Если установлен пульсатор 43, создающий гидравлические импульсы бурового раствора, то информация об инклинометрических параметрах и с забойных технологических датчиков может быть передана по гидравлическому каналу связи на датчик давления 10 и далее, к преобразовательному комплексу 18 и в компьютер 17. По информации с датчиков расхода 11, плотности 12 и датчика наличия газовой фазы 13, поступающей также через преобразовательный комплекс 18, подается в компьютер 17.
Производится коррекция данных, полученных с забоя по гидравлическому каналу связи на датчик давления 10. Это необходимо, чтобы учесть влияние характеристик бурового раствора на скорость распространения гидравлической волны в буровом растворе для избежания искажения результата. Кроме того, комплекс обеспечивает передачу всей информации на удаленный компьютер 41, для осуществления контроля за бурением не только на одной буровой, но и в масштабах куста или месторождения.
Схема 1: Информационно-технологический геонавигационный комплекс
Телеметрическая система, входящая в состав информационно-технологического геонавигационного комплекса, предназначена для определения пространственной ориентации компоновки низа бурильной колонны, а также забойных параметров, необходимых для оптимизации процесса бурения. Телеметрическая система работает следующим образом. Поток промывочной жидкости приводит в действие турбину электрогенератора, вырабатывается электроэнергия, питающая электронный блок скважинного прибора. Информация от датчиков преобразуется в кодовую последовательность, которая передается в зависимости от условий бурения и наличия соответствующих модулей по электромагнитному или гидравлическому каналам связи. На поверхности сигнал принимается антенной, удаленной на ЗО...5О метров от буровой или датчиком-преобразователем, установленным в нагнетательную линию насосов. В приемном устройстве принятый сигнал декодируется и вводится в компьютер для обработки. Приемное устройство питается от сети переменного тока частотой 50-1 Гц, напряжением 180-240 В. Потребляемая мощность не более 20Вт. Чувствительность не менее ЮмкВ. Приемное устройство соединяется с компьютером по интерфейсу RS232. Программное обеспечение телеметрической системы, установленное на компьютере, обеспечивает обмен информацией между ПЭВМ и УСО обработку информации.
Скважинная часть телеметрической системы имеет модульную конструкцию и производится с наружным диаметром 108, 172, 195 мм. Корпусные детали телеметрической системы выполнены из немагнитной специальной стали с высокими механическими свойствами.
Рисунок №4.
Скважинная часть забойной системы состоит из немагнитного корпуса-переводника, имеющего на обоих концах стандартные резьбы бурового инструмента. Как правило, это 6-10 метровая труба из сплава Д16Т (ЛБТ), либо из титана марки ВТ-4 или сплава 12Х18Т, в которой размещены генератор переменного тока на постоянных магнитах, приводимый во вращение гидротурбиной, и аппаратурный контейнер, внутри которого размещены инклинометрические датчики, блок управления процессом записи, устройство управления коммутацией канала связи. Там же размещены коммутатор канала связи, устройство управления работой системы и источник питания. Для электрического разобщения глубинного прибора и колонны труб, необходимого для ввода сигналов передачи в канал связи, предусмотрена изолирующая вставка из стеклопластика, пропитанного эпоксидной смолой.
Функциональные возможности телеметрической системы зависят от состава входящих в нее модулей, которые, в свою очередь, определяются технологической необходимостью. Базовые комплектации скважинного прибора обеспечивают ориентацию отклонителя на забое, а также непрерывную передачу и индикацию на поверхности азимута, зенитного угла скважины в процессе турбинного бурения в геологических средах, не имеющих магнитных аномалий. Телеметрические системы используют для передачи электромагнитный или гидравлический канал связи. Передача информации по гидравлическому каналу связи обеспечивает работоспособность системы в породах с высокой проводимостью, но имеет меньшую скорость передачи информации. Измерение угловых параметров также возможно без циркуляции бурового раствора в «статике», при этом используется батарейное питание электронных компонентов ЗТС. Технические характеристики забойной телеметрической системы приведены в таблице №1:
Технические характеристики
| Наименование параметра | Рабочий диапазон |
| зенитный угол, град | О...130±0,1 |
| азимут, град | О...360±1,0 |
| отклонитель. Град | 0...360+1,0 |
| кажущееся сопротивление горных пород (КС), ом м | 0...200 |
| частота вращения забойного двигателя, об/мин | 0...500 |
| частота вращения генератора питания ЗТС, об/мин | 0...3000 |
| температура на забое. С | 0...125 |
| максимальная рабочая температура, С | 125 |
| максимальное гидростатическое давление, МПа | 50 |
| Расход промывочной жидкости, л/сек | 12...75 |
| максимальные растягивающие и сжимающие нагрузки, кН | 500...1000 |
| максимальный вращающий момент, кН/м | 20 ...50 |
| минимальный радиус кривизны скважины, м | 50...80 |
| Макс., достигнутая глубина работы комплекса по вертикали, м | 3400 |
| содержание песка в растворе. % | <3 |
| наработка на отказ, не менее, час | 200 |
| диаметр скважинного прибора телесистемы, мм | 108/172/195 |
| длина телесистемы в сборе без диамагнитного удлинителя, м | 3,0...4,5 |
| длина диамагнитного удлинителя, м | 2 |
| масса телесистемы в сборе без диамагнитных удлинителей, кг | 120...260 |
| присоединительные резьбы | Замковые |
Рисунок №5. Генераторы питания скважинной аппаратуры
Генератор питания входит в состав забойной телеметрической системы и предназначен для питания скважинной аппаратуры электроэнергией.
