Способ и система для измерения данных в транспортирующем жидкость канале

1 Область техники,к которой относится изобретение Изобретение относится к способу и системе для измерения данных в транспортирующем жидкость канале и к измерительному устройству, которое составляет часть этой системы. Уровень техники Часто является желательным измерять физические данные, такие как температура, давление и скорость жидкости и/или ее состав, в транспортирующем жидкость канале. Однако не всегда возможно или экономически выгодно снабжать канал датчиками, которые способны измерять такие данные вдоль длины канала в течение длительного периода времени. В этих случаях использовали так называемые автоматизированные свабы для измерения данных,однако, поскольку эти свабы прокачивают через канал, то они представляют собой большие устройства, которые перекрывают поперечное сечение канала и поэтому непригодны для измерений на месте жидкости, текущей по каналу. Используют также привязные измерительные зонды для измерения данных в канале, однако,эти зонды имеют ограниченную дальность действия и связаны со сложными и дорогими операциями намотки. В международной патентной заявкеPCT/US 97/17010 раскрыт удлиненный автономный робот, который выпускают в скважину для добычи нефти и/или газа с помощью несущего модуля, который соединен с источником электроэнергии и блоком управления на его поверхности. Удлиненный робот снабжен датчиками и рычагами и/или колесами, которые позволяют роботу шагать, перекатываться или ползти вверх и вниз в нижней части скважины. Введение несущего робота в скважину и перемещение робота внутри скважины является сложной операцией и требует сложного, чувствительного и дорогостоящего приводного устройства. В патенте США Re. 32336 раскрыто удлиненное устройство для геофизических исследований скважин, которое опускают в скважину на нижнем конце бурильной колонны. При достижении колонной нижней зоны скважины устройство отсоединяют, опускают на дно скважины и поднимают с помощью составного шланга,который проходит через бурильную колонну к устью скважины. В патенте US, A, 3 086 167 раскрыт инструмент для геофизических исследований скважин, который опускают через бурильную колонну в точку, расположенную непосредственно над бурильным долотом для проведения измерений во время бурения. Инструмент можно поднимать из бурильной колонны с помощью улавливающего устройства. В патентах US, А,4 560 437 и 2 измерительные блоки, опускаемые в скважину,которые извлекают из скважины с помощью улавливающего устройства или составного шланга. Задачей данного изобретения является создание способа и системы для измерения данных в канале для транспортировки жидкости в течение длительного времени, которые не требуют постоянно установленных датчиков, сложных инструментов, спускаемых на тросе, и/или транспортных роботов и в которых используют датчик, который можно перемещать через канал без создания помех для канала, так что обеспечивается возможность выполнения на месте измерений в жидкости, находящейся в канале. Сущность изобретения Способ, согласно изобретению, содержит стадии- подготовки одного или нескольких измерительных устройств, каждое из которых содержит датчики для измерения физических данных, процессор для обработки измерительных данных и защитную оболочку, охватывающую датчики и процессор, которая имеет меньшую среднюю наружную ширину, чем средняя внутренняя ширина канала, в котором необходимо выполнить измерения, так что жидкость в канале может обтекать измерительное устройство;- введения измерительного устройства в канал;- приведения в действие датчиков и процессора, по меньшей мере, одного введенного измерительного устройства для измерения и обработки физических данных в канале;- выпускания, по меньшей мере, одного измерительного устройства, датчики и процессор которого приведены в действие в канале;- обеспечения перемещения каждого выпущенного датчика на заданное продольное расстояние внутри канала; и- передачи обработанных процессором данных в систему сбора данных, расположенную вне канала. Оболочка является устойчивой и компактной, что обеспечивает возможность перемещения измерительного устройства на большое расстояние внутри канала, и она мала по сравнению с внутренней шириной канала, так что она не мешает потоку жидкости через канал. Измерительные устройства предпочтительно не снабжены выступающими наружу механическими приводными средствами, такими как пропеллер, колеса или автоматические рычаги, так что датчик очень компактен и обеспечивает свободное и пассивное перемещение через канал под действием гидродинамических сил, создаваемых потоком жидкости, текущей в канале, плавучести, силы тяжести и/или магнитных сил, воздействующих на измерительное устройство. Способ, согласно изобретению, можно применять как в открытых каналах для транс 3 портировки жидкости, которые образованы,например, желобом, по которому течет жидкость, так и в закрытых каналах для транспортировки жидкости, когда канал имеет форму трубы. Например, открытыми каналами могут быть потоки или реки, акведуки или канализационные коллекторы. Для закрытых каналов предпочтительно, чтобы каждое измерительное устройство имело, по существу, шаровую защитную оболочку и выпускалось в трубопровод, который имеет средний внутренний диаметр, который, по меньшей мере, на 20% больше среднего наружного диаметра шаровой защитной оболочки, а датчики и процессор являются частью электромеханической микросистемы с интегрированными измерительными, навигационными, питающими и запоминающими и/или передающими данные компонентами. Способ, согласно изобретению, является очень привлекательным для использования в скважинных трубных каналах, которые образуют часть подземной скважины для добычи нефти и/или газа. В этом случае предпочтительно,чтобы измерительные устройства имели защитную шаровую оболочку с наружным диаметром менее 15 см и имели способность перемещаться,по меньшей мере, вдоль части длины скважины. Удобно хранить множество измерительных устройств в скважине вблизи основания скважины и последовательно выпускать их в трубу, причем каждое выпущенное измерительное устройство имеет возможность плыть в потоке добытой углеводородной жидкости к устью скважины. В этом случае предпочтительно хранить измерительные устройства в бункеремагазине, который снабжен дистанционно управляемым механизмом для выпускания измерительных устройств, а каждое измерительное устройство имеет сферическую защитную оболочку из эпоксидной смолы, содержащую термисторный температурный датчик, пьезокерамический датчик давления и датчик положения, основанный на гироскопе и/или многонаправленном навигационном акселерометре, при этом датчики питаются от заряжаемого аккумулятора или конденсатора, и процессор для обработки данных, выполненный в виде электронной микросхемы оперативной памяти. В качестве альтернативного решения или дополнительно к акселерометру может быть предусмотрен датчик, например, датчик, способный обнаруживать стыки обсадной колонны с помощью эффекта Холла, для определения положения путем счета стыков. Предпочтительно также, чтобы каждое измерительное устройство содержало сферическую защитную пластмассовую оболочку, снабженную, по меньшей мере, одним намотанным по периметру электропроводящим проволочным витком, который действует как антенна для связи, а также как индуктивное зарядное устройство для конденсатора или аккумулятора, при этом каждое изме 002374 4 рительное устройство подвергают воздействию электромагнитным полем перед его выпусканием в скважину выпускающим механизмом, и каждое выпущенное измерительное устройство улавливают на поверхности земли или вблизи нее и затем соединяют с устройством считывания и сбора данных, которое считывает данные с возвращенного измерительного устройства с помощью беспроводной связи. Если скважина содержит трубы, имеющие намагничиваемые, например, стальные стенки,или содержит продольную намагничиваемую ленту или провод, то измерительное устройство может быть снабжено приводимыми в действие магнитными силами средствами передвижения качением, которые обеспечивают постоянный контакт качения измерительного устройства с трубой или с продольной лентой или проводом,когда измерительное устройство перемещается в скважине, а измерительное устройство снабжено счетчиком оборотов и датчиком для обнаружения маркерных точек в трубе скважины,таких как стыки колонны и/или штриховой код,для определения своего положения в трубе скважины. В этом случае предпочтительно, чтобы приводимые в действие магнитной силой средства качения содержали магнитный ротор,который активно вынуждает измерительное устройство катиться в продольном направлении в трубе скважины, если труба скважины имеет,по существу, горизонтальное или наклоненное вверх положение. Система, согласно изобретению, содержит- по меньшей мере, одно измерительное устройство, которое включает датчики для измерения физических данных, процессор для обработки измерительных данных и, по существу, шаровую защитную оболочку, в которой размещаются датчики и процессор, при этом оболочка имеет меньшую наружную ширину,чем средняя внутренняя ширина канала, внутри которого необходимо измерять данные, так что жидкость в канале может протекать вокруг оболочки;- средство снабжения энергией для приведения в действие датчиков и процессора каждого измерительного устройства для измерения и обработки физических данных в канале;- механизм для последовательного выпускания одного или более измерительных устройств в канал; и- систему сбора данных, расположенную вне канала, в которую передаются данные, собранные процессором каждого выпущенного измерительного устройства. Если система используется в канале, который образует часть подземной скважины добычи нефти и/или газа, то предпочтительно предусмотреть бункер-магазин для хранения внизу скважины множества измерительных устройств,при этом магазин снабжен дистанционно управляемым механизмом для последовательного 5 выпускания измерительных устройств в трубу, а также улавливающий механизм для улавливания выпущенных измерительных устройств на поверхности земли или вблизи нее и считывающее и обрабатывающее устройство, которое снимает данные с выловленных измерительных устройств. В качестве альтернативного решения, датчики можно выпускать в оболочке, имеющей форму торпеды, которая более плотная, чем содержимое трубы, так что она опускается в нижнюю часть трубы. В нижней части трубы датчики можно выпускать, чтобы они имели возможность плыть к устью скважины. Если труба, в которую вводят торпеду, является относительно горизонтальной или имеет относительно горизонтальные части, то выполненная в форме торпеды оболочка может быть снабжена движительной системой, такой как