А. А. Молчанов Санкт-Петербург


Забойные телеметрические системы, принципы их построения и классификация



страница7/33
Дата26.10.2016
Размер3.24 Mb.
ТипОтчет
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   33

2.1.Забойные телеметрические системы, принципы их построения и классификация


Забойные телеметрические системы (ЗТС) для измерения в процессе бурения начали развиваться для получения данных, без которых вообще невозможно построить горизонтальную скважину. Это данные о траектории ствола такого объекта.

Геофизики в первые годы освоения горизонтального бурения переделывали традиционные инклинометры, и сначала закачивали их потоком ПЖ на забой, после проходки 20-30 метров ствола, потом научились спускать их на кабеле, переводя его в затрубье, а с появлением бескабельных систем с гидравлическими, электромагнитными и другими каналами связи стали включать их в состав бурильной колонны (в диамагнитной трубе) и получать данные в реальном масштабе времени о текущих координатах ствола ГС. По терминологии, существующей за рубежом, их назвали системой MWD (Measurement while drilling — измерения в процессе бурения).

Усложнение задач по проводке ГС, когда кроме инклинометрических параметров в процессе бурения нужно было получать данные о технологических параметрах (нагрузка на долото, число его оборотов„ давление, температуре на забое и др.), системы MWD были оснащены и этими датчиками. В последние годы фирмы-разработчики поняли, что получение только инклинометрической и технологической информации не гарантирует проводку ствола в заданную цель. Для этого были необходимы сведения о геологической ситуации - о реперах-маркерах, способных «привязать» траекторию к конкретной геологической ситуации и провести ствол в наиболее рациональном «коридоре». Так в составе MWD-снстемы появились геофизические зонды, сначала естественного гамма-каротажа (ГК), а затем и зонды для измерения электрического сопротивления горных пород (токовый каротаж, боковой каротаж).

Трудно проследить эти хронологические метаморфозы с MWD-системами, но на этом они не закончились, и появилось сведения [91, 92, 109, 110, 116 и др.] о появлении в их составе, кроме перечисленных, еще и зондов нейтронного, плотностного, акустического электромагнитного каротажа.

Прежде чем классифицировать существующие ныне системы нужно достаточно четко ограничить, где кончаются MWD-системы и начинаются LWD. Однозначно договоримся, что MWD-система - это инклинометр либо в чистом виде, либо с одним (ГК) или двумя геофизическими (ГК+БК) и технологическими датчиками, способными «привязать» ствол к геологической ситуации, а LWD-система - комплекс (инклинометрия + зонды РК, ЭК, АК и др.), способный заменить или сократить до минимума промыслово-геофизические исследования после бурения ГС.

Вышесказанное дает представление о принципах построения MWD и LWD-систем, но здесь необходимо договориться о важности и значимости выбранного для той или иной системы канала связи, которые ограничивают полосу пропускания канала и скорость передачи по сравнению с кабельной телеметрией (около 3 бит/с у большинства систем с гидравлическим каналом связи и 50-100 Кбит/с для кабельных систем). Поэтому у всех систем LWD, наряду с достаточно сложной управляющей электроникой, имеются блоки электронной памяти и блоки питания (как правило, литиевые батареи),

Итак, первым критерием, выбранным для классификации, будет отнесение системы к классу MWD либо LWD (вид) с указанием расстояния от точки записи до породоразрушающего инструмента, что очень важно для своевременного принятия различных решений.

Вторым критерием может быть канал связи (способ получения информации с забоя ГС), ограничивающий либо повышающий информационный потенциал системы (подвид).

Третьим критерием является комплекс решаемых системой геолого-технологических задач (группа). В последней графе названы системы, бывшие и находящиеся в эксплуатации в различное время, что дает представление об истории этого вида техники.

Классификационная схема телесистем приведена в таблице 2.1, а, классификационные критерии — в таблице 2.1, б.

Необходимо отметить, что выбор канала связи играет большое значение как в объеме информации, передаваемой в реальном масштабе времени, так и в надежности и эксплуатационных качествах MWD и LWD систем. Преимущества и недостатки систем с различными каналами связи и автономных систем приведены в табл.2.2.

Таблица 2.1а



Классификация ЗТС

№ п/п

Признак классифи-кации

Характеристика ЗТС

1

По каналу связи

Электрический проводной

Гидравлический

Передача по бурильным трубам

Передача через горные породы

Непрерывный

Разъемный

Смешанное кабельное соединение

Излучатель давления высокой частоты и малой амплитуды

Излучатель давления низкой частоты и большой амплитуды

Упругие колебания, возникающие при работе бурильного инструмента

Электромагнитных колебаний

Акустических колебаний встроенных вибраторов

Акустических колебаний от спектра упругих колебаний долота

Электрического тока низкой частоты

Радиоволн

2

По непре-рывности передачи информа-ции

Непрерывная

При остановках бурения

При остановках циркуляции

Комбини-рованная

3

По целево-му назначе-нию

Инк-лино-мет-риче-ская

И

Технологическая

Т

Геофизическая

Г

ИТ

ИГ

ИТГ

4

По составу первичных преобразо-вателей информа-ции

Инклинометрическая (И)

Технологическая (Т)

Геофизическая (Г)

Угол искривления ( )

Азимут искривления () Угол установки отклонителя ()



Обороты турбобура (n); давление в трубах и затрубье (Т,З); разница давлений (); темпера-тура в трубах и затрубье (Т,З); разница температур (); нагруз-ка на долото (W); момент на доло-те (MД); напряжения питания (Un)

Сопротивление горных пород (r.n) по 1-2 зондам; гамма-активность горных пород(r.n); виброакустический каротаж (ВАК) в виде амплитуды виброускорения; самопроизвольная поляризация горных пород (Uc.n); КНК; ГГПК

5

По способу представ-ления ин-формации

Выносной пульт бурильщика с циф-ровой индексацией

Стойка (пульт) бурильщика (оператора) с индексацией, регистрацией и обработкой

Специальный лабора-торный отсек с микро-процессорной обработ-кой информации и выдачей данных

В составе комплексных компьютери-зированных систем ГТИ и КТИ

6

По даль-ности пере-дачи ин-формации

Большая ( 4,5 км)

Удовлетворительная (до 4,5 км)

Средняя (до 3,0 км)

Малая (до 1,2 км)

7

По скорос-ти переда-чи инфор-мации

Высокая (10 бит/с)

Удовлетворительная (до 10 бит/с)

Средняя (до 4 бит/с)

Малая (0,5-2 бит/с)





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   33


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал