Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин

ВАК РФ 25.00.14, Технология и техника геологоразведочных работ

Автореферат диссертации по теме "Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин"

На правах рукописи

МАЛЮГА Анатолий Георгиевич

ИНКЛИНОМЕТРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

Специальность - 25.00.14 - «Техника и технология геологоразведочных работ»

Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в ООО «Союзпромгеофизика»

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, академик РАЕН, заслуженный деятель науки и техники РФ Калинин А Г

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАЕН Бродский II А

доктор [ехничсских наук, профессор Козяр В Ф

Ведущая организация - ФГУП НПЦ «НЕДРА»

Защита диссертации состоится " 24 " марта 2005 г в 13 час 30 мин на иседании диссертационного совета Д 212 121 05 в Московском государственном геологоразведочном университете имени Серю Орджоникидзе (МГГРУ) по адресу 1 I 7997, Москва, ул Миклухо-Маклая, 23, аудитория 4-15а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГРУ

Автореферат ра¡ослан " 21 " февраля 2005 г

Ученый секретарь ''

диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент, совешик РАЕН

А П Нашров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ Актуальность проблемы

Научное прогнозирование и результаты бурения многих поисково-разведочных скважин как на территории России, так и за рубежом позволяют предвидеть, что основным резервом прироста добычи нефти, конденсата и газа в ближайшей перспективе будут углеводородсодержашие структуры, залегающие на глубинах более 4500 м и 6100 м. Отнесенные к категории глубоких и сверхглубоких, скважины, бурящиеся на такие глубины, характеризуются наличием высоких (более 150 °С) забойных температур и зон аномально высоких (более 100 МПа) пластовых давлений (АВПД), а также осложнений, проявляющих себя в виде сужений обвалов и самопроизвольных искривлений стволов

Усложнение геологической ситуации на больших глубинах, значительное увеличение средней стоимости 1 м проходки требуют особого внимания к сооружению глубоких и сверхглубоких скважин, постоянного улучшения технико-экономических показателей бурения, а также совершенствования техники и технологии геологоразведочных работ, важнейшей составляющей которых является обеспечение надежного геонавигационного сопровождения процесса проводки стволов по заданным траекториям с требуемой точностью в особо жестких термобарических (порядка 200-300 °С, 150-300 МПа) условиях эксплуатации скважинных приборов.

Однако разработке новой техники и технологии геонавигационного сопровождения процессов бурения глубоких и сверхглубоких скважин уделяется недостаточное внимание В результате чего, находящиеся в настоящее время на вооружении геологоразведочных предприятий инклинометры, предназначенные для решения геонавигационных задач, по своим техническим характеристикам не соответствуют требованиям глубокого и сверхглубокого бурения Это связано с потенциально низкои термобаростойкостью существующих конструкций скважинных приборов, а также с недостаточной точностью их измерительных систем, исктючаюшей получение достоверной информации о характере азимутального естественного искривления при бурении вертикального ствола с целью предотвращения ею резких перегибов, нередко влекущих ¡а собой с увеличением тлубин проходки тяжелые аварии, ликвидация которых связана с забуриванием новых стволов.

Отсутствие комплексного подхода к со <данию технологически обоснованной номенклатуры инклинометров привсто к одностороннему развитию данного вида аппаратуры и сопутствующею технологического оборудования без учета перспектив разведки и разработки месторождений на больших глубинах.

Внедрение в производство существующих инклинометрических информационно-измерительных систем (ИИС) позволяет решать геонавигационные задачи лишь на малых глубинах (2000-4000 м) с темпера!урой на забое скважин до 120 °С Использование теплозащиты элементов электроники скважиннои аппаратуры с помощью сосудов Дьюара способствует увеличению глубинности исследования скважин до температур 170-200 °С, однако при этом ведет к увеличению диаметров охранных кожухов приборов и как следствие - к значительному ухудшению их проходимости на спуске к забою в утяжеленных промывочных жидкостях удельною веса 2,10-2,25 г/см3, применяемых в глубоком и сверхглубоком геологоразведочном бурении нефтяных и газовых скважин, а также исключает возможность проведения в необходимых случаях инклинометрических измерений в колонне бурильных труб

Основными трудностями, сдерживающими развитие технологий и технических средств геонавигационного сопровождения процессов бурения глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин, являются недостаточно высокий уровень разработки методологических и научно-методических основ проектирования термобаростойкой инклинометрическои аппаратуры, отсутствие структуры инклинометрической ИИС, учитывающей реакцию скважинной среды; отсутствие малогабаритных измерительных инклинометрических систем требуемой точносш в условиях воздействия повышенных температур и давлений, отсутствие методов по гь^^ивд^^фцущ^ц^уфти каналов связи

[*gffT щ

аналоговых ИИС с одножильным геофизическим кабелем в условиях воздействия скважинных дестабилизирующих факторов; отсутствие специальной элементной базы, адаптированной к особо жестким условиям эксплуатации скважинных приборов; отсутствие полной номенклатуры базовых для эксплуатации и дальнейшего совершенствования образцов термобаростойких инклинометров и навигационных аппаратурно-методических комплексов; отсутствие методов проведения высокоточной инклинометрической съемки скважин с учетом конкретной геонавигационной обстановки и точностных характеристик используемых инклинометров

Решение данной проблемы как единой совокупности сложных задач является весьма актуальным и имеет важное теоретическое и практическое значение в области техники и технологии геологоразведочных работ на больших глубинах

Идея работы

Обеспечение процесса направленной проводки и повышение точности навигационно-технологического контроля стволов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин за счет разработки и внедрения многофункционального термобаростойкого навигационно-технологического аппаратурного комплекса, структурно, методически, алгоритмически и программно реализующего задачу освоения бурением больших глубин при высоких термодинамических параметрах горных пород

Цель исследований

- Повышение качества проводки глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин за счет решения проблемы навигационно-технологического сопровождения процессов бурения на глубинах, характеризующихся особо жесткими условиями эксплуатации инклинометрической аппаратуры.

Для достижения поставленной цели сформулированы основные задачи исследований:

провести анализ и дать оценку эффективности современных инклинометрических систем с учетом их устойчивости к воздействию повышенных скважинных температур и гидростатических давлений, наблюдающихся при бурении глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин;

разработать методические основы проектирования термобаростойкой инклинометрической аппаратуры, максимально учитывающие требования развивающегося сверхглубокого геологоразведочного бурения;

разработать помехоустойчивый канал связи инклинометрической ИИС с одножильным геофизическим кабелем для проведения исследований в глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважинах;

осуществить разработку и провести анализ метрологических свойств инклинометрических измерительных систем для получения возможности определения азимутов стволов глубоких и сверхглубоких геологора ¡ведочных скважин с гарантированной погрешностью как при больших (5-45°), так и при малых (0,25-5°) зенитных углах;

разработать принципы построения и определить направления структурного развития термобаростойких скважинных приборов, обеспечивающие создание инклинометрических ИИС и аппаратурно-методических комплексов (АМК) для решения геонавигационных задач на больших глубинах; 1

осуществить разработку и провести испытания термобаростойкой элементной базы для создания инклинометрической аппаратуры, адаптированной к одновременному воздействию повышенных температур и давлений;

разработать несущие конструкции для решения геонавигационных задач в составе кабельных самоцентрирующихся многоцелевых комплексов интегрированных технологий исследования бурящихся глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин,

повышения достоверности результатов

; ш>»мм I

I '^Ч-'У. I % м во

измерений и точности определения пространственного положения траектории ствола при проведении пошаговой инклинометрической съемки скважин;

на основании результатов исследований создать специализированный комплекс навигационно-технологических средств контроля за пространственным положением стволов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин и разработать принципы построения аппаратурно-щадяшей технологии геонавигационного сопровождения процесса бурения в сложных разрезах глубоко залегающих отложений

Методы исследования

Поставленные задачи решались с применением знаний в области геологоразведочных работ (ГРР) на нефть и газ на основе системного подхода к проектированию навигационно-технологических средств для обеспечения проводки стволов глубоких и сверхглубоких скважин с привлечением численного и графоаналитического методов расчета, основ метрологии и теории точности измерительных устройств и информационных систем.

Научная новизна

При исследованиях и разработке получены следующие новые результаты

1 Установлена зависимость эффективности и жизнеспособности основных видов инклинометрических систем от устойчивости их элементов к росту температур и давлений в геологоразведочных скважинах, на основе чего определены направления создания термобаростойкой инклинометрической аппаратуры на принципах "простого" в.скважинах (без использования электроники) и "сложного" на земной поверхности (на базе компьютерной техники и цифровой обработки результатов измерений), принципах, обеспечивающих единство построения автономных (забойных) и спускаемых в скважину на геофизическом кабеле инклинометров

2. Разработаны принципы создания помехоустойчивых телеизмерительных систем интенсивности для передачи инклинометрической информации по одножильному геофизическому кабелю в процессе контроля навигационных параметров глубоких и сверхглубоких скважин; установлены зависимости метрологических характеристик инклинометров от величины утечек тока в кабеле и предложены алгоритмы повышения точности результатов и ¡мерений при наличии этих помех.

3 Разработаны теория и принципы построения термобаростойких комбинированных измерительных систем инклинометров, основанных на применении 3-х ортогонально ориентированных гравитационных чувствительных элементов, необходимых для определения с использованием полученных алгоритмов пространственных геометрических харак1ерис1ик столов ¡лубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин при малых зенитных углах (до 5°).

4. Установлен характер влияния высоких температур и давлений на физические свойства элементов типовой структуры кабельной инклинометрической аппаратуры; определены уровни модернизации этих элементов, с учетом плотности распределения которых разработана новая термобаростойкая элементная база и синтезирована структура скважинной части инклинометрической ИИС, необходимая для решения задач навигационного сопровождения процессов бурения глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин с особо жесткими термобарическими условиями на забое (до 250-500 °С, 150 МПа и более)

5 Развита теория погрешностей инклинометрии при направленном бурении скважин; установлена зависимость методических и инструментальных погрешностей инклинометрической съемки от шага измерений; выявлено наличие, введено понятие и разработан алгоритм определения оптимального шага инклинометрии. потоляющего минимизировать эти погрешности при наличии информации о радиусе искривления исследуемого ствола и нормируемой основной погрешности измерения зенитного угла применяемого инклинометра

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций

подтверждена большим фактическим материалом и сходимостью полученных теоретических решений с экспериментальными данными автора, заложенных в проектирование тсрмобаростойких инклинометрических систем, геонавигационных комплексов и технологий для строительства глубоких и сверхглубоких скважин Новизна технических разработок и технологических решений подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения.

Реализация результатов работы

Результаты работы использованы при создании малогабаритных (048-60 мм) термобаростойких (200-250 "С, 100-150 МПа) инклинометров МИ-48, ТБИ-1, КИТ-М и ИМТ-2М с одножильным гсофи ¡ическим кабелем, забойных малогабаритных (048 мм) термобаростойких (250 "С, 100 МПа) сбросных инклинометров ЗИ-48 и ЗИ-48М, универсального забойного термобаростойкого (250-300 °С, 150 МПа и более) инклинометра ЗИ-6, забойного управляемого натяжением канатной проволоки термобаростойкого (250-300°С, 150 МПа и более) инклинометра ЗИ-5 в составе АМК "Курс-КНБК-ОТ-1", навигационно-технологической системы "ВОЛНА" для контроля за проводкой стволов наклонно направленных и горизонтальных скважин, навигационно-технологического комплекса электромагнитного ориентирования отклоняющей компоновки бурильного инструмента "ТЕМП-Г', челночной телеизмерительной системы "СПЕКТР-Г', гироинклинометричсской станции "Меридиан-Г', мобильного многоцелевого комплекса "РЕГИОН-1" п программно-методического обеспечения технологий контроля за пространственным положением ствола скважины и управтения процессом наклонно направленного бурения "ВЕКТОР-4" Указанные разработки после успешных лабораторных и скважинных испытаний включены в "Каталог продукции и сервисных работ" 2002 года ООО «Союзпромгеофизика»

Разработанный в соответствии с программой ГКНТ СССР 0.50 01 в 1986-1988 г г термобаростойкий (250 °С, 150 МПа) малогабаритный (о48 мм) широкодиапазонный инклинометр ТБИ-1 был использован для определения параметров искривления ствола геотермальной скважины Тырныаузская №1 с температурой на забое 221 °С Ряд других термобаростойких инклинометров, разработанных либо усовершенствованных на основе изложенных в диссертационной работе технических решений и научных рекомендации, передан в эксплуатацию промыслово-геофизическим и буровым предприятиям Ряд термобаростойких (200 °С, 100 МПа) инклинометров типа ИМТ-2М передан в ООО «Узбекгеофизика» для обслуживания бурящихся глубоких нефтяных и газовых скважин Инклинометр ИМТ-2МБ повышенной баростойкости (150 МПа) направлен в ФГУП НПЦ "Недра" для проведения исследований бурящейся в настоящее время Ново-Уренгойской сверхглубокой скважины СГ-7 Прорабатывается вопрос экспортных поставок термобарических кабельных и сбросных инклинометров в страны дальнего зарубежья для решения задач проводки стволов глубоких и сверхглубоких геопогоразведочных скважин

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы обсуждались на Республиканской научно-технической конференции по проблемам нефти и газа (г Грозный, 1977 г), на Всесоюзных семинарах по маркшейдерско-геодезическим работам (г Киев, 1981 и 1983 г г ), на XX научно-гехнической конференции Грозненского нефтяного института им акад Миллионщикова по результатам НИР (г Грозный, 1983 г), на научно-практической конференции "Геолого-технологические исследования - информационное ядро новых интегрированных технологий исследования нефтегазовых скважин" (г Тверь, 2002 г), во многих производственных и научно-исследовательских организациях сгран СНГ

Разработка автора, включающая ряд технических решении, реализованных в малогабаритном термобаросюйком инклинометре ТБИ-1, в 1989 юду экспонировалась на ВДНХ СССР и удостоена одной Серебряной и трех Бронзовых медалей

} Публикации и использованные материалы

Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы освещены в монографии "Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин", в книге «Технические средства контроля пространственных характеристик скважин» (обзорная информация), в 13 статьях, 35 авторских свидетельствах СССР на изобретения и 2 отчетах о ПИР

В процессе работы над диссертацией автор пользовался советами и консультациями М М Александрова, В И Ботдырева, В О Галеты, П Л Зсльцмана, А Б Зерщикова, Н К. Исмайлова, С С Итснберта, Г И Калистратова, ФМ Кацмана, РИ Кривоносова, ГП Малюги, А А Молчанова, А А Мухера, Л В Носенко, И М Пятецкого, В И Рогозинского-Тсрясва, Е Л Сатова, ГН Стройкою, АС Струкова, Ю П Терещенко, Г X Шагаева, О П Шишкина и других товарищей, которым автор искренне признателен и благодарен

Автор выражает благодарность своим коллегам по работе в разные годы Н В Белякову, Л Ю Лебедику, А Б Энгельсбергу, Р Н Желендиновой и многим другим за практическую помощь

Особую благодарность автор выражает В Н Есауленко, научно-техническая и организационная поддержка которого способствовала выполнению работ по теме диссертации

Автр посвящаст диссертацию грозненским геофизикам, к славной плеяде которых счел бы за честь принадлежать

Объем и струкчура работы

Диссертация "Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин" состоит из введения. 8 глав и заключения, содержит 254 страницы текста, 21 таблицу и 93 рисунка Библиография включает 233 наименования

В первой главе диссертационной работы представлен аналитический обзор проблем в области инклинометрии бурящихся глубоких и сверхглубоких скважин

Во второй главе рассмотрена специфика разработки многоточечных инклинометров с одножильным геофизическим кабелем для исследования сверхглубоких скважин и представлено решение общих задач метрологического характера, а также представлены результаты разработки и исследовании метрологических характеристик комбинированных и ¡мерительных систем термобаростойких инклинометров

В третьей главе изложены структура и результаты разработки и исследований термобаростоикои члеменгнои базы специализированной инклиномегрической аппаратуры

В четвертой главе представлены результаты разработки и испытании инклинометрических ИИС с одножильным геофизическим кабелем для исследования сверхглубоких скважин

Пятая глава посвящена решению проблем модернизации серииных многоточечных инклинометров с учетом достижений, реализованных в инклинометрических ИИС для исследования сверхглубоких скважин.

В шестой главе представлены результаты разработки и исследований новых видов несущих конструкций для эксплуатации термобаростоиких инклинометров в составе комбинированной скважинной аппаратуры

В седьмой главе изложены результаты разработки и испытании термобаростойких инклинометров для оперативного контроля за пространственным положением стволов скважин и забойного ориентирования породоразрутающего инструмента при направленном бурении.

( В восьмой главе рассмотрены метрологические особенности инклинометрической

съемки при направленном бурении и оценены перспективы развития технологии измерения параметров траекюрии стволов глубоких и сверхглубоких скважин

Диссертационная работа выполнена автором в течение 1970-2001 годов в соответствии с тематикой исследовании, проводимых в разные голы в Специальном конструкторском бюро промысловой геофизики СКГБ ПГ (1970 1980 г г ), в лаборатории

инклинометрии СКБ ЭФА ГПО «Оргтехника» (1980-1985 г г ), в Грозненской лаборатории инклинометрии ВНИГИК НПО «Союзпромгсофизика» (1985-1988 г.г.), в отделе оптимииции бурения и разработки аппаратуры контроля проводки глубоких скважин Прикаспийского отделения ВНИГИК НПО «Союзпромгсофизика» (1988-1991 г г), в ЗАО НПКФ «Геотерммрибор» (1991-2001 гг) и завершена в Управлении геонавигационных технологий ЗАО «Газпромгеокомсервис» и в отделении новых технологий ООО «Союзпромгеофизика» в 2001 году.

Основные защищаемые положения

Первое защищаемое положение

1. Разработку инклиномефической аппаратуры для глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин с целью устойчивости ее скважинной части к воздействию жестких термобарических условий эксплуатации следует осуществлять в соо1вегс1вии с выявленной классификационной закономерное 1ью на принципах синтеза "простого" в скважине (без использования электроники) и "сложного" на земной поверхности (на базе компьютерной техники и цифровой обработки результатов измерений) и единства подходов к построению автономных и спускаемых в скважину на кабеле инклинометрических систем.

Для обеспечения обоснованного и целенаправленного проведения работ по созданию и совершенствованию инклинометров для исследования глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин необходимо иметь полное представление о современных конструктивно-технологических возможностях приборов с учетом выпускаемых промышленностью малогабаритных комплектующих изделий и материалов, обладающих требуемыми теплофизичсскими и механическими свойствами

Раскрыв характер и перспективы условий эксплуатации инклинометрической аппаратуры и основные требования, предъявляемые к ней в процессе глубокого и сверхглубокого геологоразведочного бурения, автор предложил для определения основных наиболее рациональных путей рафаботки и совершенствования инклинометров схему классификации скважинной аппаратуры по способу преобразования и передачи информации, по способу регистрации и управления, по принципу действия основных и вторичных преобразователей с учетом устойчивости их к воздействию скважинных температур и давлений.

Проведенный с помощью разработанной схемы классификации сопоставительным анализ отечественных и зарубежных инклинометров по достигнутым и ожидаемым жеплуатационным показателям позволил в качестве базовых для дальнейшего совершенствования определить виды инклиномефических систем наиболее приспособленные для работы в условиях глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин При _>том выяснено, что доминирующая роль в дальнейшем эволюционном развитии должна принадлежать отечественной инклинометрической аппаратуре с измерительной системой, включающей гравитационные и магнито-механические преобразователи определяемых ¡енитных и азимутальных углов

На основе краткого анализа современного состояния работ в области инклинометрии скважин указано на наличие двух основных соперничающих направлении ра!вития инклинометров непрерывною действия и многоточечных Недооценка последнего из которых привела к острому дефициту термобаро(_тойкои малогабаритном скважиннои аппаратуры

Очертив основные подходы, способствующие сближению укаыгшых направлении проектирования во вновь создаваемых конструкциях инклинометров, соответствующих народнохо!яйсгвенному оптимуму, автором показано, что наиболее реальным путем достижения упомянутого оптимума в области глубокого и сверхглубокого бурения в ближайшей перспективе является синтез принципов "простого" в скважине (не связанного с злектроникой) и "сложного" на земной поверхности (с использованием микропроцессорной

техники)

На основании этого положения автором ставится задача разработки и внедрения автоматизированных систем измерения, сбора и обработки информации для геонавигационного сопровождения процессов бурения глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин

Проектирование таких систем, отнесенных согласно общепринятой терминологии к инклинометрическим ИИС, в силу специфики эксплуатационных требований для глубоких и сверхглубоких скважин носит сложный и достаточно противоречивый характер

Проведенный анализ преемственности конструкций типовых элементов показал, что решение задачи оптимального синтеза инклиномегрической ИИС на основе скважинной части инклинометра перспективного вида (ближайшего аналога) потребует поиска прогрессивных технических решений, которые по своему существу могут быть отнесены к изобретениям При этом отмечено, что оригинальное проектирование составит около 40% от объема работ необходимых для создания скважинной части новой инклинометричсской системы.

Второе защищаемое положение

2. В инклинометрических ИИС с передачей аналоговой информации по I еофизическому одножильному кабелю следует использовать разработанные для повышения их метрологических характеристик и помехоустойчивое!и канала связи дифференциальный способ опроса реостатных преобразователей и алгоритмы обработки измеренных сш налов по методу учета наличия угечек гока в кабеле.

Используемый в качестве линии связи при исследовании глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин геофизический одножильныи бронированный кабель не обладает требуемой защищенностью от помех В наибольшей степени помехи, связанные с влиянием повышенных температур, гидростатических давлений и наличием утечек тока проявляют ссбя в телеизмерительных системах интенсивности, в которых измеряемая величина преобразуется в ток или напряжение Учитывая огсутсгвие в скважиннои тсрмобаросгойкой части инклинометрическои ИИС электронного оборудования для преобразования измеряемых сигналов в помехоустойчивые цифровые коды, возникает задача разработки нового (взамен мостового) способа передачи аналоговой инклинометрической информации по одножильному геофизическому кабелю.

На основании анализа известных в настоящее время способов (дифференциального и компенсации по знаку) ослабления вредного действия помех при передаче аналоговых сигналов по одножильному геофизическому кабелю, автором разработан новый дифференциальным способ передачи информации, заключающийся в поочередном подключении к линии связи обоих плеч рсзистивных преобразователей и последующем выделении результирующею сигнала из разности полученных двух сигналов (ас. № 1181353).