пропеллер или струя двуокиси углерода, для обеспечения достаточно глубокого проникновения оболочки в трубу. Подходящее для использования в системе,согласно изобретению, измерительное устройство содержит сферическую оболочку, имеющую наружный диаметр менее 15 см, которая содержит датчики для измерения физических данных и процессор, при этом датчики и процессор образуют часть электромеханической микросистемы с интегрированными измерительными, навигационными, питающими и запоминающими данные и/или передающими данные компонентами, и оболочка дополнительно содержит, по меньшей мере, один намотанный по периметру электропроводящий проволочный виток, который действует как радиочастотная или индуктивная антенна для связи или как индуктивное зарядное устройство для питающих компонентов устройства. Краткое описание чертежей На чертежах изображено: фиг. 1 - скважина для добычи нефти и/или газа, которая оборудована измерительной системой, согласно изобретению, в которой измерительные устройства выпускаются из контейнера внизу скважины; фиг. 2 - сферическое измерительное устройство для использования в системе, показанной на фиг. 1, в увеличенном масштабе, в изометрической проекции; фиг. 3 - скважина для добычи нефти и/или газа, которая оборудована альтернативной системой измерения данных, согласно изобретению, в которой измерительные устройства выпускаются у устья скважины и скатываются в скважину; фиг. 4 - сферическое измерительное устройство для использования в системе, показанной на фиг. 3, в увеличенном масштабе, в разрезе; фиг. 5 - продольный разрез скважины, в которой измерительные устройства выпускают 002374 6 ся из выполненного в форме торпеды расплавляющегося несущего устройства; фиг. 6 - продольный разрез скважины,включающей процессор, который расположен не в скважине; фиг. 7 - устье скважины, оборудованное модулем для запуска торпед; фиг. 8 - то же, что и на фиг. 7, после запуска торпеды; фиг. 9 и 10 - детали нижней части модуля для запуска торпед во время процесса запуска торпеды; фиг. 11 - модуль запуска во время операции добычи нефти и/или газа, когда развернуты захватные пальцы датчиков; фиг. 12 - проточная втулка в отодвинутом назад положении после извлечения трех датчиков. Описание предпочтительного варианта выполнения На фиг. 1 показана скважина 1 для добычи нефти и/или газа, которая пересекает подземный слой 2 и которая снабжена системой измерения данных, согласно изобретению. Система измерения данных содержит установленный внизу скважины контейнер 3, в котором хранятся несколько измерительных устройств 4. Контейнер 3 снабжен спусковым механизмом 5, который выпускает измерительное устройство 4 при его приведении в действие с помощью телеметрического сигнала 6, передаваемого беспроводным источником сигналов (не изображен), таким как сейсмическое устройство на поверхности 7 земли. Контейнер 3 установлен с помощью троса(не изображен), который притягивает контейнер 3 к основанию 8 скважины 1 с помощью трака или робота (не изображен), который перемещает контейнер к основанию 8 скважины 1. Затем контейнер 3 закрепляют с возможностью отсоединения вблизи основания 8 скважины так, чтобы его можно было перемещать после его опорожнения для выполнения профилактических или контрольных работ. При выпускании измерительного устройства 4 из контейнера 3 с помощью спускового механизма 5 поток нефти и/или газа несет устройство 4 через скважину 1 в направлении устья 9 скважины. Спусковой механизм может приводиться в действие с помощью телеметрии или может быть запрограммирован на выпускание измерительных устройств по заданному графику или при определенных условиях. Как показано на фиг. 2, измерительное устройство 4 имеет эпоксидную или другую прочную сферическую оболочку 10, в которой находится электромеханическая микросистема,содержащая миниатюрный кремниевый пьезоэлектрический датчик 11, биметаллический элемент 12 для измерения температуры, многонаправленные навигационные акселерометры 13 7 и миниатюрные оптически проводящие емкостные/непрозрачные системы, которые объединены в единственный кремниевый элемент или плату 14 персонального компьютера или в монолитный кремниевый кристалл (изготовленный по заказу). Патрубок 15 в оболочке 10 служит для обеспечения открытого соединения между жидкостью в скважине и пьезоэлектрическим датчиком 11, а патрубок 16 в оболочке 10 обеспечивает открытое соединение между жидкостью в скважине и биметаллическим элементом 12,который выполняет роль датчика температуры. Эпоксидная оболочка 10 снабжена намотанными по периметру проволочными витками 17, залитыми в прочную смолу, которые служат в качестве антенны для беспроводной связи, а также как индукционное зарядное устройство для находящегося на борту высокотемпературного аккумулятора или конденсатора 18. Подходящими высокотемпературными аккумуляторами являются керамические литиевые ионные аккумуляторы, раскрытые в международной публикации WO 97/10620. Вместо навигационных акселерометров 13 или в дополнение к ним измерительное устройство 4 может быть также оборудовано гироскопами, работающими на основе эффекта Холла,или микромеханическими, для точного измерения положения измерительного устройства 4 в скважине. Датчики Холла могут считать стыки в обсадной колонне скважины с целью отсчета расстояния. При выпускании измерительного устройства 4 с помощью спускового механизма 