Способ измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения длины колонны труб оптическими методами.

Способ измерения длины труб с открытыми концами (патент RU №2321827, МПК G01B 17/00, опубл. 10.04.2008 в Бюл. № 10), основанный на измерении интервала времени прохождения акустического импульса по воздушной полости внутри трубы до конца трубы и обратно, отличающийся тем, что интервал времени фиксируют между пиком с максимальной амплитудой в первом эхо-импульсе и пиком с максимальной амплитудой, противоположной полярности в следующем эхо-импульсе.

Недостатком данного способа является невозможность использования в полевых условиях, так как любые шумовые помехи резко влияют на точность измерения.

Известен также способ измерения длины колонны длинномерных тел (патент RU №2187638, МПК Е21В 47/04, опубл. 20.08.2002 в Бюл. № 23), соединяемых между собой и спускаемых в скважину канатной лебедкой, снабженной измерителем веса, включающий измерение длины колонны с учетом ее удлинения под собственным весом, причем в процессе измерения длины колонны осуществляют циклический подсчет числа оборотов фрикционно связанных с канатом лебедки мерных роликов, начиная с первого длинномерного тела, спускаемого в скважину без учета его веса, последующий счет циклов ведут при наличии нагрузки на канате лебедки, равной весу не менее чем двух длинномерных тел, соединяемых в колонну, а съем показаний осуществляют, по крайней мере, с двух мерных роликов, причем в каждом цикле засчитывают показания мерного ролика, завершившего оборот первым.

Недостатками данного способа являются сложность применения и низкая надежность из-за большого количества механических точно подгоняемых деталей и низкая точность измерения, так как не учитываются растяжение тросов под весом труб и возможность изменения веса, связанная с заклиниванием, зацепами в скважине, а также под влиянием внешних факторов (дождь, ветер и т.п.).

Способ определения длины колонны труб при спускоподъемных операциях в скважине (патент RU №2211921, МПК Е21В 47/00, опубл. 10.09.2003 в Бюл. № 25), включающий определение длины колонны труб сложением длин каждой из труб, причем длину каждой трубы определяют измерением ее веса на крюке грузоподъемной установки и делением полученного веса на вес погонного метра этой трубы, при этом используют контроллер, в память которого заранее помещают значения веса погонного метра каждой трубы.

Недостатками данного способа являются сложность применения из-за постоянного использования устьевого индикатора веса и низкая точность измерения, так как не учитываются возможность применения труб с разным весом погонного метра и возможность изменения веса, связанная с заклиниванием, зацепами в скважине, а также под влиянием внешних факторов (дождь, ветер и т.п.).

Технической задачей предполагаемого изобретение является создание способа измерения длины труб при спускоподъёмных операциях, упрощающего использование за счет применения для измерений лазерного длинномера и не зависящего от внешних факторов.

Техническая задача решается способом измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях, включающим измерение каждой трубы и сложение длин каждой из труб при помощи контроллера, регистрирующего длины каждой трубы.

Новым является то, что для измерения длины трубы на мачте спускоподъёмного механизма закрепляют лазерный длинномер так, что при вертикальном расположении поднимаемой трубы луч лазера длинномера проходит внутри нее по всей длине, каждую трубу снизу оборудуют защитным колпачком с отражающим луч лазера материалом внутри при измерении, при этом талевый блок спускоподъёмного механизма снабжают электромагнитным пусковым устройством, включающим длинномер при вертикальном расположении измеряемой трубы, перед каждой установкой спускоподъемного механизма проводят контрольные измерения и калибровку контроллера для получения максимально точных результатов, после измерения длины трубы защитный колпачок снимают перед соединением ее с колонной уже спущенных труб и/или спуском в скважину.

Способ измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях включает в себя измерение длины каждой трубы. Для этого с условиях мастерской или завода к мачте спускоподъёмного механизма (например, мобильная подъемная скважинная установка, вышка или т.п.) закрепляют лазерный длинномер так, что при вертикальном расположении поднимаемой трубы луч лазера длинномера проходит внутри нее по всей длине. При этом талевый блок спускоподъёмного механизма снабжают электромагнитным пусковым устройством (магнитом, катушкой или т.п., проходящими через электромагнитный пускатель любой известной конструкции), включающим длинномер при вертикальном расположении измеряемой трубы. Проводят контрольные измерения и калибровку контроллера для получения максимально точных результатов. Для этого поднимают талевым блоком спускоподъёмного механизма в вертикальное положение эталонную трубу с нижним защитным колпачком, оснащенным отражающим луч лазера материалом внутри, проводят измерение лазерным дальномером длины, результаты которого передаются на контроллер (специальный пульт управления, ноутбук или компьютер со специальной программой или т.п.). Полученные результаты длины корректируют в соответствии с известной длиной эталонной трубы. Ошибки могут быть связаны с неточностью установки лазерного дальномера и пускового устройства на талевом блоке. Проводят контрольные измерения длины эталонной трубы, после совпадений получаемых результатов с эталонными значениями. Переходят к спуску труб, которые предварительно снизу оборудуют защитным колпачком с отражающим луч лазера материалом внутри. Последовательно проводят спуск труб с измерением в автоматическом режиме длины каждой лазерным длинномером, луч которой отражается от внутреннего материала защитного колпачка дает точные измерения длины (на практике - точность составила 0,02 мм) за доли секунд (на практике - 0,1 сек). Полученная информация сохраняется в контроллере и автоматически суммируется с предыдущими измеренными длинами труб. После измерения длины трубы защитный колпачок снимают перед соединением (скручиванием при помощи специального ключа или устьевого ротора) ее с колонной уже спущенных труб, с которыми суммируются длины, и/или спуском в скважину (первую трубу в колонне спускают без скручивания). Так как измерения производятся по осевому отверстию трубы, то влияние внешних фактором сводится практически к нулю. А автоматизация процесса упрощает работу обслуживающей смены, уменьшая влияние «человеческого фактора».

Предлагаемый способ измерения длины труб при спускоподъёмных операциях позволяет упростить использование за счет применения для измерений лазерного длинномера в автоматическом режиме и не зависит от внешних факторов.