В результате проведенного анализа дана сравнительная оценка помехоустойчивости новой и старой (типовой для серийных отечественных многоточечных инклинометров) телеизмерительных систем в следующем общем виде

р (1) ' НЬС ' СКСч V 1 /

Дк ARI

где У?„с - сигнал на выходе датчика скважинного прибора, Ртс, Рскс - отношение сигнал/помеха на выходе приемника сигналов соответственно новой и старой теле измерительных систем, Д/fj, АЛ" - аддитивная помеха, присутствующая соответственно в новом и старом канале связи

Основываясь на том, что для неравенства (1) всегда выполняется условие АЯ">дЛ[, делается вывод о ботее высокой помехоустойчивости новой телеизмерительной системы (отношение сигнал/помеха повышается не менее чем в два раза).

Автором на основе исследования влияния утечки тока в линии связи на показания

приемника сигналов аналоговых инклинометрических систем выявлено, что для уменьшения помех, связанных с наличием утечки тока в кабеле, необходимо в схемах скважинной измерительной части полное сопротивление реохорда реостатного преобразователя по возможности выбирать минимальным При лом указано на целесообразность исключения из схем ограничительного (защитного) сопротивления Отмечено, что при одинаковых электрических параметрах схемы, реализующие новый и старый способы передачи информации в одинаковой степени чувствительны к влиянию утечки тока в кабеле В связи с этим автором предложен новый метод подавления помех канала связи инклинометрической ИИС, возникающих за счет утечки тока через изоляцию кабеля (ас № 1439224). Метод представлен номографическим и алгебраическим вариантами реализации при указании на преимущество последнего Полученное математическое выражение (алгоритм), описывающее процесс преобразования выходного сигнала, позволяющий оптимальным образом выделить полезное сообщение из смеси, образованной сигналом и помехой, имеет следующий общий вид'

(2)

где г сопротивление, соответствующее выделенному поле ¡ному сообщению, ¡а разность измеренных сопротивлений участков проводящего злемента реостатного преобразователя, полученная на дневной поверхности при наличии утечки тока в кабеле, Яи - измеренное сопротивление изоляции кабеля, оптимальное полное сопротивление проводящего

элемента реостатного преобразователя датчика азимута или зенитного угла, определенное в нормальных условиях на участке, ограниченном начальным и конечным положениями чувствительного элемента преобразователя.

Отмечено, что оптимальным фильтром, реализующим предложенный метод подавления помех, является электронно-счетное устройство (микропроцессор), с помощью которого можно осуществлять фильтрацию помех, связанных с уменьшением сопротивления изоляции кабеля до 50 КОм и менее

Третье защищаемое положение

3. При конструировании термобаростойких инкзииометров 11Я зффекзивною кон I роля качества проводки вертикально закладываемых стволов ыубоких и сверх!лубоких |ео.ю1 »разведочных скважин необходимо использовал, принципы нестроения комбинированных измеризельных систем, обеспечивающие устранение зон нечувствительности к азимутальным углам искривления в диапазоне зенитных углов 0,25-5°.

Успешность проводки стволов глубоких и сверхглубоких геолотразведочных скважин находится в прямой зависимости от качества систематического контроля за параметрами траектории ствола не только при больших, но и малых (до 5°) зенитных углах Актуальность проблемы создания малогабаритных универсальных термобаростойких инклинометров, обеспечивающих получение информации об азимутальном искривлении стволов глубоких и сверхглубоких скважин в диапазоне их возможною искривления по зенитному узлу от 0,25 до 45 - 50° отмечена в работах многих отечественных и зарубежных специалистов Объясняется это тем, что именно при малых зенитных углах наблюдаются случаи наиболее интенсивного азимутального искривления стволов, часто приобретающих форму крутой спирали, способствующей возникновению в процессе бурения серьезных осложнений вследствие интенсивного образования каверн и желобов, увеличения расхода мощности на вращение бурильного вала, зависания и прихвата буровою инструмента, износа бурильных труб и обсадных колонн и др Характерной особенностью большинства осложнений являстся их проявление после значительною удаления забоя от места нахождения перегибов, что приводит к дополнительным затратам времени и средств на забуривание нового ствола

Исходя из вышеизложенного автором проведен сопоставительный анализ определенных в качестве базовых для дальнейшего совершенствования видов инклинометрических систем наиболее приспособленных для работы в условиях глубоких и сверхглубоких скважин Выявлено, что основным недостатком всех рассмотренных видов является наличие значитечьной погрешности в определении азимута при малых зенитных углах, решающий вклад в значение которой вносит измерительная система (блок преобразователей) скважинного прибора

Предложена классификация широко используемых при инклиномстрии скважин измерительных систем с магнитомеханическим преобразователем азимута Согласно этой классификации измерительные системы по наличию собственной (кинематической) абсолютной погрешности измерения азимута А«—->180° в диапазоне рабочих зенитных углов 0,25 - 90° разделены на системы 1-го и 2-го рода

На основе проведенных теоретических исследований определены с метрологической точки зрения недостатки измерительных систем 1-го и 2-го рода

Акцентировано внимание на том, что используемая в серийных отечественных инклинометрах (типа КИТ,'МИ-30 и др) измерительная система 2-ю рода не позволяет достаточно точно измерять азимут при малых зенитных углах (Я Í 5 °) вследствие того, что момент вращения, ориентирующий рамку-маятник относительно плоскости искривления скважины близок к нулю Отмечено, что при наиболее благоприятном мгновенном значении угла между плоскостью ориентации рамки-маятника и плоскостью искривления ствола скважины ах= 90е в интервале зенитных углов 0 - 5° позрешность застоя (ориентирования) рамки-маятника имеет следующий вид

М« пл

Да„ = arc sin —-, (3)

' кв

где М„, - тормозящий момент сил трения в опорах вращения рамки-маятника; к ~ 0,017 Pgr' -коэффициент, характеризующий качество измерительной системы; Pg - вес дебаланеа рамки-маятника; г' - расстояние между центром тяжести дебаланеа и осью вращения рамки-маятника.

Анализ выражения (3) позволяет заключить, что в процессе конструктивной реализации измерительной системы 2-го рола при ограниченном объеме ее размещения уменьшение Ааг связано преимущественно с необходимостью соблюдения условия Pg —►/> (Р - масса системы) и по этой причине имеет предел, регламентируемый всегда существующим ограничением системы Pg < Р

Используемая преимущественно в пластовых наклономерах измерительная система 1-го рола, включающая датчик азимута на кардановом подвесе и два взаимно-перпендикулярных датчика угла, смонтированные непосредственно в шасси скважинного прибора, характеризуются сложностью обработки получаемой информации при определении азимутальных и зенитных углов с привлечением широко известных математических зависимостей Анализ >тих зависимостей, осуществленный с помощью предложенной номограммы для определения зенитного угла в и вспомогательного (апсидального) угла <р по составляющим и ft, позволили установить характер, возникающей при определении азимута, погрешности Aip, При этом получено достаточно простое выражение для нахождения максимума абсолютной величины этой погрешности в зависимости от заданного зенитного угла'

mj ~ 45° - arctg COS 0, (4)

из формулы (4) следует, что с увеличением зенитного угла в происходит возрастание упомянутой погрешности до та,\ ~Ю° при зенитном угле в = 45°, максимально возможном при проводке стволов глубоких и сверхглубоких скважин. Поскольку при малых зенитных углах (до 5°) эта погрешность не превышает 7', предложено (в случае определения азимута при в < 5°) для упрощения вычислительного процесса поправку на /\<р, не учитывать, так как се значение более чем на порядок меньше требуемой наивысшей точности измерения азимута.

Выяснено, что погрешность Дtpk возникающая из-за ортогонального размещения датчиков угла, и известная для гирополукомпасов погрешность, порождаемая кардановым подвесом, в графическом отображении их текущих значений в зависимости от угла поворота шасси относительно плоскости искривления скважины при в = const имеют одинаковый вид и обеспечивают полное совпадение максимумов

На основании этого предложено погрешность А<рк отнести к ра ¡ряду кардановых, а для нахождения ,,„„| наравне с формулой (4) пользоваться формулой для нахождения максимума абсолютной величины кардановой ошибки ¡Aß, „,,„| в показаниях гирополукомпаса на четырех шперкардинальных направлениях (45, 135, 225 и 315°), , 1-COS0

|Л("л mill =\Цктш\ =ап tg --(5;

1 + COS0

В результате проведенного анализа получено достаточно наглядное представление о прямо противоположном характере недостатков, присущих измерительным системам 1-го и 2-го рода.

С целью устранения основных недостатков рассмотренных выше измерительных систем автором рекомендовано использовать в термобаростойких инклинометрах вновь разработанные комбинированные измерительные системы, обеспечивающие устранение зон нечувствительности к азимутальным углам искривления стволов скважин как при малых зенитных углах в диапазоне 0.25 - 5°, так и при больших - в диапазоне 85 - 90° (дополнительно достигаемый эффект) Для акцентирования новизны и перспективности применения в термобаростойкой инклинометрической аппаратуре комбинированных измерительных систем предложено последние классифицировать как системы 3-го рода (рис 1). Автором рафаботаны четыре основных варианта конструктивной реализации комбинированной измерительной системы.

В результате последовательно проведенного анализа с применением ЭВМ, численного и графоаналитического методов, основ метрологии и теории точности измерительных устройств на примере достигнутых в ссрииных отечественных рафабогках наивысших технических показателей основных конструктивных элементов, а также исходя из современного уровня технологии производства геофизической аппаратуры оценены преимущества и недостатки каждого варианта и осуществлен выбор наилучшего из них

В ходе выбора наиболее конкурентоспособного варианта комбинированная измерительная система, включающая рамку-маягник с датчиком азимута на кардановом подвесе и двумя взаимно-перпендикулярными датчиками утла (а с № 636380) и являющаяся строго оптимальной в смысле численности и простоты содержащихся в ней элементов (см рис 1), отклонена как не обеспечивающая вследствие существующею ограничения по поперечному габариту требуемой точности при современном уровне технологии изготовления реостатных преобразователей Однако получение уникальных по своим электрическим параметрам и механическим свойствам преци¡ионных резнегивных сплавов (хровангл, терминал и др ), а также дальнейшее совершенствование технологии изготовления прецизионных переменных резисторов дают все основания полагать, что предложенная измерительная система весьма перспективна и в ближайшем времени сможет быть реализована в инклиномегрических ИИС, предназначенных для исследования сверхглубоких скважин с температурой на забое до 300 - 400 °С

Дифференциальная измерительная система с тремя датчиками угла (а с № 798279) несмотря на возможность получения требуемой точности при существующем ограничении по поперечному габариту отклонена как имеющая по сравнению с исходной системой значительно большие вес и осевой табарит, соответственно приводящие к увеличению погрешности застоя и усложнению балансировки рамки-маягника

Дифференциальная измерительная система с отним обычным и двумя мультипликаторными датчиками утла (ас № 1082939), минимизированная по сравнению с предшествующим отклоненным вариантом по осевому габариту и естественно по весу, а также обеспечивающая возможность использования типовых реостатных преобразователей для получения повышенной точности измерений при малых зенитных углах (до 5°),

Рис 1 Принципиальная схема построения измерительной системы 3 го рода с двумя датчиками угла

I - рамка маятник, 2 - дебаланс, 3, 4 - маягники датчиков угла, 5 6- рсостагныс преобразователи, 7 - рамка карданова подвеса, 8 - ма|нигная стрелка, 9 - азимутальный магнитным преобразователь, /й-котелок, II -горнзотпирующий Iруз

отклонена как не удовлетворяющая требованиям серийного производства Основным доводом в пользу лот мнения послужили результаты проведенною анализа технологических погрешностей мультипликаторных датчиков угла, согласно которым для достижения требуемой точности необходимы весьма тщательное изготовление и осуществление острой настроики при проведении сборочных операций элементов упомянутых датчиков.

В качестве практически оптимальной системы, удовлетворяющей метрологическим требованиям и условиям серийного производства, выбрана дифференциальная измерительная система с комплексными датчиками угла (а.с № 1134705) В ходе анализа этой системы получены рабочие формулы, необходимые при проектировании на ее основе инклинометрической ИИС Результаты исследования практически оптимальной измерительной системы показали реально существующую возможность получения чрезвычайно высокой разрешающей способности датчиков угла, определяемой десятками угловых секунд.

Па основании проведенного анализа измерительных систем 3-го рода установлено, что при существующих ограничениях по ря ту качественных показателей для получения последних измерять с точностью не хуже 3,5'

Результаты анализа показали, что при реально достигаемой для датчиков составляющих зенитного угла разрешающей способности 1,2', практически оптимальная

измерительная система при зенитном угле не менее 0.25° может обеспечить в нормальных условиях получение апсидальных углов с точностью 6,5° и зенитных углов с точностью 1,7' На примере технической реализации практически оптимальной измерительной системы рассмотрены основные преимущества и определенные недостатки последней Предложена оптимальная электрическая схема измерительной системы, максимизирующая быстродействие реализуемой на ее основе инклинометрической ИИС Разработан общий алгоритм вычисления пространственных геометрических характеристик стволов скважин Проведен анализ устойчивости канала связи с комплексными датчиками угла к воздействию помех, связанных с наличием утечки тока в кабеле, который выявил существенные преимущества канала по достигаемой помехоустойчивости при осуществлении измерений угловых величин инклинометрической ИИС с введенным в линию связи (одножильный геофизический кабель) сопротивлением утечки, не превышающим 50 КОм

По результатам проведенных исследований предложена к внедрению комбинированная измерительная система с двумя датчиками угла, оптимизированная по критериям минимума погрешности и условного осевого габарита (рис 2) Показано, что гакая система по основным характеристикам занимает промежуточное место в ряду рассмотренных систем и при прочих равных условиях создает положительный эффект, заключающийся в возможности обеспечения для инклинометрической ИИС наивысшей точности при разумном осевом габарите рамки-маятника и минимальном количестве датчиков относительно простой конструкции

Четвертое защищаемое положение

4. Проектирование автономной и дистанционно управляемой инклинометрической аппаратуры для глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин следует осуществлять на основе структурно и функционально совместимых элементов, устойчивых в жидкой среде к одновременному воздействию высоких температур и давлений, с использованием для повышения точности измерений приборов при эксплуатации в обсадных и бурильных колоннах несущих конструкций с широкодиапазонными центрирующими устройствами на основе кривошипно-ползунных четырех ¡венных прямолинейно-направляющих механизмов.

4.1 Малогабаритная кабельная термобаросюйкая инклиномегрическая аппаратура для исследования глубоких и сверхглубоких скважин

Опыт многолетней эксплуатации серииных (типовых) многоточечных инклинометров показывает, что наиболее приспособленными для надежной работы в условиях глубоких и сверхглубоких скважин являются скважинныс приборы с компенсированным по давлению охранным кожухом, обеспечивающие возможность телеизмерений по однонроводной линии связи (одножильному геофизическому кабелю) наряду с телеуправлением для осуществления аррезирования-разарретирования измерительной системы и распределительной коммутации датчиков

Особенностью таких приборов следует считать нахождение злементов измерительной системы и исполнительного оборудования системы управления непосредственно в среде диэлектрической жидкости, заполняюзцей компенсированный охранный кожух и передающей на упомянутые элементы воздействие гидростатического давления бурового раствора, достигающего сотен атмосфер при наличии высоких скважинных температур

Проектирование малогабаритной инклинометрической аппаратуры, специально предназначенной для работы в особо жестких термобарических условиях сверхглубоких скважин, требует создания принципиально новой элементной базы, структурно и функционально образующей единый скважинный измерительный комплекс, соответствующий нулевому (начальному в своем развитии) уровню модернизации скважинной аппаратуры

Автором разработана исходная (базовая) для реализации и дальнейшего совершенствования структура скважинной части инклинометрической ИИС для

исследования сверхглубоких скважин, схема которой изображена на рис 3

Согласно схеме структура скважинной части инклинометрической ИИС включает в себя ряд типовых либо несущественно отличающихся от них элементов комбинированной измерительной системы с комплексными датчиками (ДА - датчик азимута, ПЧЭ и ВЧЭ соответственно первичный и вторичный чувствительные элементы датчика азимута, ЭП -электромагнитный привод, ДУЧ - комплексный датчик больших углов, ДУ1 и ДУ2 -соответственно комплексные датчики малых углов, ФМР - рычажный фиксирующий механизм датчика углов, ПЧЭ1, ПЧ2 - первичные чувствительные элементы комплексного датчика углов, ВЧЭ!, ВЧЭ2 - вторичные чувствительные элементы комплексного датчика углов, ОИС - основание (рамка-маятник) комбинированной измерительной системы, МЭ -мост с электровводом, ГК - одножильный геофизический кабель, КО охранный кожух прибора, У - удлинитель охранного кожуха)

таг"'

Рис. 2 Измерительная система с двумя датчиками угла, оптимизированная по критериям минимума погрешности и условного осевого габарита' } 1,2- осевые опоры, 3 - внешняя рамка карданова подвеса. 4 - дебаланс, 5 -

внутренняя рамка карданова подвеса, б - датчик азимута, 7, 10 - маятники; 8 -реохорд датчика больших углов, 9, 12 - контактные шетки, // - реохорд датчика малых углов, 13, 14 - упоры, 0/2 - предельный зенитный угол, измеряемый датчиком малых углов, - предельный зенитный угол, измеряемый датчиком больших углов

I

т

---I- АМР -■

Г ФМД

1 1_ ПЧЭ

ДА

вчэ

-к.

ФМР

□I

ДУЗ

ПЧЭ1

ВЧЭ1

■ 4=-.

ПЧЭ2

ВЧЭ 2

Г

ФМР

ДУ2

ПЧЭ1

ПЧЭ 2

- ВЧЭ1

ВЧЭ 2

—Ё'-

Г

I-

1_

ФМР

О

ДУ1

ПЧЭ1 --

ПЧЭ2 --

ВЧЭ 1

ВЧЭ 2

А !!

т

оис

1С

го

РСС

№

эп

пмд мэ

кГК

ко

кдм

Рис 3 Структурная схема скважинной части инклинометрическои ИИС для исследования сверхглубоких скважин

Остальные элементы структуры разработаны автором и по существу представляют собой принципиально новую термобаростойкую элементную базу, необходимую для успешного проектирования малогабаритного скважинного углометрического прибора повышенной устойчивости к особо жестким термобарическим воздействиям скважинной среды. К этим элементам отнесены

1) УБР - узел безударного разарретирования датчиков измерительной системы (а.с. № 1141820),

2) AMP - арретирующий роторный механизм с блокирующими элементами (а с № 1102914);

3) ФМД - фиксирующий двухкоординатный коромысловый механизм датчика азимута (а с № 1878991, а с № 3745547),

4). РСС - спусковой регулятор скорости с возвратным ходом (а с № 1089247, а с № 1139182);

5) БУС - бесколлекторное устройство связи (ас № 474605, ас № 1089246, ас № 1231947, а с № 1307927, ас № 1365784);

6) КРП - коммутатор с разрывом контактов в момент переключения (а.с № 682640, ас № 1102914);

7) ПМД - переключатель мгновенного действия (а с №1089247, а.с № 1139182);

8) КДМ - мембранный компенсатор давления (а с. № 1073440);

9) ГО - гравитационный ориентатор-опрокидь/ватель (а с № 474605, а с. № 1089246, а с. № 1231947, а.с. № 1307927, а.с № 1365784).

Теоретические и экспериментальные исследования элементов базовой структуры для проектируемых инклинометрических ИИС подтвердили возможность разработки кабельной инклинометрической аппаратуры, адаптированной к одновременному воздействию повышенных скважинных температур и давлений (более 200 °С и 100 МПа).

Использование результатов этих исследований позволило автору впервые в мировой практике осуществить разработку инклинометрических ИИС с малогабаритным термобаростойким скважинным прибором, полностью исключающим необходимость применения элементов электронных устройств при сохранении требуемой точности и необходимых функций (инклинометры МИ-48 и ТБИ-1)

Разработка инклинометра МИ-48 осуществлена на основе рассмотренного выше нового способа передачи информации по одножильному геофизическому кабелю с использованием в скважинном приборе (250 °С, 150 МПа, 048 мм) дифференциальной измерительной системы с комплексными датчиками угла и созданной термобаростойкой элементной базы в полном соответствии с исходной для проектирования структурной схемой (см рис 3) Результаты эмпирической оценки метрологических свойств инклинометра показали достаточно хорошее совпадение теоретических и экспериментальных данных.

Разработка инклинометра ТБИ-1 выполнена на базе инклинометра МИ-48 с учетом выявленных недостатков и использованием в скважинном приборе комбинированной измерительной системы с двумя датчиками угла (ДУ1 и ДУ2), оптимизированной по критериям минимума погрешности и условного осевого габарита, а также с введением в структуру прибора (рис 4) нового элемента в виде устройства обеспечения бсстоковой коммутации (УБК), значительно повышающего надежность функционирования измерительной системы В отличие от аналога в инклинометре ТБИ-1 впервые в практике скважинных углометрических работ реализован алгебраический вариант описанного выше метода подавления помех, связанных с наличием утечки тока в геофизическом кабеле.

При этом для обоих приборов допускаемая погрешность измерения угловых величин не вышла за пределы нормируемых для инклинометров погрешностей в основных диапазонах измерения зенитных углов (±4° по азимуту и +30' по зенитному углу) В диапазоне малых зенитных углов (0,25 - 5°) погрешность измерения азимута носит более сложный характер и изменяется в пределах от ±40° до ±4° Что же касается погрешности измерения зенитного угла, то она в этом случае уменьшается до ±10' Причем указанные погрешности вследствие реализованных автором технических решений можно считать

I-----1

Рис 4 Структурная схема скважинного прибора инклинометра ТБИ-1

практически не превышающими указанных величин впчоть до максимальных значений рабочих температур для скважинных приборов (250 °С)

Потученные результаты разработки инклинометров МИ-48 и ТБИ-1 позволяют утверждать, что проблема создания кабельной малогабаритной термобаростойкой инклинометрической аппаратуры для исследования сверхглубоких скважин с особо жесткими термобаричсскими условиями на забое успешно решена на основе принципа "простого" в скважине (не связанного с электроникой) и "сложного" на земной поверхности (с использованием микропроцессорной техники)

4 2. Модернизированная серийная кабельная инклинометрическая аппаратура (с учетом технических достижений, реализованных в инклинометрических ИИС для исследования глубоких и сверхглубоких скважин).