5 и прохождении через скважину 1 датчики 11, 12,13 и 14 измеряют температуру, давление и состав добываемых нефти и/или газа или других находящихся в скважине жидкостей, а также положение измерительного устройства 4, и передают эти данные в миниатюрную оперативную память, которая составляет часть платы 14 персонального компьютера. После прохождения выпущенного измерительного устройства 4 через горизонтальную входную зону 19 оно плывет вместе с добытыми нефтью и/или газом или с другими находящимися в скважине жидкостями в лифтовую колонну 20 и затем вверх к устью 9 скважины. У устья 9 скважины или вблизи него или в близлежащем добывающем оборудовании измерительное устройство 4 улавливают с помощью сита или электромагнитного улавливающего механизма (не изображен) и затем сохраненные в оперативной памяти данные перегружают с помощью беспроводного метода передачи с использованием проволочных витков 17 в качестве антенны в компьютер (не изображен), в котором данные записываются, анализируются и/или дополнительно обрабатываются. Измерительное устройство 4 имеет наружный диаметр, равный лишь нескольким санти 002374 8 метрам, и поэтому несколько сотен измерительных устройств 4 можно хранить в контейнере 3. Путем последовательного выпускания измерительных устройств 4 в добываемую жидкость, например, с интервалом времени в несколько недель или месяцев, система, согласно изобретению, способна накопить огромное количество данных в течение нескольких лет или во время срока службы скважины 1. Системы, показанные на фиг. 1 и 2, требуют минимальной инфраструктуры внизу скважины и не требуют идущих вниз проводов, так что ее можно установить в любую существующую скважину. Если скважина имеет препятствия в нижней части, такие как скважинный насос, то улавливатель измерительных устройств необходимо установить в скважине по потоку выше препятствия, а данные, накопленные в измерительном устройстве, считываются улавливателем и передаются на поверхность, после чего использованное измерительное устройство снова выпускается и может быть раздроблено насосом или другим препятствием. На фиг. 3 показана добывающая нефть и/или газ скважина 30, которая проходит через подземный слой 31. Скважина 30 имеет стальную обсадную колонну 32, которая зафиксирована с помощью кольцевого цементного тела 33, и рабочий трубопровод 34, который на своем нижнем конце укреплен на колонне 32 с помощью внутриколонного пакера 35 и который проходит вплоть до устья 36 скважины. На нижнем конце рабочего трубопровода 34 установлен стальной направляющий раструб 37 в виде усеченного конуса, и через горизонтальную нижнюю часть обсадной колонны 32 и цементное кольцо 33 в окружающий, содержащий нефть и/или газ слой 31 пробиты отверстия 38 для обеспечения проникновения нефти и/или газа в скважину 30. Два измерительных устройства 40 катятся в нижнем направлении через рабочий трубопровод 34 и обсадную колонну 32, а третье измерительное устройство хранится внутри кассеты 41 для измерительных устройств у устья 36 скважины. Как показано на фиг. 4, каждое измерительное устройство 40 имеет сферическую пластмассовую оболочку 42, внутри которой расположено измерительное оборудование и ряд заряжаемых аккумуляторов 43, магнит 44, приводной электродвигатель 45 и электродвигатель 46, который приводит во вращение вал 47, на котором расположен эксцентрик 48, надуваемое резиновое кольцо 49 и намотанные по периметру проволочные витки 50, которые служат в качестве антенны для беспроводной связи, а также в качестве индукционного зарядного устройства для аккумуляторов 43. 9 Магнит 44 и электродвигатель 46, который вращает эксцентрик 48, образуют часть приводимой в действие магнитной силой системы перемещения, которая вызывает качение измерительных устройств по внутренней поверхности стального рабочего трубопровода 34 и обсадной колонны 32 в соединенном с ними состоянии. Навигационная система измерительного устройства может включать в себя счетчик,который считает число оборотов, выполненных устройством, для определения его положения в скважине 30. Обсадная колонна скважины может действовать как труба скважины, имеющая намагничиваемую стенку или продольную намагничиваемую ленту или провод, и когда измерительное устройство снабжено приводимыми в действие магнитными силами средствами качения,то обсадная колонна может вынуждать измерительное устройство сохранять контакт качения с трубой или с продольной лентой или проводом,когда измерительное устройство проходит по скважине. В этом варианте выполнения измерительное устройство может быть оснащено счетчиком оборотов и датчиком для обнаружения маркерных точек в трубе скважины, таких как стыки колонны и/или маркерные точки с штриховым кодом, для определения его положения в трубопроводе скважины. Приводимая в действие магнитными силами система перемещения качением может включать в себя магнитный ротор, который активно вынуждает измерительное устройство катиться в продольном направлении в трубопроводе скважины, если трубопровод скважины имеет, по существу, горизонтальную или слегка наклоненную вверх траекторию. В горизонтальной входной зоне скважины 30 электродвигатель 46 приводит во вращение эксцентрик 48, так что измерительное устройство 40 катится в направлении основания 51 скважины 30. После достижения основания 51 электродвигатель 46 вращается в противоположном направлении, так