных операциях на скважине.
Технология ведения спускоподъемных операций при бурении скважин, спуска насосного оборудования в эксплуатационную скважину, а также ремонт скважин, предусматривает замер длины спускаемого оборудования (насосно-компрессорных труб (в дальнейшем НКТ), насосов, пакеров, хвостовиков, бурильных труб и так далее). Регламенты замера НКТ прописаны в ведомственных инструкциях, либо в ведомственных инструкциях по технике безопасности при проведении спускоподъемных операций. В настоящее время замер НКТ осуществляют преимущественно вручную, что создает ряд неудобств в плане соблюдения правил ТБ и точности измерений.
Известен способ определения длины колонны труб при спускоподъемных операциях в скважине (RU №2211921 E21B 47), включающий определение длины колонны труб сложением длин каждой из труб, при этом длину каждой трубы определяют измерением ее веса на крюке грузоподъемной установки и делением полученного веса на вес погонного метра этой трубы. Значения веса погонного метра каждой трубы заранее помещены в память контроллера. Однако при определении веса трубы возможны погрешности, которые заключаются в изменении веса НКТ за счет минеральных и асфальто-смолистых отложений, что приводит к недостаточной точности измерения длины трубы.
Известен способ измерения длины и скорости перемещения колонны труб при спускоподъемных операциях и устройство для его осуществления (РФ №2324812 МПК E21B 44/00, 19/00), при котором колонну труб, соединяемых между собой, спускают в скважину канатной лебедкой, снабженной измерителем веса на талевом блоке, определяют холостые пробеги талевого блока по показаниям измерителя веса. При этом перемещения колонны во времени и пространстве фиксируют видеокамерой по перемещению мишени, закрепленной на талевом блоке канатной лебедки, с возможностью одновременного обзора верхнего и нижнего положения мишени при перемещении колонны, мишень поочередно располагают в нижнем и верхнем положениях. Эти положения фиксируют видеокамерой, произведенное перемещение измеряют в единицах длины. Затем находят координаты положения центра мишени в нижнем и верхнем положениях, определяют числовой масштаб между размерами на экране и в реальности.
Недостатком способа является большая трудоемкость, связанная с внесением в конструкцию подъемных агрегатов дополнительного оборудования, нуждающегося в квалифицированном обслуживании, низкая точность измерений.
Основной задачей изобретения является создание способа, позволяющего с высокой точностью измерить (зафиксировать) длину спущенной, поднятой колонны труб НКТ, четкое распределение спускаемых и поднимаемых труб по назначению и группам прочности и создание ведомственных баз данных по обороту трубной продукции.
Техническим результатом использования изобретения является существенное сокращение времени на производство спускоподъемных операций за счет устранения ручного труда по замеру НКТ, получение и учет объективной информации о наработке подземного оборудования. Использование изобретения позволяет исключить из процесса работ по спуску труб при подземном ремонте скважин этап предварительных ручных измерений длины каждой трубы на мостках и суммарной длины колонны, на который затрачивается 10-12% времени на все работы по спуску колонны. При этом точное измерение длины спускаемой колонны позволяет осуществлять точную доставку концевых элементов колонны (насосов, глубинных приборов и других элементов в интервал их работы).
Технический результат достигается тем, что в способе определения длины колонны насосно-компрессорных труб и их идентификации при спускоподъемных операциях СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ на муфте каждой НКТ в зоне, не несущей механической нагрузки, устанавливают микроконтейнер, в котором герметично закрепляют посредством компаунда электронный маркер, выполненный в виде микрочипа с исходной информацией о длине НКТ и ее типоразмере, в процессе спуска или подъема колонны НКТ в память микрочипа дополнительно заносят запись даты и времени произведенных операций, информацию с микрочипа считывают в процессе оборота НКТ сканером, установленным вместе с антенной на устье скважины, и передают ее на контроллер, где происходит формирование накопительной части: суммирование общей длины колонны НКТ и время ее наработки.
Способ реализуется следующим образом.
На муфту трубы НКТ, в той ее части, где нет нагрузки, устанавливают микроконтейнер с микрочипом типа RFID, который позволяет производить обмен данными чипа со сканером на достаточно удаленном расстоянии (до 10 метров). Обмен данных может иметь обратную связь, что в свою очередь позволит вносить корректировку в базу чипа с целью идентифицировать информацию по наработке НКТ на текущий период времени. Для крепления и герметизации микрочипа в может быть применен высокопрочный радиопрозрачный компаунд. В процессе изготовления или ремонта НКТ, после наворота муфты на ее тело, в микрочип заносят исходные данные скомплектованного НКТ (товарный знак предприятия-изготовителя, длина НКТ и ее типоразмер, группа прочности, номер плавки, дата изготовления, порядковый номер, ГОСТ и т.д.). На устье скважины устанавливают сканер с антенной. При проведении спускоподъемных операций сканер считывает информацию с микрочипа и посылает ее на контроллер, где и происходит формирование накопительной части: суммируется общая длина колонны НКТ со знаком - или + в зависимости от выполняемой операции (спуск либо подъем).
В процессе подъема или спуска колонны НКТ сканер производит запись в память микрочипа даты и времени спуска-подъема. Впоследствии эта информация позволит определить наработку трубы (время пребывания в скважине, количество рейсов) и таким образом четко спланировать необходимость ремонта, ревизии или полного списания трубы. Так как информация, считываемая с микрочипа, является эксклюзивной для каждой трубы, то ошибки как при подсчете общего количества (штуки, метры), так и по определению групп прочности, полностью исключены, равно как и информация по наработке и срокам ввода в эксплуатацию всей трубной продукции, снабженной микрочипами.
Введение в эксплуатацию НКТ с микрочипами позволит существенно снизить ошибки при спускоподъемных операциях, увеличить скорость подъема и спуска труб. При прокате НКТ в условиях трубных баз и участков наличие микрочипов и сканеров существенно облегчает процесс классификации НКТ по всем параметрам и открывает перспективы для полной автоматизации процесса сортировки и ремонта НКТ. Исключение ручного замера длин НКТ открывает новые перспективы в разработке систем автоматизации процесса СПО.