Необходимость модернизации серийных многоточечных кабельных инклинометров в направлении повышения термостойкости, производительности измерений и расширения функциональных возможностей с учетом перспектив на будущее (повышение уровня автоматизации измерении, комбинирование с различными методами скважинных исследований и др.) не вызывает сомнений

Анализ структуры находящихся в серийном производстве многоточечных инклинометров с одножильным геофизическим кабелем показывает, что постепенное наращивание нововведений в морально устаревшей модели не может быть выполнено путем простого привлечения пакета реализованных в термобаростойких инклинометрических ИИС технических решений и требует дополнительных интеллектуальных и материальных затрат на синтез модернизируемою изделия из уже существующих схем и элементов, а также на совершенствование или проектирование недостающих для синтеза элементов с надлежащими характеристиками

Исходя из запросов промыслово-геофизических предприятий в качестве объекта модернизации вполне закономерно выбран инклинометр КИТ (КИТ-А), серийно выпускаемый многие годы киевским заводом 'Теофизприбор" и имеющим отлаженную технологию производства

На стадии синтеза структуры, определяющей принцип функционирования модернизируемой конструкции скважинной части инклинометра автором осуществлена разработка ряда патентуемых принципиально новых технических решений

Комплексное взаимосвязанное использование этих решений и ряда приоритетных технических решений, реализованных в малогабаритных термобаростойких инклинометрах МИ-48 и ТБИ-1, позволили создать пригодные для замены в серийном производстве устаревших моделей образцы модернизированных термостойких инклинометров КИТ-М и ИМТ-2М с повышенными метрологическими и эксплуатационными возможностями Разработка обеих конструкции выполнена автором на основе широких экспериментальных исследований по проверке надежности работы используемых элементов. При этом конструкция модернизируемого термостойкого (200°С) инклинометра КИТ-М разрабатывалась в качестве переходной модели для оценки эффективности используемых нововведений Структурная схема скважинного прибора инклинометра КИТ-М, представленная на рис 5, отличается от аналогичных схем скважинной части инклинометров МИ-48 и ТБИ-1 простотой элементного состава, свидетельствующею о значительной преемственности конструкции, включающей такие известные конструктивные элементы серииного инклинометра КИТ (КИТ-А) как измерительную систему с датчиком азимута (ДА), фиксирующий однокоординатный механизм (ФМО), и датчик зенитного угла (ДУ), фиксируюшии рычажный механизм (ФМР), щеточно-коллекторный коммутатор (КЩК), электромагнитный привод (ЭП) и др Из структуры ранее разработанных инклинометрических ИИС в структуру модернизированного инклинометра привнесены РСС и ПМД.

Впервые введенными в структуру элементами можно считать разработанные автором конструкции злекгромагни того арретирующего механизма (АМЭ) и мноюцепного переключателя со скользящими контактами (МПСК), позволившие повысить

производительность измерений, обеспечить более высокую надежность арретирования-разарретирования измерительной системы и коммутации датчиков

Наземная часть инклинометра КИТ-М как и в инклинометрах МИ-48 и ТБИ-1 предназначалась для управления работой ЭП и АМЭ скважинного прибора, выделения напряжений, пропорциональных суммарному сопротивлению жилы кабеля (ЖК) и плеча одного из реохордов ДА и ДУ по каждому из четырех каналов связи, их запоминания, получения зенитного угла и преобразования двух результирующих напряжений в измеряемые угловые величины (азимут и зенитный угол)

Проектирование переходной модели модернизированного инклинометра КИТ-М позволило в значительной мере добиться надежной функциональной совместимости старых и новых элементов, убедиться в том, что процесс смены конструкций можно провести с минимальными потерями для производства и приступить к разработке термостойкого (200°С) инклинометра типа ИМТ-2М

Рис 5. Структурная схема скважинного прибора инклинометра КИТ-М

Разработка инклинометра типа ИМТ-2М осуществлена с целью замены морально устаревшего серийного инклинометра типа КИТ (120 °С, 100 МПа) и в отличие от переходной модели КИТ-М в качестве АМЭ впервые использует предложенную автором конструкцию поляризованного прямоходового электромагнитного элемента с магнитным блокированием якоря в двух крайних положениях, что позволило значительно повысить надежность работы механизмов скважинного прибора в условиях воздействия высоких температур.

Лабораторные исследования и скважинные испытания инклинометра ИМТ-2М подтвердили ожидаемые высокие эксплуатационные показатели созданного прибора, не уступающего по метрологическим характеристикам лучшим образцам аналогичной термостойкой аппаратуры (табл. 1).

Исключение из структуры модернизированных инклинометров присутствующего в структуре старой модели разделительного элемента в виде искрового разрядника типа 4378-Д обеспечило скважинному прибору более высокую баростойкость, реализованную автором в настоящее время в инклинометре ИМТ-2МБ (200 °С, 150 МПа, 06О мм).

В рамках проведения научно-исследовательских и опытно-экспериментальных работ по модернизации серийных инклинометров автором значительно развита элементная база для последующего совершенствования термобаростойких многоточечных инклинометров с одножильным геофизическим кабелем

Предложен разработанный автором электромагнитный коромысловый фиксирующий механизм датчика азимута (приоритет от 27 февраля 1991 г. № 4914124), впервые решающий задачу арретирования последнего в диапазоне рабочих зенитных углов от 0 до 135° и обеспечивающий получение максимально достижимой для магнитомеханических преобразователей точности измерения азимутов (1-1,5°), что чрезвычайно важно для проведения инклинометрической съемки горизонтально забуриваемых участков ствола скважины на больших глубинах.

Таблица 1

Метрологические характеристики инклинометра типа ИМТ-2М

По каналу По каналу азимута в По каналу

зенитного угла в диапазоне 0-360° азимута в

диапазоне 0-45°, при зенитных углах диапазоне 0-360°

Параметр угл. мин. от 3 до 5°, угл. град при зенитных углах от 5 (включительно) до 45°, угл град.

Систематическая

составляющая

основной погрешности не более |12| не более |4| не более |2|

Среднее

квадратическое

отклонение случайной

составляющей

основной погрешности не более ±4,8 не более ±1,5 не более ±0,8

Граница случайной

составляющей

основной погрешности

при доверительной вероятности Р-0,95 ±7,8 ±2,6 ±1,4

Основная абсолютная

погрешность ±19,8 ±6,6 ±3,4

Предложен разработанный автором электромагнитный коромысловый фиксирующий механизм датчика азимута (приоритет от 27 февраля 1991 г № 4914124), впервые решающий задачу арретирования последнего в диапазоне рабочих зенитных углов от 0 до 135° и обеспечивающий получение максимально достижимой для магнитомеханических преобразователей точности измерения азимутов (1-1,5°), что чрезвычайно важно для проведения инклинометрической съемки горизонтально забуриваемых участков ствола скважины на больших глубинах

Предложен разработанный автором мембранный гидравлический фиксирующий механизм датчиков азимута и зенитного угла с отключаемым компенсатором теплового расширения демпфирующей жидкости, благодаря которому решена задача устранения снижающих надежность работы инклинометра промежуточных звеньев кинематической цепи, связывающий арретируюший механизм (АМК, AMP или АМЭ) с первичными чувствительными элементами датчиков угловых величин При этом одновременно обеспечивается расширение диапазона рабочих зенитных углов прибора до 0-80°

На современном этапе развития термобаростойких многоточечных инклинометров остро стоит задача повышения надежности и обеспечения коммутационной совместимости элементов, участвующих в поочередном подключении датчиков к геофизическому кабелю и разделении управляющего и измерительного каналов Этой проблеме автор также уделил немалое внимание, в результате чего им на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложен ряд принципиально новых конструктивных решений, обеспечивающих возможность создания многофункционального коммутатора с разрывом магнитоуправляемых контактов в момент переключения, многоцепного переключателя на магнитоуправляемых контактах с поляризующими магнитами, коммутатора на магнитоуправляемых контактах с переменной программой (а с № 484586, а с № 736206, а с. № 2005592, а.с № 2026957) и др Благодаря наличию этой элементной базы в значительной степени облегчается задача обеспечения работоспособности многоточечного инклинометра в составе комбинированной скважинной аппаратуры

Очевидным препятствием для введения упомянутых коммутирующих устройств в состав термобаростоикои скважиннои аппаратуры является потенциально низкая термобаростойкость серийно выпускаемых матнитоуправляемых контактов (герконов) Решением этой проблемы можно считать разработанную автором конструкцию термобаростойкого поляризованного геркона (ас № 2465814) с наполнителем в виде жидкого диэлектрика, в качестве которого для достижения требуемой термобаростойкосги (250 °С и 150 МПа) рекомендовано использование авиационного масла ИПМ-10

Проведенные испытания макетного образца термобаростойкого геркона цельнометаллической конструкции с наполнителем в виде масла ИПМ-10 подтвердили возможность создания простых и надежных коммутирующих устройств, позволяющих в компенсированном охранном кожухе скважинното прибора сохранять работоспособность при температуре окружающей среды не менее 250 °С и гидростатическом давлении порядка 150 МПа

4 3 Несущие конструкции для эксплуатации инклинометров в составе комбинированной скважинной аппаратуры при комптексном исследовании глубоких и сверхглубоких скважин

Известные типы несущих конструкций скважинных приборов с центрирующими устройствами рычажного (ромбовидного, параллелограммного), рессорного или рычажно-рсссорного типа далеки от совершенства и не обеспечивают требуемого качества угловых измерении инклиномегрическото модутя в составе комбинированной скважиннои аппаратуры, снижая, таким образом, эффективность проведения комплексного исследования глубоких и сверхглубоких скважин.

Исходя из перспективы расширения масштабов применения инклинометров в модульных компоновках при исследовании глубоких и сверхглубоких скважин, а также учитывая возрастающие требования к точности определяемых с помощью скважинных комбинированных приборов геолого-теофизических и технологических параметров, автором

в СКТБ ПГ (г Грозный) были поставлены и решены задачи разработки принципиально новых видов несущих конструкций как для эксплуатации аппаратуры в обсадных или бурильных колоннах, так и в открытых стволах скважин при обеспечении повышения качества центрирования и проходимости скважинного прибора до забоя и от забоя к устью скважины.

Особое внимание уделено разработке, теоретическим и экспериментальным исследованиям несущей конструкции с широкодиапазонным центрирующим устройством для эксплуатации в обсадных и бурильных колоннах скважин (рис 6), представляющих особый интерес для развивающихся технологий контроля качества стволов на больших глубинах (а с № 932965) Дается статический расчет кривошипно-ползунного четырехзвенного прямолинейно-направляющего механизма центратора этой несушей конструкции Ниже приводятся результаты выбора оптимальных соотношений длин звеньев механизма, обеспечивающих наилучшую центрирующую способность корпуса скважинного прибора при различных условных диаметрах колонн'

где Ьт - расстояние между осями шарниров кривошипа, 1Р - расстояние между осью ролика и ось крайнего шарнира; 1,т - расстояние между осями шарниров шатуна, 1рш - расстояние между осью ролика и осью шарнира в месте изгиба шатуна; q - расстояние между осью шарнира фиксированной втулки и линией, проходящей через смежную ось шарнира подвижной втулки параллельно оси симметрии штанги (дсзаксиап).

Для эксплуатации в открытых стволах скважин автором предложена несущая конструкция с управляемым однокомпонентным децентрирующим прижимным устройством и самоцентрирующимся выносным блоком, позволяющая наилучшим образом реализовать функции механического пластового наклономера при промыслово-геофизических исследованиях глубоких и сверхглубоких скважин, бурящихся с использованием бурового раствора на нефтяной основе (а.с. № 763588).

Частным случаем упомянутых выше конструкций является предложенная автором несущая конструкция с коаксиальным сильфонным компенсатором давления и осевым вводом с контактным уплотнительным элементом, позволяющая осуществлять передачу механической нагрузки движущегося звена "извне-внутрь" и обратно, а также герметичный выход в скважинную среду чувствительных элементов датчиков температуры, расхода и дебита восходящих потоков жидкостей и др (ас № 648038)

Использование предложенных несущих конструкций раскрывает широкие возможности для проектирования многоцелевых навигационно-технологических комплексов с применением проводного канала связи в глубоких и сверхглубоких скважинах благодаря обеспечению высокой центрирующей способности скважинного прибора при перемещении в обсатных пибо бурильных колоннах, составленных иг труб с отличающимся внутренним диаметром в стволах с отклонением от вертикали в широком диапазоне зенитных углов (0-90°).

4 4 Автономные (механически управляемые) приборы для инклинометрическог о контроля за пространственным положением КНБК в глубоких и сверхглубоких скважинах с особо жесткими термобарическими условиями на забое.

Отечественный и зарубежный опыт безаварийной проводки стволов и обеспечения высоких темпов бурения глубоких и сверхглубоких скважин в особо жестких термобарических условиях, исключающих организацию надежного телеизмерительного канала связи "забои-устье", показывает какое важное значение придается механическим приборам, позволяющим при относительной простоте обслуживания оперативно силами

¿т= 1,6/,

1,92 1а 1рш= 1,36 Ь„ <7 = 0,047 I,

•т

►

(6)

Рис 6. Кинематическая схема широкодиапазонного центратора для эксплуатации в обсадных и бурильных колоннах:

I - штанга, 2 - корпус скважинного прибора, 3 - неподвижная втулка, 4 - подвижная втулка, 5 - наконечник; 6 - стопорная шайба; 7 - пружина сжатия, 8 - упор, 9 - шатун, 10 -кривошип; 11 - ролик

буровой бригады либо персоналом станции геолого-технологических исследований определять требуемый гсонавигационный параметр ориентируемой и неориентируемой КНБК (зенитный угол, азимут, направление отклонителя) К таким приборам, требующим постоянного совершенствования, относятся забойные точечные инклинометры сбросного типа либо опускаемые в скважину на канатной проволоке (тросе) с помощью специализированной лебедки.

Автором предложен и реализован ряд принципиально новых технических и технологических решений, обеспечивающих забойным инклинометром повышение значительной устойчивости к воздействию внешних дестабилизирующих факторов (скважинных температур и давлений).

Разработаны конструкции многопараметрового забойного управляемого натяжением

проволоки инклинометра ЗИ-5 (аналог отечественного прибора ЗИ-1М), многопараметрового забойного универсального инклинометра ЗИ-6 (аналогов не имеет), однопараметрового инклинометра сбросного типа ЗИ-48 (аналог двойного регистратора фирмы США "ТОТКО")

Достоинством забойных инклинометров ЗИ-5 и ЗИ-6 является их цельнометаллическая конструкция, обеспечивающая возможность достижения предельной для скважинных приборов рабочей температуры 500 °С при гидростатическом давлении более 150 МПа Для осуществления такой возможности в структуру обоих приборов впервые введен для уплотнения грузонесущего и управляющего штоков ввод поступательного движения с деформируемым силъфонным уплотнительным элементом (а.с № 1518494)

Отличительной особенностью забойного инклинометра ЗИ-6 от инклинометра ЗИ-5 является его универсальность, заключающаяся в способности прибора работать как при спуске на канатной проволоке, так и в сбросном режиме. Другой особенностью забойного инклинометра ЗИ-6 является наличие комбинированной измерительной системы и автономного аррстирующего устройства с часовым механизмом временного реле обратного действия, а также использование специально разработанной автором номограммы для определения магнитного азимута и зенитного угла при выполнении работ в стволах скважин с отклонением от вертикали до 3°.

По сформулированному автором техническому заданию и при его участии осуществлена разработка простого в обслуживании малогабаритного забойного инклинометра ЗИ-48 сбросного типа диаметром 48 мм. В отличие от ближайших зарубежных аналогов инклинометр не требует наличия измерительной диаграммы на рабочей поверхности дисковых мишеней.

Лабораторные исследования и промысловые испытания разработанных забойных инклинометров показали, что реализованные в них технические решения эффективны и обеспечивают созданной аппаратуре высокую термобаростойкость (не ниже 200-250 °С и не менее 100-150 МПа) и вполне приемлемую точность (на уровне 30' по зенитному углу и 4° по азимуту во всем диапазоне рабочих температур и гидростатических давлений)

С учетом перспектив развития инклинометрии глубоких и сверхглубоких скважин с особо жесткими термобарическими условиями на забое, автором осуществлена разработка принципов построения забойного инклинометра с внешним магнитомеханическим устройством для съема показаний измерений (ас. № 1421855), исключающим необходимость вскрытия маслонаполненного компенсированного охранного кожуха прибора, а также цельнометаллического многопараметрового забойного многоточечного инклинометра с регистрирующим устройством в виде ленточного перфоратора (а с № 699164), обеспечивающего измерение зенитных и азимутальных углов при подъеме прибора на канатной проволоке в процессе кратковременных остановок в местах соединения бурильных труб.

Пятое защищаемое положение

5. Для обеспечения высокой точности проводки стволов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин по проектной траектории их инклинометрический контроль следует осущес1вля1ь при выборе оптимального шага измерений, учитывающего радиус искривления оси ствола и основную погрешность измерения зенигною yuia применяемого инклинометра.

Современные технологии определения пространственного положения ствола искривленной скважины предусматривают проведение точечной или непрерывной инклинометрии, аналитическое определение координат точек трассы с последующим построением ее плана и профиля при интервалах между точками, задаваемых в зависимости от проектного профиля скважины на основании приобретенного опыта проведения буровых работ и промыслово-геофизических исследований либо с учетом технических возможностей и режима работы применяемого инклинометра.

Такой подход к выбору интервалов расчета и построений, соответствующих принятому (стандартизированному) шагу измерений, не может обеспечить достаточно высокой точности определения пространственного положения трассы буровой, ибо не учитывает реальный радиус искривления оси ствола исследуемой скважины и точностных характеристик применяемого инклинометра В результате чего при необоснованном увеличении шага измерений возрастают методические и инструментальные 5

среднеквадратические погрешности планового и высотного положения точек трассы и)-)а несовершенства способов (алгоритмов) аналитического определения их координат и недостаточной точности измерения зенитных углов, ограничиваемой прежде всего реально существующим пределом допускаемой (основной) погрешности последних, устанавливаемым в паспортных данных инклинометра Одним из путей снижения указанных погрешностей инклинометрии особенно для скважин, имеющих сложный характер искривления, является уменьшение шага измерений Необходимость в этом *

подтверждается результатами анализа достаточно большого числа математических моделей скважин, согласно которым можно утверждать, что уменьшение шага инклинометрических измерений в п раз вызывает снижение методических погрешностей определения координат в п2 раз, а инструментальных - в ^п раз. С другой стороны чрезмерное уменьшение шага (

измерений помимо увеличения избыточных (повторяющихся) сообщений, приводящих к увеличению времени обработки информации и усложнению измерительной аппаратуры, приводит к росту влияния не исключенных остатков или неучтенных систематических погрешностей, обусловленных весьма разнообразными причинами, к которым, прежде всего, следует отнести несовершенство конструкции инклинометра, неправильное расположение скважинного прибора в пространстве, неточную регулировку и градуировку, подверженность воздействию внешних электромагнитных полей, скважинной температуры и многое другое Эти погрешности в отличие от случайных ошибок, накапливаясь с глубиной, могут сильно исказить расчетные параметры пространственной траектории ствола искривленной скважины. Причем, наибольшую опасность представляют постоянные систематические погрешности, присутствие которых в процессе скважинных исследований не предполагается и причины которых неизвестны. При этом опасность получения недостоверной информации об истинном пространственном положении ствола искривленной скважины возрастает с повышением частоты инклинометрических измерении, а также с увеличением интенсивности искривления и глубины бурения (длины ствола) По этой причине для своевременного обнаружения и снижения влияния, нсвыявленных или неисключенных остатков систематических погрешностей инклинометров рекомендуется по мере углубления скважины проводить ее инклинометрическую съёмку разными приборами 4

не только одного типа, но и желательно и отличающимися по принципу действия Это в свою очередь требует наличия большого арсенала дорогостоящей разнотипной инклинометрической аппаратуры, что не всегда хорошо согласуется с реальными возможностями буровых и промыслово-геофизических предприятий, а в конечном итоге |

приводит к значительному усложнению анализа большого массива инклинометрических данных.

Повышение точности определения пространственного положения ствола искривленной скважины при сокращении избыточной информации и упрощении процесса инклиномегрической съемки связано с поиском алгоритма определения оптимального шага инклинометрических измерений Подтверждением наличия оптимального шага инклинометрических измерений служит подкрепленная практическими исследованиями теория процесса искривления скважины, свидетельствующая о том, что из-за жесткости компоновки низа бурильной колонны приращение угла искривления ствола на интервале, равном длине указанной компоновки, является незначительным. Для турбинного способа V

бурения этот интервал считается не меньшим или приблизительно равным длине системы "долото-турбобур", обычно составляющей 2000-26000 мм. Ещё больших значений упомянутый интервал достигает при роторном способе бурения.

Предложенная автором патентуемая методика (способ) расчета оптимального шага

инклинометрических измерений (заявка № 2004109458/03 (009967) от 29 03 2004 г) строится на том, что искривленная скважина относится к объектам с медленно изменяющимися с глубиной параметрами пространственной траектории ствола. По Шеннону часть сообщений о параметрах передаваемых с такого объекта можно считать несущественной или иначе повторяющейся на некоторых вполне определенных интервалах, длина которых по всей очевидности определяет наиболее благоприятный (оптимальный) с метрологической точки зрения шаг инклинометрической съёмки, обеспечивающий максимальное сокращение избыточности информации.

Расчетная схема для поиска алгоритма определения оптимального шага инклинометрических измерений изображена на рис. 7. На ней нижняя образующая системы "долото-турбобур" М\Мг принята за главную ось скважинного прибора инклинометра, которая соприкасается с осью ствола скважины в точке /V' При этом стрела прогиба нижней образующей ствола (дуги окружности с радиусом Ян) равна

ст = Ы'М = 0,5 йс,

где Д. - диаметр ствола скважины

Рис 7. Расчетная схема для поиска алгоритма определения оптимального шага инклинометрических измерений

Стрелка сс (отрезок NM) сегмента, полученного с помощью нижних образующих ствола искривленной скважины и скважинного прибора, будет равна

сс = 0,5(£>с - <U,

где den - диаметр скважинного прибора.

Реализация условия сс -»0 повлечет смещение оси прибора М\Мг в сторону касательной АВ и параллельно ей на величину, близкую к 0,5(DC - dc„), что возможно при аппроксимации дуги FMF' хордой FF', соответствующей некоторой условно оптимальной длине (Lc„)op, скважинного прибора.

Необходимым и достаточным условием для осуществления детальной инклинометрической съёмки ствола скважины с некоторой реально достижимой точностью (при разумном соотношении диаметра ствола скважины, длины и диаметра скважинного прибора) является аппроксимация дуги окружности с RH = const на интервале M\Mj ломаной линией, состоящей из отрезков - оптимальных с метрологической точки зрения шагов измерений Сoph которые условно примем равными (Lc„)op,

При этом влияние прогиба нижней образующей ствола скважины на пространственное положение оси прибора М\ M г будет сведено к нулю в случае совпадения последней с касательной АВ Благодаря пологости дуги М\ММЪ условная длина скважинного прибора (Lc„)op, при F—>ki и F'—>k2 практически определяется длиной некоторого отрезка к^, симметричного относительно точки М.

Тогда при Д(9„—>0 получим

(Lc*)opt = к\*г = 2 R „ sin Д#„,

где А0„ - приращение (интенсивность) искривления ствола скважины на участке, равном половине условной оптимальной длины скважинного прибора, рад.

Однако

Rh = Roc, + 0,5 Dc.

Это позволяет вследствие малости величины радиуса поперечного сечения ствола скважины 0,5 Dc условно оптимальную длину скважинного прибора представить в виде:

(Lc„)ap, = 2 R„си sin Ав„.

Переходя к определению приращения hH„ по критерию пренебрежительно малых погрешностей измерения зенитных углов ствола скважины, мысленно переместим скважинный прибор по нижней образующей ствола до совмещения радиуса ОМ поочередно с радиусами ОМ] и ОМ-, Отсюда видно, что касательные А'В' и А"В" пересекаются с касательной АВ под углом +,\0„, свидетельствуя, таким образом, о возможности уменьшения этого угла до некоторой пренебрежительно малой величины Д0„ —>(a0„)iipi = min, при которой участок оси ствола искривленной скважины между двумя смежными точками инклинометрических измерений можно рассматривать как отрезок прямой Очевидно, что дальнейшее уменьшение отрезка этой прямой, соответствующее уменьшению шага измерений, приведет к появлению избыточной (несущественной для практических целей) информации

Поэтому, переводя приращение (Д 0„)ар, в разряд остаточно действующих систематических погрешностей и принимая абсолютное значение этого приращения за пренебрежительно малую (ничтожную) величину по отношению к абсолютному значению предела допускаемой погрешности измерения зенитных углов a[û ] применяемого инклинометра, на основании широко используемой в практике оценки точности исключения систематических погрешностей по критерию M Ф Маликова [4] получим

W„)op, = b</c-o[ûl

Отсюда, с учетом вышеизложенного, для каждого у-го исследуемого участка ствола

искривленной скважины с R„cu; = const алгоритм определения (поиска) оптимального шага измерений инклинометром с основной погрешностью измерения зенитных углов а[в] примет вид:

e0p,j=2R0CUjsm(ep-^), (7)

где Rocu j - радиус искривления оси ствола скважины на j-ом исследуемом участке, м; j= 1,2,3. - задаваемый в направлении от устья к забою порядковый номер исследуемого искривленного участка ствола скважины с Rocu; = const, (р =0,017453 - длина дуги в радианах для центрального угла в 1 - критерий пренебрежительно малых погрешностей измерения зенитных углов, определяемый из условия ^ < к - off]; к - коэффициент точности, не превышающий значения, равного 0,4; a[ff] - абсолютное значение основной погрешности измерения зенитных углов применяемого инклинометра, градус.

Численное решение уравнения (7) для ряда значений радиусов участков стволов проектных профилей скважин с постоянной интенсивностью искривления и двух наиболее часто встречающихся в процессе инклинометрической съёмки значений нормируемых для инклинометров основных погрешностей измерения зенитных углов при к='/з дано в табл 2

Установлено, что рекомендуемые в действующих нормативных документах шаги инклинометрических измерений (преимущественно 25 м и Юм) для искривленных с различной интенсивностью стволов в большинстве случаев далеки от оптимальных значений и могут приводить к ошибочным выводам об истинном пространственном положении трассы.

Зависимости оптимального шага инклинометрии от интенсивности зенитного искривления стволов скважин и от точностных характеристик применяемых инклинометров приведены на рис. 8.

Таблица 2

Интенсивность зенитного искривления ствола скважины ig/, град/м Радиус искривления оси ствола скважины Rocith М Оптимальный шаг инклинометрических измерений £от„ м

о[6>]=0,3° о[0]=О,50

0,003 17189 60 100

0,007 8685 30 50

0,01 5730 20 33,3

0,013 4297 15 25

0,033 1718 6 10

0,06 955 3,3 5,5

0,12 477 1,7 2,8

0,18 318 1,1 1,8

0,24 239 0,8 1,4

0,3 191 0,7 1,1

0,36 159 0,6 0,9

0,66 86 0,3 0,5

Шестое защищаемое положение

6. Для повышения эффективности направленной проводки глубоких и сверхглубоких скважин их инклиномегрический кон ¡роль следует осуществлять с учетом геологической информативности технологических параметров, получаемых в процессе у! лубления ствола.

Эффективность направленной проводки глубоких и сверхглубоких скважин в значительной степени зависит от технологических факторов, оказывающих существенное

влияние на процесс искривления ствола Как показывает практика, с ростом глубины возрастают трудности регулирования направления ствола, что требует оперативной оценки геологической ситуации на забое при высокой достоверности и надежности поступления технологической информации одновременно с углублением скважины При этом значительный интерес для разработки мероприятий, связанных с предупреждением самопроизвольного аварийно опасного искривления ствола, представляет информация о лито логическом расчленении разреза скважин на возможно нижних глубинах Получение такой геологической информации требует изучения показателей буримости горных пород желательно в комплексе с данными геофизических методов исследования скважин, совместимых с используемой технологией бурения Решение этой задачи осложнено большой длиной бурильной колонны, наличием в стволе высоких температур и давлений, а также воздействием на скважинную аппаратуру вибрационных и ударных нагрузок, значительно снижающих ее эксплуатационный ресурс Выходом из сложившейся ситуации является поиск эффективных технологических приемов, инклинометрической съемки скважин, базирующихся на технологиях, обеспечивающих с высокой степенью достоверности и надежности получение оперативной геологической информации о разбуриваемых породах на больших глубинах.

1,0! 5,03 0,01 0,12 0,1« 0,г* ¡в,греЛ/н

Рис 8 Зависимости оптимального шага инклинометрии от интенсивности зенитного искривления стволов скважин для инклинометров с заданной основной погрешностью измерения зенитных углов' / - оЩ = 0,1°, 2 - о[0] - 0,3°, 3 аЩ =- 0,5°

В процессе бурения скважин при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений одним из важнейших по геологической информативности является технологический параметр, основанный на проведении виброакустических исследований, при которых полезную информацию, связанную с работой долота, получают с помощью датчика, размещаемого на вертлюге Эта технология применяется для решения задач по геологическому изучению разреза и с увеличением глубины исследования теряет свою эффективность из-за снижения информативности и достоверности виброакустических сигналов, что не позволяет результаты их обработки, в виде информации о границах пластов с отличающимися механическими характеристиками, использовать для прогнозирования участков резких искривлений ствола, подлежащих обязательному инклинометрическому контролю Объясняется это тем, что используемая в процессе виброакустических исследований механическая линия связи не обладает способностью противостоять мешающему действию помех и характеризуется значительным затуханием упругих колебаний в теле бурильной колонны, зависящим от физических свойств элементов се конструкции, частоты передаваемых сигналов и рассеяния энергии колебаний в окружающую среду Особенно велики потери акустической информации на повышенных частотах передачи колебаний, генерируемых вращающимся долотом при его встрече с породой Для ослабления возникающих при этом помех приходится ограничивать длину механической линии связи до нескольких сотен метров Так, например, в диапазоне частот 300-500 Гц передача упругих колебаний по бурильной колонне затухает на расстоянии порядка 700-800 м В результате чего при глубоком и сверхглубоком бурении колонна бурильных труб как линия связи применяется лишь для передачи низкочастотных колебаний, обычно не превышающих 10 Гц Это не позволяет результаты виброакустических исследований эффективно использовать для решения гсонавигационных задач так, как известно, что наибольшей информативностью о процессе углубления скважин и свойствах геологического разреза обладают колебания в диапазонах частот 100-500 Гц и 1000-10000 Гц, обусловленные соответственно работой зубьев долота и разрушением разбуриваемой горной породы Имеющиеся методы математической обработки информации, поступающей с больших глубин, в силу случайного характера помех и большого затухания сигналов также не дают полной уверенности в достоверности принимаемых на земной поверхности сообщений, что не позволяет на их основе делать какие-либо выводы без риска совершить ошибку А Г. Архиповым в 2000 г (ВИТР, г С -Петербург) предложена технология определения геонавигационных параметров ствола бурящейся скважины, включающая изучение геологического разреза в процессе бурения при помощи погружного приемника сигналов генерируемого акустического поля Реализация этой технологии возможна в двух вариантах Первый из них предусматривает размещение приемника сигналов акустического поля в скважинном контейнере, опускаемом на геофизическом кабеле в наблюдательную скважину (скважину-спутницу) синхронно с углублением породоразрушающего инструмента в основной (исследуемой) скважине Второй - предусматривает размещение приемника сигналов акустического поля в скважинном контейнере, встраиваемом в компоновку низа бурильного инструмента (КНБК) над долотом

Недостатком первого варианта является обязательное наличие скважины-спутницы, расположенной на достаточно близком расстоянии (до 60 м) от исследуемой бурящейся скважины, а также необходимость задалживания дополнительного спускоподъемного оборудования и каротажной станции, оснащенной специальным блоком синхронизации скоростей спуска скважинного контейнера и породоразрушающего инструмента Это значительно усложняет и удорожает процесс виброакустических исследований, а также исключает проведение исследований в отдельно строящихся скважинах, что часто встречается при глубоком и сверхглубоком поисково-разведочном бурении.

Недостатком второго варианта является необходимость использования бееззроводного электрического канала связи, для которого характерны зависимость затухания сигналов от физических свойств горных пород (обычно канал используется при

удельном электрическом сопротивлении пород свыше 20 Ом м), низкая скорость передачи информации (порядка 2,5 - 5 бит/с) и высокий уровень помех в используемом для передачи данных низкочастотном (порядка нескольких десятков герц) диапазоне. Это практически исключает возможность изучения геологических разрезов в процессе бурения глубоких и сверхглубоких скважин, ограничивает полноту и детальность исследований, а также усложняет и удорожает исследовательский процесс за счет необходимости реализации дополнительных аппаратурных и программно-методических решений по обеспечению достоверности передаваемой с забоя информации.

В довершение всего технология ВИТР не позволяет отслеживать динамику углубления и качество стволов скважин вследствие отсутствия привязки результатов виброакустических исследований к данным инклинометрии в реальном масштабе времени.

Наиболее перспективной для адаптации к условиям глубокого и сверхглубокого бурения является технология определения геонавигационных параметров ствола бурящейся скважины, включающая проведение в бурильной колонне виброакустических исследований геологического разреза при помощи приемника сигналов акустического поля, генерируемого в процессе разбуривания долотом горных пород, и проведение инклинометрии ствола при помощи углометрических датчиков, размещенных в составе призабойной части КНБК совместно с приемником сигналов акустического поля в скважинном контейнере, связанном с приемно-обрабатывающей станцией геофизическим кабелем, выведенным из колонны через уплотнитсльнос устройство на устье скважины (по Э А. Лукьянову) Однако и этой технологии присущи недостатки. Дело в том, что с увеличением глубин бурения и сопутствующим повышением температуры скважинной среды и ростом сопротивляемости пород разбуриванию возникают условия, ограничивающие возможность длительного пребывания скважинной аппаратуры в составе призабойной части КНБК в процессе работы долота. Объясняется это тем, что в скважинах при температурах порядка 180 "С и выше горячая промывочная жидкость не успевает охлаждаться на устье и вновь поступает на забой, достигая температуры разрушаемых пород. С возрастнием интенсивности искривления ствола и увеличением продольного изгиба колонны ситуация усугубляется дополнительным нагревом бурильных труб, получаемым при их трении о стснки скважины. По этим причинам длительное нахождение скважинной аппаратуры вблизи от долота (обычно в переводнике непосредственно над турбобуром) отрицательно сказывается на стабильности и точности показаний ее датчиков и приводит к преждевременному выходу из строя элементов электронных схем С другой стороны, удары и вибрации, обусловленные характером разбуриваемых пород и режимами работы долота на забое, ведут к снижению механической прочности соединений и элементов конструкции аппаратуры, что сокращает длительность ее надежной эксплуатации в скважине и, повышает затраты на ремонтно-профилактическое обслуживание. Причем, в обоих случаях отрицательное влияние указанных факторов на надежность аппаратуры встраиваемой в конструкцию КНБК, влечет за собой досрочный не связанный с заменой изношенного долота подъем бурильной колонны, что с увеличением объема таких работ в скважинах со сложным геологическим разрезом (при наличии проявляющих и поглощающих горизонтов) может привести к серьезным осложнениям

Исходя из вышеизложенного автором предложена новая технология инклинометрического контроля глубоких и сверхглубоких скважин, использующая данные виброакустического каротажа для повышения эффективности и надежности процесса определения геонавигационных параметров ствола

Суть эгой патентуемой технологии заключается в том, что в процессе бурения скважин виброакустические исследования осуществляют на максимально допустимом удалении от долота в зоне уверенного на фоне помех приема акустических сигналов в спектре высокоинформативных частот, по результатам анализа которых прогнозируют участки резких искривлении ствола, на которых при доставке скважинного контейнера к долоту регистрируют показания углометрических датчиков, после чего контейнер возвращают в исходную по отношению к долоту точку приема акустических сигналов

(заявка № 2004114944/03 (016011) от 17 05 2004 г )

Другим не менее важным направлением учета геологической информативности технологических параметров в процессе осуществления инклинометричеекого контроля бурящихся глубоких и сверхглубоких скважин является использование данных детального механического каротажа (ДМК), основанного на технологии определения механической скорости бурения по углублению бурильной колонны по мере выработки забоя долотом В кой технологии механическую скорость бурения определяют на земной поверхности по скорости перемещения верхнею конца бурильной колонны, что приводит к существенным ошибкам измерения указанного забойного параметра Объясняется что тем, что в процессе бурения из-за действия распределенных по длине бурильных труб многочисленных и непрерывно меняющихся во времени нагрузок возникает несогласованность поступательных перемещений верхнего и нижнего концов бурильной колонны Причем с увеличением глубины бурения и соответствующим удлинением колонны расхождение в скорости подачи ее верхнего и нижнего концов возрастает Это приводит к искажению данных ДМК, ухудшению качества управления процессом бурения и снижению производительности буровых работ. • Другие усовершенствованные технологии определения механической скорости

бурения скважин, частично учитывают динамические характеристики бурильной колонны для введения поправок в результаты измерений Однако осуществление этих решений в реальных условиях проходки стволов скважин является сложной технической задачей и не позволяет с достаточной точностью определять механическую скорость бурения

Наиболее перспективной для решения задач геонавигации глубоких и сверхглубоких скважин является технология определения механической скорости бурения при помощи датчика перемещения бурильной колонны в процессе направленной проводки ствола скважины, включающая проведение инклинометрии скважинным прибором, имеющим возможность установки над долотом внутри колонны и осуществления передачи инклинометрической информации к наземной приемно-регистрирующей аппаратуре по геофизическому кабелю, выведенному из колонны через уплотни гельное устройство на устье скважины.

Эта технология, как правило, основана на проведении комплекса геофизических исследовании скважины (методы инклинометрии, рассеянного гамма-излучения, термометрии, прямого измерения давлений, расходометрии промывочной жидкости и др ) в сочетании с ДМК, что при комплексной автоматизированной интерпретации диаграмм позволяет в реальном масштабе времени обеспечивать более высокую точность расчленения литологического разреза Особая роль при ком отводится инклинометрическим параметрам скважины, бурящейся с применением отклонителя, что объясняется зависимостью интенсивности искривления ствола не только от отклоняющей способности отклонителя, но и от вслззчины подачи долота Однако и эта технология не лишена указанных выше ' недостатков, в результате чего из-за ззедоучета ошибок в измерениях механической скоросги

бурения точность дифференцированное™ разреза по буримости снижается, а корреляция диаграмм продолжительности бурения с геофизическими методами исследовании не отвечает существующим требованиям, что снижает однозначность оценки коллскторских свойств в интервалах проходки ствола и практически исключает возможность оперативного использования получаемой геологической информации для оптимизации процесса направленной проводки стволов глубоких и сверхглубоких поисково-разведочных скважин

Решение этой проблемы связано с разработкой новой технологии инклинометричеекого контроля глубоких и сверхглубоких скважин, предусматривающей эффективное использование данных ДМК для безаварийного процесса бурения за счет обеспечения перехода к прямым методам определения скорости поступательного перемещения нижнего конца бурильной колонны, исключающим необходимость учета динамических характеристик колонны, необходимость введения в результаты измерении поправок, принимаемых на основе теоретических допущении, далеких от реальных процессов на забое скважины

Суть этой патентуемой автором технологии, основанной на применении датчика перемещения бурильной колонны в процессе направленной проводки ствола, предусматривающей проведение инклинометрии скважинным прибором, имеющим возможность установки над долотом внутри колонны и осуществления передачи навигационной информации к наземной приемно-регистрируюшей аппаратуре по геофизическому кабелю, выведенному из колонны через уплотнительное устройство, заключается в том, что датчик размещают в скважинном приборе с подключением к геофизическому кабелю, который периодически по мере выработки забоя скважины долотом фиксируют в интервалах глубин ствола, не превышающих шага инклинометрии, при этом о механической скорости бурения судят по поступательному перемещению внутренней поверхности нижнего конца колонны относительно скважинного прибора, а величину и знак амплитуды продольных колебаний прибора, вызываемых растяжением кабеля, при регистрации показаний датчика учитывают с помощью линейного акселерометра (заявка № 2004107830/03 (008330) от 16 03.2004 г).

Разработанные автором патентуемые технологии позволили решить задачу создания комплексной технологии геонавигационного сопровождения процесса направленного бурения глубоких и сверхглубоких скважин со сложными профилями стволов (СПЕКТР) [4]

Седьмое защищаемое положение

7. Применение скважинных интегрированных комплексов с аппаратурно-щадящим режимом эксплуатации в призабойной зоне, реализующих челночную комплексную компьютеризированную геонавигационную технологию с кабельной линией связи, позволит оперативно и достоверно контролировать геолого-технологические параметры для эффективного управления процессом направленной проводки стволов ¡лубоких и сверхглубоких скважин.

Подводя итоги и обобщая результаты выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок можно отметить следующее

Специфика бурения глубоких и сверхглубоких скважин требует комплексного подхода к решению геонавигационных задач При этом в выдвинутой автором научно-технической идеологии коренного решения проблемы инклинометрии стволов на больших глубинах можно выделить две концепции

Первая из них исходит из необходимости разработки инклинометрической аппаратуры в направлении беспроблемной адаптации скважинных приборов к ожидаемым на больших глубинах (до 15 000 м) аномальным температурам порядка 450-500 °С и давлениям порядка 300-350 МПа.

Тенденции развития конструкций данного вида, как уже указывалось, базируются на синтезе "простого" (не связанного с использованием электронных устройств) в скважине и "сложного" (с применением в обоснованных случаях электронных систем автоматики и вычислительной техники) на земной поверхности без привлечения средств термостатирования (сосудов Дьюара) и толстостенных высокопрочных немагнитных охранных кожухов больших диаметров (более 70 мм) к защите глубинных приборов от одновременного воздействия высоких температур и давлений

При зтом задачи синтеза на всех этапах проектирования в общем случае сводятся к необходимости соблюдения рекомендаций, основанных на следующих постулатах.

наиболее помехоустойчивой линией связи канала "устье-забой-устье" является геофизический кабель, обладающий кроме того наивысшей пропускной способностью и дальностью передачи скважинной информации,

наилучшей проходимостью в стволе скважины, наибольшей вместимостью по длине на барабане лебедки, высокой надежностью и низкой стоимостью обладает геофизический одножильный кабель,

наиболее простой и дешевой скважинной телеизмерительной системой является система с одним измерительным каналом, обеспечивающим возможность последовательного во времени подключения к нему различных датчиков;

максимально термостойким, надежным и дешевым грузонесущим (транспортирующим) и управляющим элементом скважинного прибора является стальной трос (канатная проволока),

наилучшей устойчивостью к воздействию давления скважинной среды обладают приборы с компенсированным охранным кожухом,

наибольшей устойчивостью к во)дсйствию температуры скважинной срсды обладают приборы, включающие устройства, размещенные в жидкои среде и работающие без тепловыделения,

наиболее термобаростойкими, простыми, дешевыми и надежными из всех известных инклинометричсских датчиков являются датчики, включающие механические магнитные и гравитационные преобразователи,

наименьшая трудоемкость, аварийная безопасность и оперативность инклинометрических исследований обеспечивается при их проведении в колонне бурильных труб;

наилучшим местом ввода геофизического кабеля в колонну бурильных труб, гармонично сочетающимся с обычным способом осуществления спуско-подъсмных операций, является отвод вертлюга,

наименьшей стоимостью и простотой эксплуатации обладают однопараметровые скважинные приборы, имеющие минимум наземного обслуживающего оборудования,

наивысшей тсрмобаростойкостью при низкой стоимости, высокой надежности и простоте обслуживания обладают скважинные приборы, имеющие цельнометаллическую конструкцию с компенсатором давления,

наибольшим резервом эксплуатационной натежносги обладай I аппаратура, исключающая необходимость постоянного присутствия се скважиннои части в составе КНБК во время работы породоразрушающею инструмента, сопровождающейся сильным воздействием ударных и вибрационных нагрузок на конструктивные элементы прибора

Проведение в жизнь раскрытой таким образом концепции при всей сложности и противоречивости поставленных задач осуществлено автором в процессе проектирования составляющих комплекса навигационно-технологических средств (КНТС) для контроля за пространственным положением стволов буровых скважин на основе анализа общих характеристик различных подходов и принятия соответствующих рекомендации, знания и полноты использования арсенала наиболее перспективных типовых устройств, образующих современный термобаростоикий элементный базис, преодоления консервативных и построения новых прогрессивных пространственных, механических и электрических связей, учета опыта прошлых разработок принятия на вооружение новых эффективных идей, апробации в скважинных условиях и дальнейшего совершенствования широкой гаммы ори1 инальных технических решений

Вторая концепция при рассматривании КНТС в качестве базисной продукции определяет пути ее развития в рамках принципиально новой технологии проведения инклинометрической съемки стволов скважин, основанной на использовании оптимального шата инклинометрии в сочетании с новыми высокоточными методами вычисления координат трассы и практически полностью (на глубинах более 4500 м) либо в большинстве случаев (по крайней мере при интенсивности зенитного искривления до 0,4 град/м), исключающем необходимость (целесообразность) непрерывною режима измерений как при исследованиях в открытом стволе или внутри бурильных труб, так и во время бурения с размешенным в КНБК виброударопрочным скважитшым прибором

Наилучшей по мнению автора реализацией зтои концепции является построение интегрированных самоцентрирующихся в бурильной копоннс комплексов с аппаратурно-щадяшпм режимом эксплуатации в при забойной зоне, реализующих принципы челночной комплексной компьютеризированной технологии с кабельной линией связи на основе поиска оптимальною шага инклинометрии и обеспечивающих оперативное получение

достоверной сопутствующей --------- -------..-,..........—....... .г.*« )ффекгивного

управления процессом направленного бурения

гас илшюиальиая ММЦОТМА

О » «в I

В зависимости от геолого-технических условий проведения инклинометрической съемки возможны варианты реализации алгоритма (7) выбора (поиска) оптимального шага измерения угловых величин, отличающихся методом определения радиуса искривления оси ствола R,XUJ на 7-ом исследуемом участке

С практической точки зрения наибольший интерес вызывает вариант проведения инклинометрической съемки непосредственно в процессе бурения с постоянным или периодическим нахождением скважинной части инклинометра в составе отклоняющей КНБК, при котором радиус R„cu) определяют исходя из возможного (проектного) зенитного искривления ствола на j-ом участке проходки с учетом усчовий разрушения забоя, диаметра скважины, геометрических размеров и состояния используемого бурового инструмента на основе широко известных в буровой практике формул Так при турбинном бурении в условиях, для которых характерна проходка в крепких породах сравнительно жесткими турбобурами, радиус искривления оси ствола с приемлемой для практических целей точностью можег быть определен из выражения

L»i

(8)

i де

исследуемого участка ствола искривленнои скважины, м, Dф и dml - соответственно диаметр доло[а и турбобура /-ой системы "долото-турбобур", м.

Используя выражение (8) либо иные известные алгоритмы для определения R,x„, в других условиях, в том числе и при роторном способе бурения, нетрудно по формуле (7) применительно к используемому инклинометру найти оптимальный шаг измерений С „р1] на /-ом исследуемом (бурящемся) участке ствола искривленной скважины.

Это позволяет достаточно легко по глубине проходки определять время обоснованного проведения очередного измерения параметров искривления ствола на /-ом исследуемом участке, обеспечивая, таким образом, возможность щадящего режима эксплуатации скважинного прибора за счет исключения в большинстве случаев необходимости его постоянного нахождения в составе КНБК (вблизи от долога) в условиях воздействия ударных и вибрационных нагрузок во время работы породоразрушающего инструмента, а также за счет уменьшения приходящейся на одну скважину выработки гарантийного или межремонтного ресурса применяемою инклинометра вследствие устранения неоправданно частых измерений.

Структурно-функциональная схема такой технологии, получившеи название "технология СПЕК1Р", изображена на рис 9 и по существу представляет собой организацию челночной гелеизмерительной системы (ЧТС) "СПЕКТР-1".

Технология СПЕКТР реализует новый способ определения текущего местоположения забойного инструмента бурящейся скважины, осуществляемый с помощью гироскопического модуля (ГМ), сейсмомодуля и датчика подачи и скорости бурения, модуля гамма-каротажа (ГК), датчика местоположения, линейного акселерометра, датчиков давления и температуры, включенных в состав кабельного самоцентрирующегося комплекса (КСК), введенного через уплотнительное устройство на вертлюге буровой установки во внутрь бурильной колонны и периодически доставляемого к забою (посадочному гнезду) в технологически и метрологически обоснованные моменты времени под управлением программного обеспечения, реализующего алгоритм поиска оптимального шага инклинометрической съемки с привлечением высокоточных методов вычисления координат трассы с привязкой по глубине к геологическому разрезу по акустомеханическим данным о буримости пород, получаемым от сейсмомодуля при нахождении КСК в проходном канале вертлюга или в бурильной трубе на определенном расстоянии от долота, а также определением механическом скорости бурения и естественной гамма-активности пород для подтверждения данных акустомеханичсского каротажа по литологичсскому расчленению и

локации кровли пласта

j ;

* T«Y*»»-»n У V

• я« Я» «а '

Измеряемые параметры

аДф ЪдГ

Каротажна* компьютеризированная геяешиеритеяьная сганиия

у Обработка сиажиилой информации, выдача рекомендации и заключений

Оператор гео- Буровой

физик мае 1 ер

(1СОЛО!)

Местоположение КСК при съеме показаний измерений параметров траектории ствола (<1,0 ф)

Посадка КС К в шсшо для опенки иарамсгрон фаскт рии стона скнажины по про-ырансгвениому положению КПЬК через ншернад про

ЧО 1KH С001Вс1С1ВуКИШШ он

тимальному шагу измерении 'l opt

Г N

При роторном способе бурения наиболее ие (есообра («а ус иконка мосаючного гнепа непосредственно на 1 юлогом

S 2 ь

т "J -в

х =

я в „

О р. 2

о г X

~ f, °

с 3 §

_ ас "Ч

Е ч

5 ^ £

9- S- х

X - О.

5 я С

: С й D. =

= 35 =5 ^ 8 < Ь-и с 3 = ^

1 5 -

II: Ё

Датчик

полами и

скорости

и бурения

и:

Гиро-

модуль

Модуль

* ГК

= Да1чик

= мес гоио

* чожения

CL

а Сейсмо-

с модуль

S Датчик

2 давления

X

п Датчик

«о темпера-

туры

Нако-

нечник

ш,А

Турбобур

Долото

Рис 9 Структурно-функциональная схема технолот ии геонавигационного сопровождения турбино-роторного процесса бурения вертикальных нефтяных и газовых скважин

Задачей технологии СПЕКТР является повышение эффективности и надежности процесса направленной проводки стволов пубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин с испольюванием описанных выше техночогичсских приемов учета геологической информативности технологических параметров, получаемых в процессе углубления сгвола

Для достижения указанных технических результатов виброакустичсские исследования осуществляют на максимально допустимом удалении от долота, не превышающем 600-800 м

Для получения качественных результатов осуществляемого в процессе бурения детального механического каротажа используется, находящийся в КСК датчик подачи и скорости бурения, подключенный через геофизический кабель к каротажной компьютеризированной телеизмерительной станции Таким образом обеспечивается прямой метод определения скорости поступательного перемещения нижнего конца буригтьной колонны

Остальные датчики (температуры и давления) реализуют вспомогательные функции и служат для оценки предельных условий работы КСК и своевременного выявления зон АВПД

Для повышения достоверности информации о характере искривления ствола бурящейся скважины технология СПЕКТР предусматривает включение в состав ЧТС "СПЕКТР-1" контрольных однопараметровых забойных инклинометров (индикаторов) сбросного типа (ЗИ-48, ЗИ-6) для использования их на этапе, предшествующем подъему бурильного инструмента при необходимости замены отработавшего долота или для формирования новой КНБК

ЧТС "СПЕКТР-1" предназначена для обеспечения проводки нефтяных и газовых скважин любого профиля с протяженностью (глубиной) ствола до 10000-15000 м при использовании как турбинного, так и роторного способов бурения

Организационно-технологическая форма эксплуатации ЧТС "СПЕКТР-1" - силами постоянно действующей на бурящейся скважине комплексной каротажно-технологической партии с использованием устьевого и забоиною навитационно-технологического оборудования, комплексной лаборатории, программно-управляемого каротажното подъемника с одножильным геофизическим кабелем и скважиннои аппаратуры

Преимущества ЧТС "СПЕКТР-1" по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами (забоиными тслссистсмами в виде гсонавиг анионных MWD-систем с различными беспроводными и комбинированными каналами связи) в высокой точности проводки скважин, простоте обслуживания, повышенной эксплуатационной надежности (длительном сроке службы), снижении стоимости метра геонавшанионных исследовании, исключении простоев скважины, связанных с заменой вышедшего из строя скважинного измерительного модуля, информативности и качестве геонавигационного материала, дальности (глубинности) получаемой информации, существенном повышении технико-экономических показателей бурения, обеспечении определения параметров траектории ствола на минимальном расстоянии от долота, исключении из состава КНБК низкопрочных легкосплавных и дорогостоящих немагнитных утяжеленных бурильных труб (при использовании ГМ), возможности работы в среде любых промывочных жидкостси В обоснованных случаях (при скважиннои температуре более 150°С) вместо ГМ предусмотрено применение терчобаростонкого инклинометра типа ИМ Г-2МБ

Техническая реализация ЧТС "CnFKTP-1" предусматривает запланированное на 2003-2005 г г завершение под руководством автора гтросктно-конструкторских и опытно-методических работ по созданию мобильною многоцелевою комплекса (ММК) "PL1 ИОН-1" (рис 10) фирмами-партнерами ЗАО «Газпромгсокомссрвис», ЗАО 11ПКФ «Геотермприбор». ОАО «Электромеханика» и ООО «Союзпромгеофизика». что будет способствовать более эффективному решению задач по навит анионному управлению процессом проводки ствопов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин

При этом технологически обоснованное применение в процессе строительства глубоких и сверхглубоких скважин составляющих созданного КПТС и внедрение ЧТС

|« Ьшыс иноино* егри! I

кс к и и иожоо

) (<

♦ 1 'м ) | ) » ► ¡ре (I К?

♦ ( ¡,1ЛА!!Н 1Ш "< МП«. !,■>««( ЦН

♦ Л<«пи/ ^ ии и * (41

♦ 1)М 1 »V. О 1(4 о) > Л ч 1 . И« !

8 «нл-«

4 К №)

1 <( ИИ ■! V

1«Ш НУ t >

Рис 10 Мобильный многоцелевой комплекс "РЕГИОН-1" (схема работы)

"СПЕКТР-!" позволит обеспечить следующие основные технико-экономические преимущества:

повысить точность определения пространственного положения стволов скважин за счет минимизации алгебраического суммирования не исключенных систематических погрешностей и уменьшения методических ошибок;

- снизить вероятность пропуска резких перегибов ствола скважины;

- уменьшить затраты машинного времени на обработку данных инклинометрии с помощью ЭВМ;

- сократить объемы спуско-подъемных работ;

осуществлять проведение инклинометрических исследований более простыми и сравнительно дешевыми приборами без ущерба для точности определения пространственного положения ствола скважины;

повысить достоверность данных инклинометрии за счет расширения номенклатуры разнотипных используемых приборов;

- исключить в необоснованных случаях необходимость постоянного нахождения скважинного прибора в составе КНБК;

- уменьшить затраты времени, связанные с бурением скважин;

повысить точность направления основного и дополнительного (дренажного) стволов скважин благодаря имеющейся возможности управления отклоняющей КНБК в реальном масштабе времени (с учетом реакции турбобура и упругих деформаций колонны), осуществлять измерение параметров искривления стволов скважин непосредственно силами буровых бригад в независимости от прибытия геофизических партий,

полностью отказаться от инклинометрии открытых стволов скважин; осуществлять спуско-подъем бурильного инструмента без извлечения из него скважинной части инклинометра и отсоединения геофизического кабеля;

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

На основании выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований

1 Разработан принципиальный подход к повышению термобаростойкости малогабаритной скважинной аппаратуры, определивший направления и перспективы проектирования инклинометров для исследования глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин.

2 Разработан принципиально новый дифференциальный способ передачи аналоговых сигналов по одножильному геофизическому кабелю, исключающий в условиях глубоких и сверхглубоких скважин влияние температуры на точность показаний термобаростойкой инклинометрической аппаратуры

3 Впервые разработан метод подавления помех проводного канала связи аналоговой инклинометрической ИИС, возникающих под действием высоких скважинных температур и давлений за счет утечек тока в одножильном геофи шческом кабеле

4 Впервые разработаны принципы построения, выявлены закономерности распределения погрешностей и осуществлено конструирование комбинированных измерительных систем инклинометрических ИИС, максимально удовлетворяющих требованиям безаварийной проводки стволов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин

5 На уровне имбраений создана специализированная термобаростойкая элементная база, позволяющая для условий глубоких и сверхглубоких скважин проектировать инклинометрическую аппаратуру любого технологического назначения

6 Осуществлена модернизация серийных кабельных многоточечных инклинометров в направлении повышения термостойкости и надежности эксплуатации, обеспечившая возможность беспроблемного снятия с производства устаревших моделей.

7 Впервые разработаны образцы инклинометрических ИИС с одножильным геофизическим кабелем и малогабаритным термобаростойким скважинным прибором, обеспечивающие возможность получения геонавигационной информации из стволов скважин уменьшенных и малых диаметров с температурой на забое до 250°С и гидростатическим давлением не менее 150 МПа.

8 На уровне изобретений разработаны новые виды несущих конструкций скважинных приборов, создавшие практические предпосылки для разработки кабельных многофункциональных термобаростойких скважинных самоцентрирующихся комплексов с навигационными, технологическими и геофизическими модулями.

9 Разработаны принципиально новые автономные (сбросные и управляемые натяжением канатной проволоки) забойные механические инклинометры, обеспечивающие оперативный контроль за пространственным положением КНБК в стволах глубоких и сверхглубоких скважин с особо жесткими термобарическими условиями на забое (до 500 °С, 150 МПа и более).

10 Впервые разработан алгоритм определения оптимального шага инклинометрических измерений, обеспечивающий повышение точности определения параметров траектории стволов глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин, а также открывающий принципиально новые подходы к созданию челночных компьютеризированных геонавигационных технологий на базе скважинных интегрированных самоцентрирующихся комплексов с аппаратурно-щадящим режимом эксплуатации на забое.

11 Разработана комплексная технология геонавигационного сопровождения процессов бурения глубоких и сверхглубоких геологоразведочных скважин СПЕКТР, впервые реализуемая в виде челночной телеизмерительной системы (ЧТС) "СПЕКТР-1" в составе мобильного многоцелевого комплекса (ММК) "РЕГИОН-1", предназначенного для решения в реальном масштабе времени навигационных и геолого-технологических задач на глубинах до 10000 м

t

т

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Монография;

1 Малюга А Г Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин - !верь НТИ "Фактор", 2003 - 520 с

Книга:

1 Малюга А Г , Есауленко В Н , Афонин Л А Технические средства контроля пространственных характеристик скважин Обзорная информация, ТС-5 "Этектроизмерительныс приборы, т еофизические и гидрометеоролотческие приборы", вып 1, М ЦНИИТЭИприборостроения, 1986, 42 с . ил

Статьи и авторские свиде1ельства на изобретения:

1 Есауленко В Н , Малюга А Г , Григулецкий В I Устройство для определения параметров искривления скважины Авт свидетельство № 1332007 Заявл 20 03 86, № 4040014 БИ 1987,№31

2 Малюга А Г Анализ влияния утечки тока в чинии связи на показания приемника сш налов инклиномстрических систем / Новые компьютеризированные аппаратур но-методические комплексы и аппаратура для исследования нефте-газоразведочных скважин Сб статей - Тверь НПО «Союзпромгеофизика», 1990 - 175с ил -С 132-137

3 Малюга А Г Анализ каналов связи забойных 1елеизмерительных систем // Изв вузов Сер Г eojioi ия и разведка, 2003 - № 3

4 Малюга А Г Анализ и перспективы развития забойных телеизмерительных систем // НТ"Ж Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море М ВНИИОЭНГ 2002 - № 12 - С 12-15

5 Малюга А Г Метод градуировки датчиков зенитного утла инклинометра // Изв вузов Сер Геология и разведка 2003 - №5

6 Малюга А Г Малогабаритный забойный сбросной инклинометр ЗИ-48 // НТЖ Строительство неф1яных и газовых скважин на суше и на море - М ННИИО'ЭНГ 2003 - № 10 - С 22-25

7 Малюга А Г Аппаратурно-методическии комплекс "Курс-КНБК-ОТ-1" // НГВ "Карогаишик" Тверь ГЕРС 1997 Вып 39 С 69-77

8 Малюга А Г, Афанасьев ВС, Самсоненко В И Технология конгроля за проводкой стволов горизонтальных скважин и навигационно-тсхнологи'1сскос оборудование для ее реализации I/ НТВ "Каротажник" Тверь ГЕРС 1996 Вып 25 С 32-48

9 Малюга А Г Гсркон Авг свидстельство№658612 Заявл 23 03 77, № 2465814 Б И 1979, №15

10 Малюга А Г Fcav'ieHKo RH Охранный кожух скважпнною прибора с мембранным компенсатором давления / Новые компьютеризированные аппаратурно-мет одические комплексы и аппаратура для исследования нефтст а юра шедочных скважин Сб статей - Тверь НПО «Союзпромг еофизика» 1990 175 с ил -С 128-131

11 Малюга Л Г, Есауленко ВН, Григулсцкии В Г Устройство для съема показаний измерений инклинометра Авт свидетельство № 142! 855 Заявл 22 01 86, № 4009340 БИ 1988,№33

12 Малюга А Г. Есауленко В Н , Клюшин А С , Шнеидман И Б Компенсированный охранный кожух скважинног о прибора Авт свидетельство № 1073440 Заявл 25 10 82, № 3504080

13 Малюга А Г Измерительная система термобаростойкот о инклинометра, оптимизированная по некоторым критериям//Изв вузов Сер / еология и разведка 2003 -№ I -С 84-86

14 Малюга А Г Инклинометр Авт свид-во № 443966 Заявл 05 02 73 №1878991 ЬИ 1974 №35

15 Малюй Л Г Инклинометр Авт свид-во № 636380 Заявл П 04 75, № 2125322 БИ 1978,№45

16 Малюга А Г Инклинометр Авт свид-во № 682640 Заявл 25 10 74. № 2070053 Б И 1979, №32

17 Малюга А Г Инклинометр Авт свид-во № 798279 Заявл 12 07 79, № 2644479 БИ 1981,№3

18 Малюга А Г Инклинометр Авт свид-во № 1554464 Заявл 20 06 88, № 4442501

19 Малюга А Г Инклинометр МИ-48 Информационный листок о НТД Ростов-на-Дону Ростовский ЦНТМ, 1986

20 Малюга АГ, Клюшин АС Инклиномегр Авт свидетельство № 1134705 Заявл 18 05 73, № 3592051 Б И 1985, №2

21 Малюга А Г, Клюшин АС Инклинометр Авт свидетельство № 1469108 Заявл 28 05 84 № 3745547 Б И 1989, № 12

22 Малюга А Г, К иошин АС Устройство для ориентирования датчиков маши тою поля Авт свидетельство № 1231947 Заявл 16 08 84, № 3782050

23 Малюга AI Коммутатор на магнитоуправляемых контактах с переменной программой Авт с виде гели. I во № 484586 Заявл 26 10 73, № 1969588 БИ 1975 №34

24 Мапога А Г Коммутатор на мат ншоуправ тяемых контактах Авт свитетельство № 736206 Заявл 10 05 76, № 2356140 Б И 1980, №19

25 Малюга А Г Компенсированный охранный кожух скважинного прибора Авт свидетельство № 646038 Заявл II 10 76, № 2410785 ЬИ 1979, №5

26 Малки а А Г Комплекс нави! ационно-технолог ических срсдс тк тля кон фоля за пространивенным по юженисм стволов пефтетазовых скважин // НТВ "Каротажник" 1исрь TFPC 2000 Вып 68 С 152-170

27 Малюга А Г , Лихоманов Н В , Дорошенко В И , Лобов А В Инклинометр Авт свидетельство № 1723317 Заявл 27 04 90, № 4819757 ЬИ 1992,№12

28 Малюга А Г , Лихоманов Н В , Клюшин А С , Шнейдман И Б Инклинометр Авт свидетельство №1089247 Заявл 25 !0 82, № 3504444 ЬИ 1984, №16

29 Малки а А Г , Лихоманов Н В , Клюшин А С , Шнейдман И Ь Инклинометр Авт свидетельство №1141820 Заявл 30 05 83, № 3596833

30 Малюга А I , Лихоманов HB Устройство для ориентирования д<пчиков маг ни тою ноля Abi свидетельство № 1365784 Заявл 11 12 85, № 3988280

31 Малюга А Г , Мясоедов А Ф Прибор для исследования скважин Авт свидетельство № 763588 Заявл 25 07 78, №2648130 Б И 1980, №34

32 Малюга А Г Переключатель Авт свид-во № 501429 Заявл 19 03 74, № 2005592 Б И 1974, №4

33 Малюга А Г Переключатель Авт свид-во № 547861 Заявл 24 05 74, № 2026957 Б И 1977, №7

34 Малки а А Г , Погорелов Г В Прибор для определения забойных npocipanci венных характеристик скважин Авт свидетельаво № 1518494 Заявл 11 02 88, № 4377040 БИ 1989,№40

35 Малюга А Г Привод прижимного устройства скважинного прибора Abi свидетельство № 699163 Заявл 11 03 77, № 2460574 ЬИ 1979,№43

36 Малюга А Г Прибор для измерения кривизны буровых скважин Авт свидетельство № 699164 Заявл 23 07 75, № 2159599 Б И 1979, №43

37 Малки а А Г Разработка инклинометрическои информационно-измерительной системы с одножильным геофизическим кабелем и тсрмобаростоиким малогабаришым скважинным прибором Автореферат на соискание ученой свисни канд тсхн наук Калинин, 1989

38 Малюга А Г Способ определения геометрических характеристик стволов буровых скважин Abi свидетельство № 1439224 Заявл 22 09 86, № 4121782 БИ 1988,№43

39 Малюга А Г Термобаростоикии инклинометр Информационный листок о НТД № 89-26 Калинин Калининский ЦНТИ, 1989

40 Малина А! ,УлшичевВМ Инклинометр Авт свид-во № 1139182 Заявл 30 05 83, № 3597744

41 Малюга А I , Улижчев В М , Носенко Л В Способ определения геомегрических харак1еристик стволов скважин Авт свидетельство № 118И53 Заявл 07 02 83, № 3569763

42 Малюга А Г, Улитичев ВМ и др Создание универсального широко'шаиакшшио малогабаритного инклинометра МИ-48 повышенной термобаростойкости Отчет о НИР УДК 622 242 (008 8), №02850063478, 1984

43 Малки а А Г Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля Авт свидетельство № 474605 Заявл 23 04 73, № 1908069 Б И 1975, №23

44 Малюга А Г Усгроииво для ориентирования датчиков магнитною ноля Abi свидетельство № 1307927 Заявл 11 06 85, № 3909470

45 Малки а А Г, Шнейдман И Б. Есаулснко В Н , Болдырев В Н Инклинометр Abi свидетельство №1082939 Заявл 23 04 82, № 3428049 Б И 1984, №12

46 Малки а А Г , Шнейдман И Б , Клюшин А С , Болдырев В Н Инклинометр Авт сви ютсльспю № 1102914 Заявл 21 05 82, № 3442086 БИ 1984,№26

47 Малки а AI , Шнейдман И Б, Клюшин АС, Болдырев ВН Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля Авг свидетельство № 1089246 Заявл 19 05 82, № 3440793 БИ 1984,№16

48 Малюга А Г, Шоц М Ь Механизм для центрирования скважинного прибора Авт свидетельство №933965 Заявл 23 07 80, № 2966513 ЬИ 1982, №21

49 Малюга А Г, Шоц М Б и др Омдаиие профилографа П2 Отчет о НИР в 2-х i , Г I УДК 550 832 2 622 241 6, № Б 832021, 1979

50 Тиль А В, Гсркус А А, Малюга А Г Перспективы развития отечественной гироинклинометрическои bmiapaiypbi // НТВ "Каротажник" Тверь TFPC 2001 Вып 86 С 7-20

Компьютерная верстка, печать НТП «Фактор» 170000, Тверь, а/я 0605 Тел (0822) 42-55-42,42-54-94 Подписано и печать 17 02 05г Формат 60x90/16 Объем 2,5 п л Тираж 100 эк 1 Заказ №6

»-3393

РНБ Русский фонд

2006-4. 6415

Содержание диссертации, доктора технических наук, Малюга, Анатолий Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ ИНКЛИНОМЕТРИИ ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН.