что измерительное устройство 40 катится обратно в направлении направляющего раструба 37 в нижней части, по существу,вертикального рабочего трубопровода 34. Затем измерительное устройство 40 надувает резиновое кольцо 49 и всплывает вверх по рабочему трубопроводу 34 и попадает обратно в кассету 41 у устья скважины, в которой записанные измерительным устройством 40 данные во время его перемещения вниз считываются через проволочные витки 50, а также заряжаются аккумуляторы 43. За исключением счетчика оборотов в измерительном оборудовании измерительного устройства 40, показанного на фиг. 4, оно аналогично измерительному оборудованию устройства 4, показанного на фиг. 2. Таким образом,устройство 40 содержит электромеханическую микросистему, которая включает в себя датчик 10 52 давления, который находится в контакте с жидкостью в скважине через патрубок 53 давления, температурный датчик 54, который находится в контакте с жидкостью в скважине через патрубок 55 температуры, навигационные акселерометры 56 и миниатюрные оптически проводящие емкостные/непрозрачные системы, которые объединены в плату 57 внутреннего персонального компьютера, которая содержит систему из центрального процессора и оперативной памяти для сбора, обработки и/или хранения измеренных данных. Некоторые или все данные могут храниться в системе из центрального процессора и оперативной памяти, пока устройство 40 не будет уловлено кассетой 41 у устья 36 скважины. В качестве альтернативного решения, некоторые или все данные могут передаваться через проволочные витки 50 в виде электромагнитных волн в направлении приемной системы(не изображена), которая расположена на поверхности земли или встроена в нижнюю часть скважины 30. Последняя система обеспечивает запись данных в реальном времени и является предпочтительной, если измерительное устройство 40 также снабжено бортовой камерой, так что возможно очень детальное обследование скважины 30 в течение многих лет ее работы. Сферическая оболочка 42 измерительного устройства 40, показанного на фиг. 3 и 4, имеет наружный диаметр, который предпочтительно находится между 5 и 15 см, предпочтительно между 9 и 11 см, что больше диаметра оболочки 10 измерительного устройства 4, показанного на фиг. 1 и 2. Однако наружный диаметр измерительного устройства 40 все еще, по меньшей мере, на 20% меньше, чем внутренний диаметр рабочего трубопровода 34, так что жидкость в трубопроводе может полностью обтекать сферическую оболочку 42 измерительного устройства 40, а устройство 40 не препятствует потоку жидкости в скважине, так что устройство 40 способно собирать реальные рабочие данные скважины. При желании можно последовательно выпускать одно и то же измерительное устройство 40 в скважину 30, так что система измерения данных требует минимального количества оборудования. На фиг. 5 показана скважина 60, которая проходит через подземный слой 61. Скважина 60 имеет устье 62, которое оборудовано пусковой трубой 63, через которую в скважину 60 запускают имеющий форму торпеды, несущий измерительные устройства скважинный прибор 64. Пусковая труба 63 снабжена верхним клапаном 65 и нижним клапаном 66. При вводе скважинного прибора 64 в пусковую трубу 63 верхний клапан 65 открыт, а нижний клапан 66 закрыт. Затем закрывают верхний клапан 64 и открывают нижний клапан 65, что позволяет 11 сбросить скважинный прибор 64 в скважину 60. Скважина 60, показанная на фиг. 5, имеетJ-образную форму и снабжена вертикальным рабочим трубопроводом 67 в верхней части скважины 60. Нижняя часть скважины 60 наклонена и образует входную зону, через которую нефть и/или газ входят в скважину, как обозначено стрелками 68. Если канал является открытым каналом, то датчик может быть введен и выпущен, например, путем ручного опускания датчика в канал. Два скважинных прибора 64, которые находятся в скважине 60, имеют восковой корпус,в котором размещены два или более шаровых измерительных устройств 69. Восковый корпус может быть утяжелен свинцовыми частицами для обеспечения большей плотности приборов 64, чем добываемые нефть и/или газ в скважине 60, так что скважинные приборы 64 опускаются на дно 70 скважины 60. В качестве альтернативного решения или дополнительно к балласту, скважинный прибор может приводиться в движение с помощью движительной системы, такой, например, как вращаемый электродвигателем пропеллер 72 или струя газа высокого давления. Вращаемый электродвигателем пропеллер можно использовать для транспортировки измерительного устройства в сильно отклоняемых скважинах, где транспортировка с помощью силы тяжести может быть не эффективной. Состав воска таков, что он медленно плавится при температуре на дне 70 скважины 60. После того, как восковый корпус скважинного прибора 64 на дне 70, по меньшей мере, частично расплавляется, прибор 64 распадается и измерительные устройства 69 выпускаются в скважину, как обозначено стрелкой 71. Каждое измерительное устройство 69 имеет меньшую плотность, чем нефть и/или газ в скважине 60, так что устройство 69 всплывает в направлении устья 62 скважины. Измерительные устройства могут быть снабжены электромеханической микросистемой и навигационными акселерометрами и датчиками температуры и давления, которые аналогичны показанным и описанным применительно к фиг. 2. Данные могут записываться измерительными устройствами 69 так же, как описано применительно к фиг. 2, и могут считываться считывающим устройством после удаления измерительного устройства 69 из жидкости скважины с помощью уловителя у устья 62 скважины или вблизи него. Датчики измерительного устройства 69 могут быть активированы уже при сбрасывании скважинного прибора 64 в скважину 60 через пусковую трубу 63. Для обеспечения правильного измерения датчиками температуры и давления во время спуска скважинного прибора 64 в скважину в восковом корпусе прибора 64 должны быть отверстия (не изображены), кото 002374 12 рые обеспечивают соединение между датчиками температуры и давления и жидкостью в скважине. Два измерительных устройства 69, переносимых скважинным прибором 64 в скважину 60,могут содержать различные датчики. Одно измерительное устройство 69 может быть оснащено датчиками температуры и давления, в то время как другое измерительное устройство 69 может быть снабжено камерой и видеомагнитофоном для обследования скважины и гидролокатором, который способен измерять внутренний диаметр труб скважины и/или обнаруживать коррозию и/или эрозию этих труб и наличие отложений, таких как воск или неочищенный парафин внутри труб скважины. Измерительные устройства 69 могут быть также оборудованы акустическими датчиками,которые способны обнаруживать сейсмические сигналы, создаваемые сейсмическим устройством, которое расположено на поверхности земли или внизу смежной скважины. Тем самым измерительные устройства 69 способны собирать сейсмические данные, которые дают более точную информацию о подземном слое нефти и/или газа, чем устройства записи сейсмических сигналов, расположенные на поверхности земли. Акустические датчики могут собирать сейсмические данные как во время опускания измерительного устройства 69, так и во время его всплытия в скважине 60, а также когда устройство 69 расположено в неподвижном положении вблизи дна 70 перед расплавлением выполненного в форме торпеды корпуса скважинного прибора 64. Таким образом, датчики измерительного устройства 69 могут собирать данные не только во время перемещения устройства 69 в скважине 60, но и при расположении устройства в неподвижном положении внутри скважины 60. Кроме того, защитная оболочка измерительных устройств 69 может иметь шаровую, эллиптическую, каплевидную или другую подходящую форму, позволяющую жидкости в скважине протекать вокруг измерительного устройства 69,когда устройство 69 перемещается в скважине. На фиг. 6 показано альтернативное расположение системы согласно данному изобретению. Показан процессор 80, расположенный снаружи скважины 83. Показан присоединенный датчик 81, при этом присоединенный датчик извлечен из жидкости, вытекающей из скважины. Процессор снабжен также кабелем 82, обеспечивающим связь с антенной 97 для телеметрической связи с датчиками внутри скважины. Скважина снабжена рабочим трубопроводом 84, проходящим ниже пакера 85 и входящим в зону 86, которая находится в соединении, обеспечивающем проход жидкости, с внутренними пространством скважины через перфорации 87, причем перфорации заполнены проницаемым песком 88 и проходят через цемент 89, который укрепляет скважину. Обсад 13 ная колонна содержит стыки 90, которые могут быть обнаружены датчиками Холла при подъеме датчиков в скважине. Альтернативно датчикам Холла или дополнительно к ним, обсадная колонна и/или рабочий трубопровод может содержать штриховые коды 98, которые могут считываться датчиками при подъеме в скважине для идентификации сегмента, в котором датчиком собраны данные. Показан утяжеленный датчик 91 в расплавляемом восковом шаре 92,утяжеленном свинцовой дробью 93. Утяжеленный датчик может быть помещен в скважину через шибер 94, который отделяет удерживающий объем 95 от рабочего трубопровода, и может быть вытолкнут из удерживающего объема с помощью сжатого газа, подаваемого по магистрали 96. После того, как достаточное количество воска растает, датчик освобождается от балласта и поднимается вдоль скважины. Датчики Холла считают пройденные сочленения и передают данные, включая пройденные сочленения, в процессор, расположенный вне скважины, с помощью телеметрии или через антенну 83. В качестве альтернативного решения,процессор может быть снабжен разъемом для считывания данных с датчика после извлечения датчика из добываемой жидкости. На фиг. 7 показано устье скважины, которое включает в себя фонтанную арматуру 100,которая снабжена несколькими клапанами 101 и модулем 102 запуска торпед. Пусковой модуль 102 имеет верхнюю и нижнюю напорные камеры 103 и 104, соединенные конструкционным элементом или хомутом 105, удерживающим их вместе. Этот конструкционный элемент 105 имеет внутренние отверстия, которые передают давление между камерами. Посредством манипулирования клапанами 106 системы можно увеличивать, уменьшать или изолировать давление в верхней камере 103. Полированный шток 107 закрывает зазор между двумя камерами, проходя через уплотнительный механизм каждой камеры, удерживающий давление. Этот шток 107 может свободно перемещаться вверх и вниз внутри обеих камер 103 и 104 и соединен с выпускающей/задерживающей поток гильзой 108, расположенной в нижней напорной камере. Эта гильза вставлена в отверстие фонтанной арматуры посредством выравнивания давления в верхней и нижней камерах системой выравнивания давления перед бурением. Когда давление в обеих камерах 103 и 104 выровнено, шток 107 с