Электрогенераторы SG069, SG072, SG076, маслонаполненные с температурными компенсаторами, предназначены для питания электроники скважинного прибора телеметрической системы. Их технические характеристики приведены на графиках №1 и в таблице №2.
График №1
Таблица №2: Технические характеристики генераторов
| Генератор | SG 069 | SG 072 | SG 076 |
| Диаметр ЗТС | 108/172 | 172/195 | 172/195 |
| Наружный диаметр турбины, мм | 89/142 | 142 | 142 |
| Диаметр корпуса генератора, мм | 80 | 112 | 98 |
| Длина, мм | 577 | 570 | 548 |
| Масса, кг | 9,2 | 16,2 | 10,3 |
Заключение
Во время прохождения практики были изучены геолого-технические условия бурения нефтегазовых скважин Западной Сибири, условия и принцип работы телеметрических систем.
При написании данной работы я пришел к выводу, что за телеметрическими системами будущее, и их необходимо в дальнейшем разрабатывать и совершенствовать и не только в плане инклинометрии, но и в создании полного комплекса автоматического управления бурением скважины.
Основными направлениями совершенствования являются: увеличение количества измеряемых и передаваемых на поверхность параметров бурения, скорости передачи информации; создание в забойных устройствах автоматов, самостоятельно управляющих процессом проводки скважин (управляемый отклонитель, прибор корректирования нагрузки на долото и др. механизмы); использование двухсторонней связи забой — устье. Существенное повышение точности и качества проводки высокотехнологичных скважин невозможно без совершенствования наземного бурового комплекса, способного автономно
или при минимальном вмешательстве оператора осуществлять бурение в продуктивном пласте с учетом особенностей его фактического строения. Создание интеллектуально-автоматизированной буровой установки, которая будет контролировать и корректировать работу бурильщика, а в некоторых случаях —осуществлять бурение скважины или выполнение определенных операций в автоматическом режиме, является одним из приоритетных направлений зарубежных и отечественных производителей бурового оборудования.
Материалы, использованные при написании этого отчета в последующем предполагается положить в основу Дипломной работы с примерной темой: «Системы автоматизированного управления проводкой наклонно-направленных и горизонтальных скважин».
Литература
1. Аналитический Журнал «Нефтегазовая Вертикаль» № 1-28 2009г.
2. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник /А.А. Молчанов, В.В. Лаптев, В.Н. Моисеев, Р.С. Челокьян Н.В. – М.: Недра, 1987. – 263 с.
3. Беляков Н.В. Малогабаритная забойная телеметрическая система с комбинированным каналом связи. НТВ АИС "Каротажник", №30, 1997, с.60-67.
4. Вержбицкий В.В., Рапин В.А.,Чесноков В.А. Оценка влияния "электрорадиопрозрачного" контейнера на показания замеров ЭК и ИК. ИКВ АИС "Каротажник" №15, 1995, с. 74-76.
5. Вихров Е.В., Сорокин В.В., Фролов Д.П. Исследование осесимметричных колебаний кругового цилиндра, заполненного жидкостью. В кн.: Тр.4-й научно-технической конференции по информации и акустике. М., 1987, с.91-93.
6. Возможность разработки низкопродуктивных коллекторов системой горизонтальных скважин./А.Т. Горбунов, Д.П. Забродин, Г.А. Султанов и др./Нефтяное хозяйство, № 3, 1993.
7. «Современное машиностроение» журнал № 2-3 (8-9) 2009г.
8. geo.web
29-04-2015, 00:44