§ 1. Понятие об инклинометре и инклинометрии скважины.

§ 2. Место инклинометров в буровой и промыслово-геофизической практике.

§ 3. Условия эксплуатации инклинометров и основные требования, предъявляемые к ним

§ 4. Классификация инклинометров.

§ 5. Результаты сопоставительного анализа основных видов инклинометрических систем

§ 6. Некоторые исторические сведения о развитии отечественных инклинометров с преобразователями перспективных видов и их основные технические данные.

§ 7. Проблемы измерительных систем инклинометров.

§ 8. Состояние и направление работ в области отечественной инклииометрической аппаратуры

ВЫВОДЫ.

Глава 2. АНАЛИЗ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ РАЗРАБОТКИ ТЕРМОБАРОСТОЙКОГО ИНКЛИНОМЕТРА НА ОДНОЖИЛЬНОМ ГЕОФИЗИЧЕСКОМ КАБЕЛЕ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

§ 1. Новый способ передачи информации инклииометрической ИИС по одножильному кабелю.

§ 2. Анализ влияния утечки тока в линии связи на показания приемника сигналов инклинометрических систем.

§ 3. Метод подавления помех канала связи инклииометрической ИИС.

§ 4. Анализ погрешностей измерительных систем инклинометров

§ 5. Идеальная измерительная система.

§ 6. Дифференциальная измерительная система с тремя датчиками угла

§ 7. Дифференциальная измерительная система с одним обычным и двумя мультипликаторными датчиками угла

§ 8. Дифференциальная измерительная система с комплексными датчиками угла

§ 9. Пример технической реализации практически оптимальной измерительной системы.

§ 10. Измерительная система с двумя датчиками угла, оптимизированная по критериям минимума погрешности й условного осевого габарита

ВЫВОДЫ.

Глава 3. СТРУКТУРА, ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СХЕМЫ СКВАЖИННОЙ ЧАСТИ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКОЙ ИИС ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

§ 1. Типовая компоновка скважинного прибора.

§ 2. Структура скважинной части инклинометрической ИИС.

§ 3. Гравитационный ориентатор-опрокидыватель измерительной системы с бесколлекторным узлом связи на маломоментных токоподводах.

1. Гравитационный ориентатор-опрокидыватель с двумя бесколлекторными узлами связи.

2. Гравитационный ориентатор-опрокидыватель с одним бесколлекторным узлом связи.

3. Малогабаритный ударопрочный гравитационный ориентатор-опрокидыватель с одним бесколлекторным узлом связи

4. Основы теории гравитационного ориентатора-опрокидывателя

5. Гравитационный ориентатор-опрокидыватель, оптимизированный по критерию минимума длительности переходного процесса.

6. Оптимизация гравитационного ориентатора-опрокидывателя по критерию минимума абсолютной погрешности ориентирования основания измерительной системы

7. Гравитационный ориентатор-опрокидыватель, минимизированный по наружному диаметру и осевому габариту.

§ 4. Коммутатор с разрывом контактов в момент переключения, работающий в сочетании с гравитационным ориентатором-опрокидывателем и бесколлекторным узлом связи.

§ 5. Арретирующий роторный механизм с блокирующими элементами и поступательно движущимся приводным пальцем

§ 6. Фиксирующий двухкоординатный коромысловый механизм датчика азимута.

§ 7. Комбинация спускового регулятора скорости с возвратным ходом и переключателя мгновенного действия как одно из перспективных направлений конструктивной реализации коммутационного способа разделения управляющего и измерительного каналов связи

§ 8. Узел безударного разарретирования датчиков измерительной системы

§ 9. Охранный кожух скважииного прибора с мембранным компенсатором давления.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ И ИСПЫТАНИЙ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИХ ИИС С ОДНОЖИЛЬНЫМ ГЕОФИЗИЧЕСКИМ КАБЕЛЕМ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

§ 1. Общие сведения

§ 2. Инклинометр МИ

1. Конструктивное выполнение скважинного прибора.

2. Наземный пульт управления и измерения.

3. Обоснование применения и структура инклинометрического вычислителя. Перспективы развития инклинометрической ИИС на базе микропроцессорной техники

4. Описание алгоритма работы инклинометра.

5. Основные характеристики и результаты испытаний инклинометра .'

6. Пример интерпретации данных инклинометрии скважины.

§ 3. Инклинометр ТБИ

1. Метод градуировки датчиков зенитного угла инклинометра.

2. Конструкция скважинного прибора.

3. Пульт управления.

4. Градуировка, обработка результатов измерений и оценка работоспособности инклинометра.

ВЫВОДЫ.

Глава 5. МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕРИЙНЫХ МНОГОТОЧЕЧНЫХ ИНКЛИНОМЕТРОВ С УЧЕТОМ ТЕХНИЧЕСКИХ ДОСТИЖЕНИЙ, РЕАЛИЗОВАННЫХ В ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИХ ИИС ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

§ 1. Некоторые общие сведения

§ 2. Технические возможности повышения производительности измерений модернизируемых инклинометров.

§ 3. Способ реализации электромагнитного арретирующего механизма измерительной системы

§ 4. Модернизированный инклинометр КИТ-М

1. Скважинный прибор

2. Наземный пульт управления и измерения.

§ 5. Инклинометр типа ИМТ-2М.

§ 6. Проблемы коммутирующих устройств скважинной части многоточечных инклинометров.

ВЫВОДЫ.

Глава 6. НОВЫЕ ВИДЫ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНКЛИНОМЕТРОВ В СОСТАВЕ

КОМБИНИРОВАННОЙ СКВАЖИННОЙ АППАРАТУРЫ.

§ 1. Общие сведения

§ 2. Несущая конструкция с широкодиапазонным центрирующим устройством для эксплуатации в обсадных колоннах скважин.

§ 3. Несущая конструкция с управляемым однокомпонентным децентрирующим прижимным устройством и самоцентрирующимся выносным блоком для эксплуатации в открытых стволах скважин

§ 4. Несущая конструкция с коаксиальным сильфонным компенсатором давления и осевым вводом с контактным уплотнительным элементом

ВЫВОДЫ.

Глава 7. ИНКЛИНОМЕТРЫ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗА ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ СТВОЛОВ СКВАЖИН И ЗАБОЙНОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО

ИНСТРУМЕНТА ПРИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННОМ БУРЕНИИ

§ 1. Забойный инклинометр ЗИ

§ 2. Забойный сбросной инклинометр ЗИ-6.

§ 3. Забойный малогабаритный сбросной инклинометр ЗИ

§ 4. Основные пути совершенствования забойных инклинометров.

1. Забойный инклинометр с внешним магнитомеханическим устройством для съема показаний измерений.

2. Забойный многоточечный инклинометр с регистрирующим устройством в виде ленточного перфоратора.

ВЫВОДЫ.

Глава 8. ОСОБЕННОСТИ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ ПРИ НАПРАВЛЕННОМ БУРЕНИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СТВОЛОВ

ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИН

§ 1. Некоторые общие соображения

§ 2. Влияние шага измерений на точность инклинометрических исследований.

§ 3. Особенности и некоторые вопросы дальнейшего совершенствования процессов многоточечной и непрерывной инклинометрии стволов скважин.

§ 4. результаты производственных испытаний, внедрение и перспективы применения термобаростойкой инклинометрической аппаратуры в геонавигационных технологиях.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин"

Возрастающий спрос промышленности на нефть и природный газ приводит к необходимости опережающего увеличения темпов разведки и освоения новых продуктивных нефтегазоносных горизонтов.

Результаты бурения многих скважин, как в России, так и за рубежом позволяют предвидеть, что в перспективе основным резервом прироста нефти, газа и конденсата 6} дут углеводородосодержащие структуры, залегающие на глубинах более 4500 м.

Разбуривание верхних комплексов и интенсивное извлечение углеводородного сырья с небольших глубин предопределили постепенное вовлечение в сферу разведки и разработки все более мощных осадочных толщ традиционно нефтегазосодержащих бассейнов. Высокая успешность продолжающегося разбуривания старых месторождений связана с постепенным переносом поисково-разведочных работ от верхнемеловых отложений до подсолевых комплексов юрских отложений, залегающих на глубинах 6000-9000 м. Исчерпывающий прогноз об исключительно высокой нефтегазоносности горизонтов, залегающих на глубинах более 6000 м, дан в работе [208]. Некоторые специалисты не исключают возможности нахождения нефтегазоносных структур на глубинах до 15000-24000 м [232].

Глубина 6100 м была впервые достигнута в 1949 году разведочной скважиной Юнит-Г в штате Вайоминг в США [216]. В связи с увеличением объемов бурения таких скважин и спецификой проведения буровых и промыслово-геофизических работ на больших глубинах скважины глубиной свыше 6100 м были в 1969 году отнесены к категории "сверхглубоких" [18].

Усложнение геологических условий бурения на больших глубинах, значительное увеличение средней стоимости 1 м проходки требуют особого внимания к сооружению сверхглубоких скважин, постоянного улучшения технико-экономических показателей буровых работ и совершенствования технологии бурения.

Технологические особенности сооружения сверхглубоких скважин связаны с наличием высоких забойных температур и зон аномально высоких пластовых давлений (АВПД), а такж^ -осложнений в виде сужений, обвалов и искривления их стволов. Это создает значительные технические трудности при разбуривании перспективных структур и требует широкого использования промыслово-геофизических средств определения геометрических характеристик стволов скважин. Среди них доминирующая роль отводится средствам контроля за траекторией стволов скважин - инклинометрам. Без них успешное бурение скважин и эффективная эксплуатация месторождений нефти, газа и конденсата практически невозможны.

Инклинометры по праву считаются основными средствами производства измерений в скважинах. В настоящее время, по мнению ряда специалистов, доля инклинометрических исследований в процессе бурения скважин может составлять около 70% от общего объема промыслово-геофизических работ.

О приоритетном значении работ по определению искривления стволов скважин свидетельствует появление и использование инклинометров в своем первозданном виде задолго до рождения первых геофизических методов таких, например, как метод термометрии, предложенный В.Д. Голубятниковым в 1906 г., метод электрического удельного сопротивления, разработанный Конрадом и Марселем Шлюмберже в 1926 г. и др.

Инклинометры прошли достаточно длинный и сложный эволюционный путь, начиная от впервые примененного в 1865 г. устройства в виде опускаемой в скважину на веревке бутылки с плавиковой кислотой до современных фотографических, магнитомеханических, феррозондовых, гироскопических и других приборов, работающих в скважине как автономно, так и передающих информацию на земную поверхность по специально организованному каналу связи.

Современный этап развития инклинометров характеризуется продолжающимся поиском новых конструкций, направленных на более полное удовлетворение нужд нефтегазоразведочного производства и других отраслей промышленности.

Однако, несмотря на активное ведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области инклинометрической аппаратуры, создание приборов, отвечающих непрерывно возрастающим требованиям сверхглубокого бурения, наталкивается на чрезвычайно серьезные затруднения. Это связано как с чисто технической сложностью решения возникающих задач, так и с отсутствием концепции, способной объединить усилия разработчиков в одном стратегическом направлении.

Постоянно растущий объем противоречивой, недостаточно полной и несистематизированной информации по совершенствованию новых и традиционных схем и элементов инклинометров вынуждает специалистов ведущих отечественных и зарубежных фирм отдавать предпочтение тому направлению проектирования, на котором они достигли наибольших успехов. При этом в защиту полезности множества наработанных идей и технических решений выдвигаются аргументы, зависящие от следующих основных факторов:

- назначения конструкции и проектной траектории ствола буровой скважины;

- способа бурения;

- уровня автоматизации процесса бурения;

- выбранного места бурения и труднодоступности района проведения буровых работ;

- наличия аномалий магнитного поля Земли в районе строительства буровой скважины;

- сложности разбуриваемых геологических структур;

- термодинамических условий залегания проходимых при бурении пород;

- уровня используемого канала связи забоя с устьем скважины;

- требований к качеству получаемой из скважины информации;

- требований к затратам времени и средств на получение и обработку скважинной информации;

- требований к эксплуатационной надежности и ремонтопригодности скважинной аппаратуры;

- уровня квалификации обслуживающего персонала;

- уровня технологии производства геофизических приборов и развития смежных областей науки и техники;

- достигнутого мирового технического уровня скважинной аппаратуры.

Несомненно, возможности выбора направлений разработки инклинометров достаточно широки. Однако, даже поверхностный анализ многих случаев выпуска прибор^ .в, претендующих как на этапе проектирования, так и с течением времени на удовлетворение потребностей сверхглубокого бурения показывает, что заложенные в основу их конструкций технические тенденции либо ошибочны, либо малоэффективны. В результате чего инклинометры, занимающие или нацеленные по замыслу разработчиков на не предназначенную для них технологическую нишу, становятся существенной преградой на пути создания и развития специальной аппаратуры, способной надежно функционировать в особо жестких скважинных условиях эксплуатации.

История показывает, что переоценка ценности ряда конструкций является следствием, по меньшей мере, недостаточно глубокой и качественной проработки следующих требований:

1) учета опыта прошлых лет на основе ретроспективного анализа разработки и производства аналогичных по назначению приборов;

2) учета возможности адаптации элементов скважинной части приборов к новым условиям окружающей среды;

3) учета преемственности, динамики потребности и сроков морального старения технических решений;

4) учета затрат, связанных с созданием и функционированием (обслуживанием) приборов.

Определенный вклад в создание дефицита специальной инклинометрической аппаратуры вносит и отсутствие методологии по комплексному взаимосвязанному рассмотрению указанных требований. Решение этой проблемы является прерогативой специалистов по системным исследованиям. Однако специфика эксплуатации и прогрессирующая сложность иерархической структуры инклинометров вынуждает разработчиков в обстановке разобщенности научно-практических школ предпринимать самостоятельный поиск путей оптимального проектирования новых конструкций. К сожалению сложившийся на сегодняшний день некоторый положительный опыт в этой сфере творческой деятельности еще не нашел своего должного отражения в технической литературе.

Ставшие в настоящее время классическими, известные в области создания отечественной инклинометрической аппаратуры работы М.К. Зубкова [57], Г.П. Малюги и В.Н. Строцкого [150], П.А. Зельцмана [56], С.К. Иванова и В.Н. Михайловского [59] и другие кн.ги, подготовленные в разные годы С.Г. Комаровым [80, 185], Ю.В. Грачевым и В.П. Варламовым [39, 40], А.Г. Калининым [70], В.Х. Исаченко [66, 67], Р.И. Кривоносовым [88] в осногном посвящены рассмотрению традиционных схем и конструкций, оценке точностных характеристик, методам эксплуатации, наладки и ремонта известных приборов.

Аналогичный круг вопросов рассматривается и во многих научных статьях, связанных с совершенствованием инклинометров и инклинометрией скважин. Здесь достаточно отметить лишь несколько работ [35, 49, 54, 77, 87, 223].

При всех достоинствах эти работы не раскрывают новых технических и функциональных возможностей инклинометров, связанных с бурением глубоких и сверхглубоких скважин.

Наиболее полно все крупные качественные изменения, которые произошли за последние десятилетия в области разработки инклинометрической аппаратуры, изложены в патентной литературе.

Существенный вклад в создание и совершенствование отечественных инклинометров с точки зрения удовлетворения требованиям, предъявляемым к приборам для исследования глубоких (свыше 4500 м) и сверхглубоких скважин внесли авторские коллективы промыслово-геофизических предприятий, конструкторских и научно-исследовательских организаций, в которых патентную ситуацию (1940-1990 г.г.) определяли изобретатели И.В. Шевченко, Г.Н. Строцкий, П.А. Зельцман, P.C. Челокъян, В.И. Рогозинский-Теряев, В.О. Галета, Б.П. Притчин, Г.Н. Ковшов, Р.И. Кривоносов, Е.А. Сапов и др.

За рубежом наибольшее число патентов в области разработки средств контроля пространственного положения стволов глубоких скважин принадлежит заявителям и ведущим фирмам из США, Франции и Великобритании.

Однако специфика патентной литературы не позволяет отразить обобщенный передовой отечественный и зарубежный опыт, раскрыть механизмы проектирования, систематику конструкций и принципиальные возможности развития инклинометров с учетом совокупности требований, выдвигаемых практикой глубокого и сверхглубокого бурения.

Вышеизложенное свидетельствует о наличии проблемы геонавигационного обеспечения процесса бурения глубоких и сверхглубоких скважин. Научно-техническое решение этой проблемы заключается в создании на основе единого системного информационно-технологического подхода специализированного комплекса инклинометрической аппаратуры и методики контроля за пространственным положением стволов скважин высокого давления и температуры (по зарубежной классификации - скважины НР/НТ).

Данная задача, являющаяся целью настоящей работы, была поставлена перед автором в 1970 году в Специальном конструкторском бюро промысловой геофизики (г. Грозный), решалась поэтапно на основе многолетних исследований, проведенных им лично либо под его руководством инженерами A.C. Клюшиным, В.М. Улитичевым, A.B. Лобовым, В.И. Мешковым, Н.В. Лихомановым, Г.В. Погореловым, В.И. Дорощенко, A.B. Резуненко и другими сотрудниками ряда специализированных научно-производственных организаций и завершена в 2001 году в ЗАО «Газпромгеокомсервис» и в ООО «Союзпромгеофизика».

Научная новизна:

1. В классификационно-обобщающей форме установлена зависимость эффективности и жизнеспособности основных видов инклинометрических систем от устойчивости их элементов к росту температур и давлений в скважинах, на основе чего определены направления создаьля термобаростойкой инклинометрической аппаратуры на принципах "простого" в скважинах (без использования электроники) и "сложного" на земной поверхности (на базе компьютерной техники и цифровой обработки результатов измерений), принципах, обеспечивающих единство построения автономных и спускаемых в скважину на геофизическом кабеле ииклинометров.

2. Для обеспечения необходимых метрологических характеристик при передаче из скважины на земную поверхность аналоговой инклинометрической информации по длинному одножильному геофизическому кабелю, подверженному воздействию повышенных температур и давлений, разработаны дифференциальный способ приема информации и измерения угловых величин, метод и алгоритм повышения точности и достоверности результатов измерений в условиях воздействия помех, связанных с утечками тока в кабеле.

3. Разработаны теория и принципы построения комбинированных измеритель: :ых систем для скважинной части инклинометрических ИИС, обеспечивающие возможность получения дополнительной информации об азимутальном искривлении стволов глубоких и сверхглубоких скважин при малых зенитных углах (до 5°).

4. Предложены структура скважинной части, элементная база, схемные, конструктивно-технологические и методические решения, обеспечивающие создание полного комплекса автономных и дистанционных навигационно-технологических средств для контроля пространственного положения стволов глубоких и сверхглубоких скважин с особо жесткими термобарическими условиями (до 250-500 °С, 150 МПа и более).

5. Развита теория погрешностей инклинометрии при направленном бурении глубоких и сверхглубоких скважин, введено понятие оптимального шага инклинометрии и установлен алгоритм его определения в зависимости от параметров инклинометра и траектории исследуемого ствола, на основе чего выдвинута концепция и разработаны принципы многоцелевой технологии геонавигационного сопровождения бурения глубоких и сверхглубоких скважин.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при создании малогабаритных (048-60 мм) термобаростойких (200-250 °С, 100-150 МПа) инклинометров МИ-48, ТБИ-1, КИТ-М и ИМТ-2М с одножильным геофизическим кабелем, забойных малогабаритных (048 мм) термобаростойких (250 °С, 100 МПа) сбросных инклинометров ЗИ-48 и ЗИ-48М, универсального забойного термобаростойкого (250-300 °С, 150 МПа и более) инклинометра ЗИ-6, забойного управляемого натяжением канатной проволоки термобаростойкого (250-300 °С, 150 МПа и более) инклинометра ЗИ-5 в составе АМК "Курс-КНБК-ОТ-1", навигационно-технологической системы "ВОЛНА" для контроля за проводлой стволов наклонно направленных и горизонтальных скважин, навигационно-технологического комплекса электромагнитного ориентирования отклоняющей компоновки бурильпого инструмента "ТЕМП-1", челночной телеизмерительной системы "СПЕКТР-1", гироинклинометрической станции "Меридиан-1", мобильного многоцелевого комплекса "РЕГИОН-1" и программно-методического обеспечения технологий контроля за пространственным положением ствола скважины и управления процессом наклонно направленного бурения "ВЕКТОР-4". Указанные разработки после успешных лабораторных и скважинных испытаний включены в "Каталог продукции и сервисных работ" 2002 года ООО «Союзпромгеофизика».