гильзой 108, прикрепленной к нему, можно опускать в отверстие арматуры, как показано на фиг. 8. На фиг. 9 показана нижняя камера 104, когда проточная гильза находится в отведенном от нее положении и восковая торпеда 111, в которой размещены три сферических датчика 112,удерживается рядом запирающих рычагов 113. Запирающие рычаги 113 с возможностью вращения соединены с промежуточной гильзой 14 114, так что, когда проточная гильза толкается штоком 107 вниз, то запирающие рычаги поворачиваются от хвоста торпеды 111 и торпеда выпускается в скважину, как показано на фиг. 10. На фиг. 11 показана проточная гильза 108 в своем полностью выдвинутом положении, в котором несколько удерживающих датчики пальцев 115 входят в проточную гильзу. Пальцы 115 позволяют датчикам 112, которые всплывают по скважине после распада восковой торпеды, входить в проточную гильзу 108, но предотвращают выпадание датчиков 112 обратно в скважину. Проточная гильза 108 снабжена рядами отверстий 116, которые меньше датчиков 112. Когда проточная гильза 108 полностью опущена в отверстие фонтанной арматуры, то она закрывает выход в трубопровод от скважины к сепаратору, и поток из скважины направляется через отверстия 116 в проточную гильзу 108, как обозначено стрелками 117. Когда датчики 112 возвращаются на поверхность под действием потока через скважину, то они улавливаются в проточной гильзе 108 и удерживаются улавливающими пальцами 115. Обнаруживающее устройство в гильзе 108 сигнализирует, что датчики 112 находятся в улавливателе и их можно удалять. Для извлечения гильзы 108 закрывают клапан 106, соединяющий по давлению верхнюю и нижнюю напорные камеры 103 и 104. Давление падает в верхней камере 103. Шток 107, соединенный с гильзой 108, вталкивается в верхнюю камеру 103 вследствие разницы давлений в нижней и верхней камерах, что, в свою очередь, вытягивает гильзу 108, содержащую извлеченные датчики 112, из отверстия фонтанной арматуры, как показано на фиг. 12. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения физических параметров в транспортирующем жидкость канале, содержащий стадии- приготовления одного или нескольких измерительных устройств, каждое из которых содержит датчики для измерения физических параметров, процессор для обработки измеренных величин и защитную оболочку, в которой размещены датчики и процессор, которая имеет меньшую среднюю наружную ширину, чем средняя внутренняя ширина канала, так что жидкость в канале может протекать вокруг измерительного устройства;- размещения одного или более измерительных устройств в верхней или нижней части канала;- приведения в действие датчиков и процессора, по меньшей мере, одного введенного измерительного устройства для измерения и обработки физических данных в канале;- обеспечения перемещения каждого выпущенного датчика вдоль заданной продольной дистанции внутри канала под действием гидродинамических сил, создаваемых жидкостью,протекающей через канал, плавучести, силы тяжести и/или магнитных сил; и- передачи обработанных процессором данных в систему сбора данных, расположенную вне канала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое измерительное устройство имеет, по существу, шаровую защитную оболочку и выпускается в трубопровод, который имеет внутренний диаметр, по меньшей мере, на 20% превышающий средний наружный диаметр сферической оболочки, а датчики и процессор образуют часть электромеханической микросистемы с интегрированными измерительными, навигационными, питающими электроэнергией и запоминающими и/или передающими данные компонентами. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что трубопровод образует часть подземной скважины для добычи углеводородной жидкости, а измерительные устройства, имеющие защитную оболочку с наружным диаметром, который меньше 15 см, выпускают последовательно в канал, и каждый из них вынужденно перемещается, по меньшей мере, вдоль части длины скважины. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что множество измерительных устройств хранят внизу вблизи основания скважины и последовательно выпускают в канал, и каждое выпущенное измерительное устройство перемещается с током добываемой углеводородной жидкости в направлении устья скважины. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что измерительные устройства хранят в бункеремагазине, который снабжен дистанционно приводимым в действие механизмом выпуска измерительных устройств, и каждое измерительное устройство содержит сферическую оболочку из эпоксидной смолы, в которой размещены подобный термистору датчик температуры, керамический пьезоэлектрический датчик давления и датчик положения, работающий на основе гироскопа и/или многонаправленного навигационного акселерометра, при этом датчики питаются от заряжаемого аккумулятора или конденсатора; и процессор обработки данных, образованный электронной микросхемой с оперативной памятью. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что каждое выпущенное измерительное устройство содержит сферическую пластмассовую оболочку, которая снабжена, по меньшей мере, одним намотанным по периметру проводящим проволочным витком, который действует как радиочастотная или индуктивная антенна для связи, а также как индуктивное зарядное устройство для конденсатора или аккумулятора, и каждое изме 002374 16 рительное устройство подвергают воздействию электромагнитного поля, по меньшей мере, перед выпуском в скважину с помощью выпускающего измерительные устройства механизма,и в котором каждое выпущенное измерительное устройство улавливают на поверхности земли или вблизи нее и затем соединяют с устройством считывания и обработки данных, которое снимает данные с извлеченного измерительного устройства с помощью беспроволочного метода. 