Разработанный в соответствии с программой ГКНТ СССР 0.50.01 в 1986-1988 г.г. термобаростойкий (250 °С, 150 МПа) малогабаритный (048 мм) широкодиапазонный инклинометр ТБИ-1 был использован для определения параметров искривления ствола геотермальной скважины Тырныаузская №1 с температурой на забое 223 °С. Ряд других термобаростойких инклинометров, разработанных либо усовершенствованных на основе изложенных в диссертационной работе технических решений и научных рекомендаций, передан в эксплуатацию промыслово-геофизическим и буровым предприятиям. Комплект инклинометров типа ИМТ-2М термобаростойкостью 200 °С и 100 МПа передан в ООО «Узбекгеофизика» для осуществления инклинометрического контроля бурящихся глубоких нефтегазовых скважин. Инклинометр типа ИМТ-2МБ повышенной термобаростойкости (200 °С, 150 МПа) в 2003 г. направлен в ФГУП НПЦ «Недра» для проведения исследований бурящихся в настоящее время сверхглубоких скважин.

Материалы диссертационной работы, в виде опубликованной монографии «Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин», используются в учебном процессе Астраханского государственного технологического университета по курсу «Технические измерения и приборы».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на Республиканской научно-технической конференции по проблемам нефти и газа (г. Грозный, 1977 г.), на Всесоюзных семинарах по маркшейдерско-геодезическим работам (г. Киев, 1981 и 1983 г.г.), на XX научно-технической конференции Грозненского нефтяного института им. акад. Миллионщикова по результатам НИР (г. Грозный, 1983 г.), на научно-практической конференции "Геолого-технологические исследования - информационное ядро новых интегрированных технологий исследования нефтегазовых скважин" (г. Тверь, 2002 г.), во многих производственных и научно-исследовательских организациях стран СНГ.

Разработка автора, включающая ряд технических решений, реализованных в малогабаритном термобаростойком инклинометре ТБИ-1, в 1989 году экспонировалась на ВДНХ СССР и удостоена одной Серебряной и трех Бронзовых медалей.

Публикации и использованные материалы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы освещены в монографии "Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин", в книге "Технические средства контроля пространственных характеристик скважин" (обзорная информация), в 13 статьях, в 35 авторских свидетельствах СССР на изобретения и в 2 отчетах о НИР.

Основные защищаемые положения

1. Разработку инклинометрической аппаратуры для глубоких и сверхглубоких скважин с целью устойчивости ее скважинной части к воздействию жестких термобарических условий эксплуатации следует осуществлять в соответствии с выявленной классификационной закономерностью на принципах синтеза "простого" в скважине (без использования электроники) и "сложного" на земной поверхности (на базе компьютерной техники и цифровой обработки результатов измерений) и единства подходов к построению автономных- и спускаемых в скважину на кабеле инклинометрических систем.

2. В инклинометрических ИИС с передачей аналоговой информации по геофизическому одножильному кабелю следует использовать разработанные для повышения их метрологических характеристик и помехоустойчивости канала связи дифференциальный способ опроса реостатных преобразователей и алгоритмы обработки измеренных сигналов по методу учета наличия утечек тока в кабеле.

3.При конструировании термобаростойких инклинометров для эффективного контроля качества проводки вертикально закладываемых стволов глубоких и сверхглубоких скважин необходимо использовать принципы построения комбинированных измерительных систем, обеспечивающие устранение зон нечувствительности к азимутальным углам искривления в диапазоне зенитных углов 0,25-5°.

4. Проектирование автономной и дистанционно управляемой инклинометрической аппаратуры для глубоких и сверхглубоких скважин следует осуществлять на основе структурно разработанной системы и функционально совместимых элементов, устойчивых в жидкой среде к одновременному воздействию высоких температур и давлений, с использованием для повышения точности измерений приборов при эксплуатации в обсадных и бурильных колоннах несущих конструкций с широкодиапазонными центрирующими устройствами на основе кривошипно-ползунных четырехзвенных прямолинейно-направляющих механизмов.

5. Для обеспечения определения параметров траектории стволов глубоких и сверхглубоких скважин и надежного функционирования скважинной аппаратуры в условиях вибрационных и ударных динамических воздействий целесообразно применение геонавигационных технологий, позволяющих осуществлять выбор оптимального шага г~г—" ~~--инклинометрической съемки с учетом радиуса искривления оси ствола и основной погрешности измерения зенитного угла применяемого инклинометра.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения и списка использованной литературы; изложена на 355 страницах; содержит 254 страницы машинописного текста, 93 рисунка, 21 таблицу и библиографию из 233 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Технология и техника геологоразведочных работ", Малюга, Анатолий Георгиевич

ВЫВОДЫ

1. Приведены результаты анализа погрешностей инклинометрии скважин, показавшие, что повышение точности определения пространственного положения ствола искривленной скважины связано с поиском оптимального шага инклинометрической съемки.

2. Впервые предложен алгоритм расчета оптимального шага измерений, одновременно учитывающий значение радиуса искривления ствола исследуемой скважины и абсолютное значение основной погрешности измерения зенитных углов применяемого инклинометра.

3. Выявлен гиперболический характер зависимостей оптимального шага инклинометрии от интенсивности зенитного искривления стволов скважин для инклинометров с заданной основной погрешностью измерения зенитных углов.

4. Определено, что для обеспечения требуемой точности инклинометрии стволов скважин с различной интенсивностью искривления и переменным оптимальным шагом измерений целесообразно применение скважинных приборов, использующих гибкие (шарнирные, преимущественно трехзвенные) несущие конструкции.

5. Определены технические перспективы совершенствования и сближения процессов многоточечной и непрерывной инклинометрии стволов скважин.

6. Приведены основные результаты производственных испытаний и внедрения термобаростойких инклинометров. Раскрыты особенности принципиально новых аппаратурнощадящих технологий геонавигационного сопровождения глубоких и сверхглубоких скважин с использованием проводного канала связи и алгоритма определения оптимального шага инклинометрии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе обобщены результаты многолетних исследований автора в области разработки инклинометрической аппаратуры для глубоких и сверхглубоких скважин.

Проведенные исследования позволили заложить основы проектирования инклинометров для эксплуатации в особо жестких скважинных условиях. Достаточно серьезная наработка принципиально новых идей, создание на их базе широкой гаммы проверенных на практике конструкций элементов и электрических схем приборов, а также совершенствование методических подходов к осуществлению точной инклинометрической съемки стволов скважин свидетельствуют о сложности и многогранности решенных проблем, открывающих обнадеживающие перспективы в сфере разработки термобаростойкой аппаратуры для освоения больших глубин.

В современных условиях, когда промыслово-геофизические приборы для контроля сверхглубоких скважин еще не получили широкого распространения, находясь на уровне изделий единичного производства в состоянии постоянного ожидания востребованности их эксплуатационных характеристик нефтегазодобывающей промышленностью, необходимо в отличие от серийной продукции осуществлять отработку создаваемых конструкций на технологичность на всех этапах проектирования и наращивать надежность аппаратуры прежде всего за счет ее скважинной части путем оптимизации параметров электромеханических и механических узлов и элементов при широком использовании технических достижений в различных областях отечественного производства. Решение этой проблемы тесно соприкасается с проблемой перехода от традиционного блочного к функционально-узловому методу проектирования. При всей сложности и длительности процесса разделения скважинш .х приборов на конструктивно и схемно законченные элементы активизация исследований в этой области позволяет надеяться на то, что в ближайшем будущем станет возможным создание уникальных образцов инклинометрической аппаратуры с учетом запросов сверхглубокого бурения в предельно сжатые сроки и при минимуме трудозатрат. Несомненно, это потребует более глубокого изучения истории, опыта и элементной базы известных разработок инклинометров, возможной переоценки старых конструкций на основе новых эффективных идей, построения достаточно разветвленной классификации использованных элементов и схем инклинометрической аппаратуры и создания атласа механизмов скважинных приборов. Решение этой грандиозной задачи связано с большим объемом графоаналитических исследований и по всей видимости наряду с достижением основной цели позволит вскрыть дополнительные эксплуатационные резервы инклинометров.

Хорошие перспективы по дальнейшему совершенствованию инклинометров для исследования сверхглубоких скважин открываются в связи с широким внедрением в производство персональной компьютерной техники. Проявляемый в последние годы повышенный интерес производственников к компьютеризированным инклинометрическим ИИС связан с открывающимися большими возможностями для высокоточной проводки стволов скважин с выходом на оптимальные режимы бурения. Это требует от разработчик-в термобаростойкой инклинометрической аппаратуры смещения акцентов их деятельности в область выбора необходимой компьютерной базы, создания специального программно-методического обеспечения и соответствующей модернизации наземного оборудования. Первые шаги в этом направлении, сделанные с учетом предварительных технологических исследований, позволили определить принципы построения компьютеризированных геонавигационных систем с использованием рассмотренных в диссертации инклинометров для глубоких и сверхглубоких скважин. Примером разработки таких систем могут служить навигационно-технологическая система "Волна" для контроля за проводкой стволов наклонно направленных и горизонтальных скважин и аппаратурно-методический комплекс "Курс-КНБК-ОТ-Г [103,104].

Наряду с совершенствованием и известных в промыслово-геофизической практ: ;ке отдельных видов термобаростойких инклинометров остро стоит задача по разработке оптимального разнообразия скважинной навигационной аппаратуры и сопутствующего специализированного технологического оборудования, совместимых с типовыми ИИС для автоконтроля за режимами бурения. Первым положительным успехом проведенных в последние годы в этом направлении исследовательских и опытно-конструкторских работ можно считать создание полного комплекса навигационно-технологических средств (КНТС) для контроля за пространственным положением стволов нефтегазовых скважин [124], который являясь многофункциональным компьютеризированным изделием достаточно хорошо удовлетворяет требованиям, предъявляемым к базовому скважинному объекту, предусматривающему возможность беспроблемной адаптации входящих в него систем и подсистем к новым условиям сверхглубокого бурения. Дальнейшее развитие аппаратурных составляющих и программно-методического обеспечения этого и подобных ему геонавигационных комплексов (ГНК), по всей видимости, будет связано с созданием мобильных и стационарно размещаемых непосредственно на буровых централизованных ИИС на базе специализированных ЭВМ для проведения геофизических исследований и работ в скважинах в режиме интегрированных технологических операций, обеспечивающих получение и обработку геолого-геофизической информации для решения навигационных, геолого-технических задач, освоения продуктивных пластов, а также для восстановления и увеличения дебитов углеводородов. Примером такого подхода к развитию КНТС и ГНК можно считать осуществляемую под руководством автора разработку ЧТС «СПЕКТР-1» и МНК «РЕГИОН-!»

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Малюга, Анатолий Георгиевич, Москва

1. Абрикосов И.Х., Бутман И.С. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1982.

2. Агейкин Д.И., Костина E.H., Кузнецова H.H. Датчики систем автоматического контроля и регулирования. М., "Машиностроение", 1965, 929 с. с ил.

3. Аксельрод З.М. Регуляторы скорости в приборостроении. М., Машгиз, 1949, 264 с. сил.

4. Аксельрод З.М. Часовые механизмы. Теория, расчет и проектирование. М., Манн из,1947.

5. Андреева JI.E. Упругие элементы приборов. М., Машгиз, 1962, 456 с. с ил.

6. Андреев В.Д. Теория инерциальной навигации. Кн.1. Автономные системы. Кн.П. Корректирующие системы. М., "Наука", 1967.

7. Андрианов Н.И. и др. Алмазное бурение. М., "Гостоптехиздат", 1961, 172 с. с ил.

8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.З. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 557 е., ил.

9. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. (Т.П.) М.: Наука, 1971.

10. Апанович Ю.Г., Ведецкий Ю.В., Анелопуло O.K. Бурение сверхглубоких скважин. М„ "Недра", 1969, 168 е., ил.

11. П.Асс Б.А., Антипов Е.Ф., Жукова Н.М. Детали авиационных приборов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. - 232 е., ил.

12. Афанасьев Ю.В., Студенцов Н.В., Щелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. JL, "Энергия", 1872, 272 е., ил.

13. Ахметжанов A.A. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. Учеб. пособие для вузов. М., "Энергия", 1975, 288 е., ил.

14. И.Бабурин В.В. Ленточные перфораторы. М., "Энергия", 1974, 104 с. с ил. (Б-ка по автоматике. Вып. 504).

15. Барановский В.Д., Антаманов С.И., Лебедев Е.А., Савенков Ю.И. Влияние качества ствола на успешность проводки глубоких скважин. М., ВНИИОЭНГ, 1981.

16. Баршай Г.С., Гельфгат Я.А., Романов А.З. Турбинное бурение без подъема труб. М., "Недра", 1967.

17. Белевцев А.Т. Потенциометры. М., "Машиностроение", 1968, 328 е., ил.

18. Билыковский Я.С., Васильев Б.А., Золотарева Е.А. и др. Бурение на нефть и газ в США, ОЗЛ, сер. "Бурение", ВНИИОЭНГ, М., 1973.

19. Богомолов В.Н. Устройства с датчиками Холла и датчиками магнитосопротивления. М.-Л., Гостоптехиздат, 1961. 168 с. с ил. (Б-ка по автоматике, вып. 42).

20. Браславский Д.А., Логунов С.С., Пельпор Д.С. Авиационные приборы и автоматы. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., Машиностроение, 1978, 432 с. с ил.

21. Браславский Д.А., Логунов С.С., Пельпор Д.С. Расчет и конструирование авиационных приборов. М., Оборонгиз, 1954.

22. Броксмейер У.Ф. Системы инерциальной навигации. Изд-во "Судостроение, 1967.

23. Бурильные трубы из алюминиевых сплавов/ В.Ф. Штамбург, Г.М. Файн, С.М. Данелянц, A.A. Шейна М., Недра, 1980, 240 с.

24. Васильев Ю.С., Сивохина Н.Б., Бронзов A.C. Допустимые отклонения стволов скважин от проекта. Гостоптехиздат, М., 1963.

25. Власов В.З. Общая теория оболочек. Гостоптехиздат, 1949.

26. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М.: Искусство, 1971, 671 с. с ил.

27. Вольмир A.C. Гибкие пластины и оболочки. Гостоптехиздат, 1956.

28. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высш. школа, 1980. - 463 е., ил.

29. Вопросы ракетной техники. 5 (149), М., "Мир", 1967.

30. Воронков H.H., Ашимов Н.М. Гироскопическое ориентирование. М., "Недра", 1973,254 с.

31. Вудс. Г., Лубинский А. Искривление скважин при бурении. Гостоптехиздат, М., 1960.

32. Габдуллин Т.Г. Оперативное исследование скважин. М., Недра, 1981, 213 с.

33. Галета В.О., Зельцман П.А., Карибо Л.Г., Рогозинский-Теряев В.И., Руденко H.A., Тесленко М.И. и Юровицкий Л.И. Инклинометр для исследования сверхглубоких скважин. / зт. свидетельство № 173154. Заявл. 22.04.63, № 823334. Б.И. 1965, № 15.

34. Галета В.О., Месонжник Ю.М. Погрешность инклинометров с резистивнмми преобразователями. "Геофиз. аппаратура", вып. 53, Л., "Недра", 1973, с. 69-72.

35. Галета В.О., Назарчук A.A., Кушнир А.Г., Майер O.A. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1145124. Заявл. 20.10.83, № 3654429. Б.И. 1985, № 10.

36. Гейман М.А. Прибор для определения кривизны скважин. Авт. свидетельство № 22643. Заявл. 01.04.29, № 43968.

37. Геофизические методы исследования нефтяных и газовых скважин. Под общей редакцией Л.И. Померанца, М., Недра, 1981.

38. Горбенко Л.А. Каротажные кабели и их эксплуатация. Изд. 2-е переработанное. М., "Недра", 1978, 160 е., ил.

39. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М., Гостоптехиздат, 1963, 234 с.

40. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении в эксплуатации. М., Издательство "Недра", 1968, 328 с.

41. Григорян H.A. Бурение наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров. М., "Недра", 1974,240 с.

42. Григорян A.M. Вскрытие пластов многозабойными и горизонтальными скважинами. М., Недра, 1969, 192 с. сил.

43. Гулизаде М.П. и др. Исследование закономерности естественного искривления при проводке вертикального участка наклонных скважин на площади о. Песчаный. Азербайджанское нефтяное хозяйство, № 4, Баку, 1965.

44. Дабагян A.B. Оптимальное проектирование машин и сложных устройств. М.: Машиностроение, 1979 - 280 е., ил.

45. Дебранд Р. Теория и интерпретация результатов геофизических методов исследования скважин. Пер. с франц. Под. ред. В.Н. Дахнова. М., "Недра", 1972, 288 е., ил.

46. Денисов В.Г. Навигационное оборудование летательных аппаратов. М., Оборонгиз,1963.

47. Диковский Я.М., Капралов И.И. Магнитоуправляемые контакты. М., "Энергия", 1970.

48. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч./ В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский 6 изд., перераб. и доп. - J1.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1982. - 4.1. 543 е., ил.

49. Емельянов П.В., Коновалов А.К., Айриянц A.C., Бабаев О.В. Анализ качества проводки наклонных скважин на месторождениях Среднего Приобья. В кн.: Бурение скважин в условиях Западной Сибири. Гипротюменнефтегаз. Труды, вып. 13, Тюмень, 1973.

50. Есауленко В.Н. Инфронизкочастотные струйные преобразователи для контроля пространственного положения ствола скважины // НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. М.: ВНИИОЭНГ, 1994. - Вып. 11-12. С. 9-12.

51. Есауленко В.Н., Малюга А.Г., Григулецкий В.Г. Устройство для определения параметров искривления скважины. Авт. свидетельство № 1332007. Заявл. 20.03.86, № 4040014. Б.И. !987, № 31.

52. Есауленко В.Н. Разработка и исследование устройств для автоматического контроля и управления процессом бурения скважин на горных предприятиях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Тбилиси, 1977.

53. Зверев А.Е., Максимов В.В., Мясников В.А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, 184 е., ил.

54. Зельцман П.А. Замена реохордов инклинометров ИШ-3 и ИШ-4 без последующей градуировки. Разведочная и промысловая геофизика, вып. 24. Гостоптехиздат, М., 1958.

55. Зельцман П.А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин. М., "Недра", 1968, 180 е., ил.

56. Зельцман П.А. Приборы для определения искривления скважин. М., Гостоптехиздат,

57. Зубков М.К. Аппараты для измерения кривизны скважин и пользование ими. Азнефтеиздат, 1932.

58. Иванов Д.М., Стальбовский В.В., Четвертаков И.И. Переменные резисторы. М.: Радио и связь, 1981.- 64 е., ил. (Серия "Элементы радиоэлектронной аппаратуры"; Вып. 43).

59. Иванов С.К., Михайловский В.Н. Новые приборы для измерения кривизны разведочных скважин. М., Госгеолтехиздат, 1960.

60. Ильинский В.М., Лимбергер Ю.А. Геофизические исследования глубоких скважин. М., "Недра", 1977, 200 с, ил.

61. Ильинский В.М., Лимбергер Ю.А. Основные пути повышения геологической эффективности промыслово-геофизических скважин с различными типами коллекторов. М., ВНИИОЭНГ, 1974.

62. Инклинометр термобаростойкий ТБИ-1 / Геология нефти и газа, 1989, № 6.

63. Инструкция по проведению инклинометрических исследований в скважинах. -Калинин: НПО "Союзпромгеофизика", 1989, 14 с.

64. Информационно-коммерческий вестник АИС "Каротажник". Тверь. Издательство "Гере", 1995, Вып. 12. - с. 79-82.

65. Исаченко В.Х. Автоматизированная система контроля геометрических параметров ствола наклонно-направленных скважин. Приборы и системы управления, 1982, № 12.

66. Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин. М., "Недра", 1987.

67. Исаченко В.Х. Системы контроля за траекторией ствола скважины за рубежом. Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Серия "Бурение", 1981.- 88 е., ил.

68. Иогансен К.В. Спутник буровика. М., Недра, 1981, 199 с.

69. Калинин А.Г. Искривление буровых скважин. М., Гостоптехиздат, 1963, 308 е., ил.

70. Калинин А.Г., Васильев Ю.С., Бронзов А.С. Ориентирование отклоняющих систем в скважинах. М., Гостоптехиздат, 1963, 151 е., ил.

71. Калинин А.Г., Григорян Н.А., Султанов Б.З. Бурение наклонных скважин: Справочник / Под. ред. А.Г. Калинина. М.: Недра, 1980.- 348 е.: ил.

72. Кайзер А.О., Леонтьев О.П. Прибор для измерения кривизны и азимута буровых скважин. Авт. свидетельство № 100016. Заявл. 10.01.52, № 2091/449319.

73. Кемпинский М.М. Проектирование механизмов измерительных приборов. М., Машгиз, 1959, 141 с.

74. Киселев Ю.В., Черепанов В.П. Искровые разрядники. М., "Сов. радио", 1976, 72 е.,ил.

75. Ковалев М.П., Сивоконенко И.М., Явленский К.Н. Опоры приборов. М., Машиностроение, 1967, 192 е., ил.

76. Ковшов Г.Н., Алимбеков Р.И., Сираев А.Х. Инклинометр для определения искривления скважин и направления отклонителя. "Геофиз. аппаратура", вып. 62, Л., "Недра", 1977, с. 120-125.

77. Кодзаев Ю.В. Бурение разведочных горизонтальных скважин. 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 204 е., ил.

78. Козыряцкий Н.Г. Принципы метрологического обеспечения инклинометрии нефтяных и газовых скважин. Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 1988.

79. Комаров С.Г. Техника промысловой геофизики. М., Гостоптехиздат, 1957.

80. Костин Ю.С. Современные методы направленного бурения скважин. М., Недра, 1981, 152 е., ил.

81. Коротков П.В., Тайц Б.А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств. М., Издательство стандартов, 1978, 352 с. с ил.

82. Котенко Г.И. Магниторезисторы. Л.: Энергия, 1972. 81 с. с ил. (Б-ка по автоматике, вып. 464).

83. Крейг Д.Г., Рэндол Б.В. Методы расчета пространственного положения скважин. "Инженер-нефтяник", 1976.

84. Кривко H.H., Шароварин В.Д., Широков В.Н. Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование: Учеб. пособие для вузов. М.: Недра, 1988. - 280 е., ил.

85. Кривоносов Р.И. Наклономер-инклинометр с индукционным датчиком ориентации. Геофизическая аппаратура, вып. 53. Изд-во "Недра", 1981, Л., 1973.

86. Кривоносов Р.И. Пластовая наклонометрия скважин. М.: Недра, 1988. - 168 е.: ил.

87. Кузьмин В.И., Красноперов М.Я. Построение геологических разрезов по данным искривленных разведочных скважин. "Недра", 1971, 48 е., ил.