7. Способ по п.3, отличающийся тем, что скважина содержит намагничиваемый элемент,выбранный из группы, состоящей из трубопровода скважины, имеющего намагничиваемые стенки, и продольной намагничиваемой ленты или провода, а измерительное устройство снабжено приводимыми в действие магнитными силами компонентами перемещения качением,которые вынуждают измерительное устройство находиться в контакте качения с намагничиваемым элементом, когда измерительное устройство перемещается на заданное продольное расстояние в скважине за счет активации компонентов перемещения качением. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что измерительное устройство дополнительно содержит счетчик оборотов, с помощью которого отсчитывают пройденное расстояние, и датчик для обнаружения маркерных точек в скважине. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что маркерные точки в скважине представляют собой стыки обсадной колонны и/или участки со штриховым кодом. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что приводимые в действие магнитными силами компоненты перемещения качением содержат магнитный ротор, который активно вынуждает измерительное устройство катиться в продольном направлении в трубе скважины, если труба скважины имеет, по существу, горизонтальную или наклоненную вверх траекторию. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерительное устройство расположено в носителе, который выпускают в канал в первой точке канала и который перемещается на части канала, где датчик выпускают с носителя, и затем датчик перемещается обратно в первую точку канала. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что носитель снабжен балластом и перемещается за счет силы тяжести в нижнюю точку канала. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что носитель перемещается с помощью движительной системы. 14. Способ по п.12, отличающийся тем, что носитель выполнен из материала, который растворяется или плавится в жидкости канала при температуре канала. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что транспортирующий жидкость канал является трубопроводом. 17 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что транспортирующий жидкость канал является трубчатым или открытым канализационным коллектором. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что датчик для измерения физических параметров включает в себя видеокамеру. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что датчик для измерения физических параметров представляет акустический датчик. 19. Система измерения физических параметров в транспортирующем жидкость канале,содержащая- по меньшей мере, одно измерительное устройство, которое содержит датчики для измерения физических параметров, процессор для обработки измеренных величин и, по существу,шаровую защитную оболочку, в которой размещаются датчики и процессор, при этом оболочка имеет меньший наружный размер, чем средний внутренний размер канала, так что жидкость в канале может протекать вокруг оболочки;- источник энергии для приведения в действие датчиков и процессора каждого измерительного устройства для измерения и обработки физических параметров в канале;- выпускной механизм для последовательного выпускания одного или более измерительных устройств в канал; и- систему сбора данных, расположенную вне канала, в которую передаются данные, собранные процессором каждого выпущенного измерительного устройства. 20. Система по п.19, отличающаяся тем,что канал образует часть подземной добывающей углеводородные жидкости скважины и система содержит бункер-магазин для хранения внизу множества измерительных устройств, 002374 18 который снабжен дистанционно управляемым механизмом выпуска измерительных устройств для последовательного выпускания измерительных устройств в канал, механизм для улавливания выпущенных измерительных устройств на поверхности земли или вблизи нее и устройство считывания и обработки данных, которое считывает данные с извлеченных измерительных устройств. 21. Система по п.19, отличающаяся тем,что транспортирующий жидкость канал является трубчатым или открытым канализационным коллектором. 22. Измерительное устройство, содержащее- сферическую защитную оболочку, имеющую наружный диаметр менее 15 см, при этом в оболочке размещены датчики для измерения физических параметров в скважине и процессор для обработки данных, при этом датчики и процессор образуют часть электромеханической микросистемы с интегрированными датчиками;- компонент, выбранный из группы, состоящей из средства хранения данных и средства передачи данных; и- по меньшей мере, один намотанный по периметру электропроводящий проволочный виток, который действует как радиочастотный или индуктивный антенный контур и как индуктивное зарядное устройство для источников питания устройства. 23. Измерительное устройство по п.22, отличающееся тем, что дополнительно содержит видеокамеру. 24. Измерительное устройство по п.22, отличающееся тем, что дополнительно содержит акустический датчик.