88. Кузьмин В.И. О точности способов вычисления координат точек ствола искривленной скважины. "Нефтяное хозяйство", 1986, № 6.

89. Лавров Г.М. Аппаратура для измерения кривизны буровых скважин. Авт. свидетельство № 21976. Заявл. 14.02.30, № 64385.

90. Лаврова А.Т. Элементы автоматических приборных устройств. Учебное пособие для вузов. М., "Машиностроение", 1975, 456 е., ил.

91. Левицкий М.Я. Проволочные потенциометры. Машгиз, 1961, 115 е., ил.

92. Леонтовский М.П. Прибор для определения кривизны скважин. Авт. свидетельство №21082. Заявл. 14.05.30, № 70116.

93. Лиманов Е.Л., Страбыкин И.Н. Классификация профилей скважин направленного бурения и применяемая терминология. Известия вузов, сер. "Геология и разведка", № 3, 1964.

94. Логинов В.Н. Электрические измерения механических величин. М., "Энергия", 1970. 80 с. с ил. - (Массовая радиобиблиотека. Вып. 744).

95. Лошкарев К.И., Гержберг Ю.М., Шаньгин А.Н. Новый способ предупреждения искривления скважин. Чечено-Ингушское книжное издательство, 1965.

96. Ляликов К.С. Теория фотографических процессов. М., 1960.

97. Мязницкий АС., Сова В.Г. Маркшейдерско-геофизические работы на месторождениях нефти и газа. М., Недра, 1979.

98. Малюга А.Г. Анализ и перспективы развития забойных телеизмерительных систем. Научно-технический журнал "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море". ВНИИОЭНГ, 2002, №12. С.12-15.

99. Малюга А.Г. Анализ каналов связи забойных телеизмерительных систем. Изв. вузов. Геология и разведка, 2003, №З.С.

100. Малюга А.Г. Аппаратурно-методический комплекс "Курс-КНБК-ОТ-1 " // НТВ "Каротажник". Тверь: ГЕРС. 1997. Вып. 39. С. 69 77.

101. Малюга А.Г., Афанасьев B.C., Самсоненко В.И. Технология контроля за проводкой стволов горизонтальных скважин и навигационно-технологическое оборудование для ее реализации // НТВ "Каротажник". Тверь: ГЕРС. 1996. Вып. 25. С. 32 48.

102. Малюга А.Г. Геркон. Авт. свидетельство № 658612. Заявл. 23.03.77, № 2465814. Б.И. 1979, № 15.

103. Малюга А.Г., Есауленко В.Н., Григулецкий В.Г. Устройство для съема показаний измерений инклинометра. Авт. свидетельство № 1421855. Заявл. 22.01.86, № 4009340. Б.И. 1988, №33.

104. Малюга А.Г., Есауленко В.Н., Клюшин A.C., Шнейдман И.Б. Компенсированный охранный кожух скважинного прибора. Авт. свидетельство № 1073440. Заявл. 25.10.82, № 3504080.

105. Малюга А.Г. Измерительная система термобаростойкого инклинометра, оптимизированная по некоторым критериям. Изв. вузов. Геология и разведка, 2003, №1.С. 8486.

106. Малюга А.Г. Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин. Тверь: НТП «Фактор», 2002. -520 с.

107. Малюга А.Г. Инклинометр. Авт. свидетельство № 443966. Заявл. 05.02.73, № 1878991. Б.И. 1974, №35.

108. Малюга А.Г. Инклинометр. Авт. свидетельство № 636380. Заявл. 11.04.75, № 2125322. Б.И. 1978, №45.

109. Малюга А.Г. Инклинометр. Авт. свидетельство № 682640. Заявл. 25.10.74, № 2070053. Б.И. 1979, №32.

110. Малюга А.Г. Инклинометр. Авт. свидетельство № 798279. Заявл. 12.07.79, № 2644479. Б.И. 1981, №3.

111. Малюга А.Г. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1554464. Заявл. 20.06.88, № 4442501.

112. Малюга А.Г. Инклинометр МИ-48. Информационный листок о НТД. Ростов-на-Дону: Ростовский ЦГ1ТМ, 1986.

113. Малюга А.Г., Клюшин A.C. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1134705. Заявл. 18.05.73, № 3592051. Б.И. 1985, № 2.119. 115. Малюга А.Г., Клюшин A.C. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1469108. Заявл. 28.05.84, № 3745547. Б.И. 1989, № 12.

114. Малюга А.Г., Клюшин A.C. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 1231947. Заявл. 16.08.84, № 3782050.

115. Малюга А.Г. Коммутатор на магнитоуправляемых контактах с переменной программой. Авт. свидетельство № 484586. Заявл. 26.10.73, № 1969588. Б.И. 1975, № 34.

116. Малюга А.Г. Коммутатор на магнитоуправляемых контактах. Авт. свидетельство736206. Заявл. 10.05.76, № 2356140. Б.И. 1980, № 19.

117. Малюга А.Г. Компенсированный охранный кожух скважиниого прибора. Авт. свидетельство № 648038. Заявл. 11.10.76, № 2410785. Б.И. 1979, № 5.

118. Малюга А.Г. Комплекс навигационно-технологических средств для контроля за пространственным положением стволов нефтегазовых скважин // НТВ "Каротажник". Тверь: ГЕРС. 2000. Вып. 68. С. 152 170.

119. Малюга А.Г., Лихоманов Н.В., Дорощенко В.И., Лобов A.B. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1723317. Заявл. 27.04.90, № 4819757. Б.И. 1992,№ 12.

120. Малюга А.Г., Лихоманов Н.В., Клюшин A.C., Шнейдман И.Б. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1089247. Заявл. 25.10.82, № 3504444. Б.И. 1984, № 16.

121. Малюга А.Г., Лихоманов Н.В., Клюшин A.C., Шнейдман И.Б. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1141820. Заявл. 30.05.83, № 3596833.

122. Малюга А.Г., Лихоманов Н.В. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 1365784. Заявл. 11.12.85, № 3988280.

123. Малюга А.Г., Мясоедов А.Ф. Прибор для исследования скважин. Авт. свидетельство № 763588. Заявл. 25.07.78, № 2648130. Б.И. 1980, № 34.

124. Малюга А.Г. Малогабаритный забойный сбросной инклинометр ЗИ-48. Научно-технический журнал "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море". ВНИИОЭНГ, 2003, №10. С.22-25.

125. Малюга А.Г. Метод градуировки датчиков зенитного угла инклинометра, Изв. вузов. Геология и разведка, 2003, №5.

126. Малюга А.Г. Переключатель. Авт. свидетельство № 501429. Заявл. 19.03.74, № 2005592. Б.И. 1974, №4.

127. Малюга А.Г. Переключатель. Авт. свидетельство № 547861. Заявл. 24.05.74, № 2026957. Б.И. 1977, №7.

128. Малюга А.Г., Погорелов Г.В. Прибор для определения забойных пространственных характеристик скважин. Авт. свидетельство № 1518494. Заявл. 11.02.88, № 4377040. Б.И. 1989, №40.

129. Малюга А.Г. Привод прижимного устройства скважинного прибора. Авт. свидетельство № 699163. Заявл. 11.03.77, № 2460574. Б.И. 1979, № 43.

130. Малюга А.Г. Прибор для измерения кривизны буровых скважин. Авт. свидетельство № 699164. Заявл. 23.07.75, № 2159599. Б.И. 1979, № 43.

131. Малюга А.Г. Разработка инклинометрической информационно-измерительной системы с одножильным геофизическим кабелем и термобаростойким скважинным прибором. Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. Калинин, 1989.

132. Малюга А.Г. Способ определения геометрических характеристик стволовбуровых скважин. Авт. свидетельство № 1439224. Заявл. 22.09.86, № 4121782. Б.И. 1988, № 43.

133. Малюга А.Г. Термобаростойкий инклинометр. Информационный листок о НТД № 89-26. Калинин: Калининский ЦНТИ, 1989.

134. Малюга А.Г., Улитичев В.М. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1139182. Заявл. 30.05.83, №3597744.

135. Малюга А.Г., Улитичев В.М., Носенко J1.B. Способ определения геометрических характеристик стволов скважин. Авт. свидетельство № 1181353. Заявл. 07.02.83, № 3569763.

136. Малюга А.Г., Улитичев В.М. и др. Создание универсального широкодиапазониого малогабаритного инклинометра повышенной термобаростойкости. Отчет о НИР. УДК 622.242 (008.8), № 02850063478,1984.

137. Малюга А.Г. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 474605. Заявл. 23.04.73, № 1908069. Б.И. 1975, № 23.

138. Малюга А.Г. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 1307927. Заявл. 11.06.85, № 3909470.

139. Малюга А.Г., Шнейдман И.Б., Есауленко В.Н., Болдырев В.Н. Инклинометр. Авт. свидетельство № 1082939. Заявл. 23.04.82, № 3428049. Б.И. 1984, № 12.

140. Малюга А.Г., Шнейдман И.Б., Клюшин A.C., Болдырев В.Н. Инклинометр. / зт. свидетельство № 1102914. Заявл. 21.05.82, № 3442086. Б.И. 1984, № 26.

141. Малюга А.Г., Шнейдман И.Б., Клюшин A.C., Болдырев В.Н. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 1089246. Заявл. 19.05.82, № 3440793. Б.И. 1984, № 16.

142. Малюга А.Г., Шоц М.Б. Механизм для центрирования скважинного прибора. Авт. свидетельство № 933965. Заявл. 23.07.80, № 2966513. Б.И. 1982, № 21.

143. Малюга А.Г., Шоц М.Б. и др. Создание профилографа П2: Отчет о НИР в 2-х т., Т. 1. УДК 550.832.2: 622.241.6, № Б 832021, 1979.

144. Малюга Г.П., Строцкий В.Н. Инклинометр ИШ-2. Гостоптехиздат, 1953.

145. Мандрус В.И., Мильник Д.Н., Поддубный Э.Г., Турко A.A., Финик Р.В. Опыт бурения сверхглубоких скважин на площадях Предкарпатья. Тезисы докладов научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития сверхглубокого бурения", г. Грозный, 1982.

146. Маркшейдерское дело в нефтедобывающей промышленности. Труды ВНИИ, выпуск 52, М., Недра, 1968.

147. Микропроцессорные комплекты интегральных схем: Состав и структура: Справочник / B.C. Борисов, A.A. Васенков, Б.М. Малашевич и др.; Под ред. A.A. Васенкова, В.А. Шахнова. Радио и связь, 1982. - 192 с. ил. - (Массовая б-ка инженера "Электроника").

148. Мирдель Г. Электрофизика. Пер. с нем. М. Изд. "Мир", 1972, 608 с. с ил.

149. Михайлов О.И., Козлов И.М., Гергель Ф.С. Авиационные приборы. М., "Машиностроение", 1977, 416 с.

150. Морозов P.C., Строцкий Г.Н., Черноусов И.К. Маятниковый инклинометр. Авт. свидетельство № 56532. Заявл. 1 1.02.38, № 14373.

151. Нехвиле Д.И. Усовершенствование инклинометра с магнитной стрелкой. Геофизическое приборостроение, № 10, ОКБ и МГ и ОН СССР, 1961.

152. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы. Учеб. пособие для специальности "Информационно-измерительная техника" вузов. М., "Высш. школа", 1977. 196 е., ил.

153. Осипович JI.A. Датчики физических величин. М.: Машиностроение, 1979. - 159 с. с ил. - (Б-ка приборостроителя).

154. Основы разведочного бурения. Изд. 2-е перераб. и доп. Шамшев Ф.А., JL, Недра, 1971, 196 е., ил.

155. Палий О.М. Устойчивость круговой цилиндрической оболочки, защемленной на криволинейных кромках. Известия АН СССР, ОТН, 1, 1958-1959.

156. Первицкий Ю.Д. Расчет и конструирование точных механизмов. М.: Машиностроение, 1976. - 456 е., ил.

157. Петросян В.А., Горячев К.А. Измерение искривлений скважин и аналйз погрешностей. Азгостоптехиздат, 1943.

158. Петросян В.А. Инструкция по измерению кривизны скважин аппаратом Петросяна. М., Гостоптехиздат, 1946.

159. Питаде A.A., Ярошенко В.А., Борькин А.Н., Иванов О.В. Совершенствование бурения геологоразведочных скважин. М., Недра, 1970, 128 с.

160. Подшипники качения: Справочник каталог / Под. ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. - М.: Машиностроение, 1984 - 280 е., ил.

161. Померанц Л.И., Темкина Б.С. Определение элементов залегания пластов по замерам пластовым наклономером. Разведочная и промысловая геофизика, вып. 5. Гостоптехиздат, 1953.

162. Помыкаев И.И. Инерциальный метод измерения параметров движения летательных аппаратов. М., "Машиностроение", 1969.

163. Пономарев В.Н., Безобразов E.H., Нехорошков В.Л., Мухаметшин A.A., Юдин В.М. Гравитационный ориентатор датчиков. Авт. свидетельство № 332204. Заявл. 03.07.70, № 1455082 Б.И. 1972, № 10.

164. Пономарев В.Н., Молчанов О.Н. Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля. Авт. свидетельство № 234282. Заявл. 30.01.67, № 1129519. Б.И. 1969, № 4.

165. Постоянные магниты. Под ред. Ю.М. Пятина. М., "Энергия", 1971. 367 с. ил.

166. Прецизионные сплавы. Справочник. Под ред. Б.В. Молотилова. М., "Металлургия", 1974, 448 е., ил.

167. Притчина А.И., Торский П.Н. О сглаживании результатов инклинометрических измерений. "Известия высших учебных заведений", 1971, № 12.

168. Притчин Б.П., Торский П.Н., Притчина А.И. Опыт использования инклинометра УМИ-25 для замера искривлений пологих подземных скважин. "Разведка и охрана недр", 1970, № 10, с. 53-55.

169. Проблемы и перспективы развития сверхглубокого бурения (тезисы докладов научно-практической конференции), г. Грозный 1982.

170. Пятин Ю.М. проектирование элементов измерительных приборов. Учеб. пособие для вузов. М., "Высшая школа", 1977, 304 е., ил.

171. Расчет и конструирование деталей аппаратуры САУ: Учебник для техникумов / В.П. Савостьянов, Г.А. Филатова, В.В. Филатов. М.: Машиностроение, 1982. - 328 е., ил.

172. Ригли У., Холмитер У., Денхард У. Теория, проектирование и испытания гироскопов. Пер. с англ. Под ред. С.А. Харламова. М., "Мир", 1972, 416 е., ил.

173. Рощин Г.И. Несущие конструкции и механизмы РЭА: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1981. - 375 е., ил.

174. Середа Н.Г., Соловьев М.Н. Бурение нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1974, 456 с.

175. Смирнов A.C. Технологичность деталей в приборостроении. Судпромгиз, 1961.

176. Соболев С.Н. Расчет и конструирование электрической аппаратуры. Учебник для техникумов. М., "Высшая школа", 1972, 264 с. с ил.

177. Соколов B.JL, Фурсов А.Я. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 1984.

178. Справочник автоматизация, приборы контроля и регулирования производственных процессов в нефтяной и нефтехимической промышленности. Кн. 1 -Метрология, специальные общетехнические вопросы. М., Гостоптехиздат, 1962, 785 е., ил.

179. Справочник геофизика. Т.П. Геофизические методы исследования скважин. М., Гостоптехиздат, 1961, 760 е., ил.

180. Справочник машиностроителя, т. 3, МАШГИЗ, М., 1963, 651 е., ил.

181. Справочник по средствам автоматики / Под ред. В.Э. Низэ и И.В. Антика. М.: "Энергоиздат", 1983, 504 е., ил.

182. Стендер В.В. Прикладная электрохимия, Харьков, 1961.

183. Строцкий Г.Н., Рамм Г.М., Малюга Г.П. Прибор для измерения кривизны буровых скважин. Авт. свидетельство № 114062. Заявл. 10.12.56, № 562361.

184. Сулашкин С.С. Руководство по измерению искривления скважин.1. Гостоптехиздат, М, 1954.

185. Танкибаев М.А., Рапин В.А. Исследование состояния стволов бурящихся скважин. М., "Недра", 1965, 148 с.

186. Темник социалистического заказа изобретателям и рационализаторам в области разведочных и промысловых геофизических работ в нефтяной промышленности. М. Л., Гостоптехиздат, 1950.

187. Термостойкие комплектующие изделия и термобаростойкие материалы СГП. -Тверь: НПГП "ГЕРС", 1993. С. 259.

188. Техническая инструкция по маркшейдерско-геофизическим работам при поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений. М, Миннефтепром. 1972.

189. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. М, Недра, 1985.

190. Техника кино и телевидения, 1958, № 4, 5.

191. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величии. М. Л., "Энергия", 1966. 689 с. сил.

192. Тутевич В.Н. Телемеханика. Учеб. пособие для вузов. М., "Энергия", 1973.

193. Уманец В.А., Чурсин A.A., Шилов С.А. Устройство для измерения искривления скважин. Авт. свидетельство № 450883. Заявл. 03.03.72, № 1751911. Б.И. 1974, № 43.

194. Флорес Г.Л., Билыковский Я.С., Кохманская H.H., Сурикова O.A., Шандрина В.М. Бурение сверхглубоких скважин в США. ОЗЛ, сер. "Бурение", ВНИИОЭНГ, М., 1972.

195. Фриндлендер Г.О., Селезнев В.П. Пилотажные манометрические приборы, компасы и автоштурманы. М., Оборонгиз, 1953, 367 с. с ил.

196. Фролов Н.Ф., Фролов Е.Ф. Геологические наблюдения и построения при бурении искривленных скважин. Гостоптехиздат, 1957.

197. Харазов К.И. Устройства автоматики с магнитоуправляемыми контактами. М.: Энергоиздат, 1990. - 256 е.: ил.

198. Харииский А.Л. Основы конструирования элементов радиоаппаратуры. "Энергия", Л., 1971.-464 е., ил.

199. Хольм Р. Электрические контакты. М., Изд-во иностранной литературы, 1961.

200. Циклис Д.С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. Изд. 4-е, пер. и доп., М., "Химия", 1976.

201. Цифровой прибор для автоматического измерения, вычисления и регистрации инклинометрии с применением стандартного скважинного прибора КИТ / Рац. предложения и изобрет., 1984, вып. 11.

202. Чайковская Э.В. Прогноз нефтегазоносное™ больших глубин и разновозрастных бассейнах по данным глубокого бурения в СССР и США. Обзор, сер. "Геология, методыпоисков и разведки месторождений нефти и газа", ВИЭМС, 1973.

203. Чебан Л.И., Цивлин В.Л., Дорофеев А.Ф. Устройство для измерения искривления скважин. Авт. свидетельство № 242815. Заявл. 13.08.66, № 1097339. Б.И. 1969, № 16.

204. Чеботарева И.И., Щербина Ю.Д., Кузнецов Е.А. Надежность • потенциометрических датчиков. М., "Машиностроение", 1966. 116 с., ил.

205. Челокьян P.C., Рогозинский-Теряев В.И., Костенко В.В. Переключающий механизм для инклинометра. Авт. свидетельство № 141458. Заявл. 10.03.61, № 721170. Б.И. 1961, № 19.

206. Челокьян P.C., Рогозинский-Теряев В.И. Переключатель инклинометра. Авт. свидетельство № 140390. Заявл. 21.08.60, № 676619. Б.И. 1961, № 16.

207. Чумаков Н.М. Вопросы синтеза практически оптимальных систем управления. -Сб. докладов науч.-техн. конф. КИИГА. Киев, 1966, с. 14-21.

208. Чумаков Н.М., Серебряный Е.И. Оценка эффективности сложных технических устройств. М.: Сов. радио, 1980. - 192 е., ил.

209. Шакиров А.Ф. Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин. М., "Недра", 1972,208 с., ил.

210. Шацов Н.И., Смирнов А.П. Технология бурения глубоких скважин за рубежом. Гостоптехиздат, М., 1960, 269 е., ил.

211. Шевченко И.В. Инклинометр. Авт. свидетельство № 65100. Заявл. 07.08.41, № НП-2 (300557).

212. Шевченко И.В. Инклинометр для измерения кривизны и азимута буровых скважин. Авт. свидетельство № 92769. Заявл. 21.12.48, № 388903.

213. Шевченко И.В. Устройство для измерения кривизны и азимута буровых скважин. Авт. свидетельство № 80859. Заявл. 04.03.47, № 352563. Опубл. 13.12.49.

214. Шитихин В.В., Курмашев A.M., Баюнчикова З.В. Бурение направленных геологоразведочных скважин. М., Госгеолтехиздат, 1960, 120 е., ил.

215. Шоц М.Б. Интерпретация замеров профилографа. РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. "Машины и нефтяное оборудование", 1973, № 9.

216. Шполянский В.А., Чернякин Б.М. Электрические приборы времени. М., Машиностроение, 1964, 388 е., ил.

217. Шумиловский H.H., Блажкевич Б.И. Пути использования магнитомодуляционных датчиков при контроле направления скважин. Автоматика и телемеханика, № 6, 1950.

218. Электрические измерения. Средства и методы измерений (общий курс). Под ред. Е.Г. Шрамкова, Учеб. пособие для втузов. М., "Высшая школа", 1972, 520 с. с ил.

219. Электрические контакты. М., изд-во "Наука", 1973.

220. Элементы гидропровода. (Справочник). Изд. 2-е, перераб. и доп. Абрамов Е.И.,

221. Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Киев, "Техника", 1977, 320 с.

222. Элементная база скважинной геофизической аппаратуры: Сб. статей / Ред. кол.: Г.А. Калистратов (гл. ред.) и др. Тверь: НПГП "ГЕРС", 1992. - 117 е.: ил.

223. Эстерле О.В., Серебряков Г.В. Электрический инклинотрон непрерывного действия с дистанционной передачей информации на поверхность. Авт. свидетельство № 274043. Заявл. 04.11.68, № 1279499. Б.И. 1970, №21.

224. Якоби Н.О. Методы, приборы и служба исследования буровых скважин. М., ОНТИ, 1936.

225. Яремийчук Р.С., Семак Г.Г. Обеспечение надежности и качества стволов сверхглубоких скважин. М., "Недра", 1982, 259 е., ил. (надежность и качество).

226. Morrison S.R. A new type of photosensitive junction device. Solid-state electronics. 1963, Sept. Oct., vol. 5, № 5, p. 485-494.

227. Reignaud M., Perrin J. Inclinanetres, "Bull Ziais. hob. ponts et chaussees", 1973, spec. Т., 297-304 (фр.).

228. Petroleum Engineer. 1957, III, v.29, № 3, p. B-l.