Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
КАНАЛЫ СВЯЗИ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯГЛУБИННЫХ ПАРАМЕТРОВ БУРЕНИЯ Измерение осевой нагрузки на долото по натяжению талевого каната, на котором подвешен буровой инструмент; измерение подачи долота (интервал внедрения его в породу) по перемещению верхнего конца бурильных труб; измерение крутящего момента на долото по моменту на приводном валу ротора; определение всех глубинных параметров процесса бурения на основании измерения косвенных физических величин на поверхности приводят к весьма большим погрешностям. Эти погрешности возрастают с увеличением глубин. Точность контроля параметров повышается при дистанционном измерении глубинных параметров в процессе бурения. Разработка систем автоконтроля глубинных параметров связана с разработкой датчиков, которые во время процесса бурения находились бы на забое скважины, и канала связи между забоем и устьем скважины. Наиболее сложной проблемой является создание канала связи. Условия работы канала связи между забоем и устьем скважины отличаются от условий работы и эксплуатации каналов связи tfa поверхности. При выборе канала связи следует учитывать высокое давление и температуру в скважине, циркуляцию в скважине абразивных веществ (промывочной жидкости, несущей выбуренную породу), ограниченные габариты скважины, электропроводность породы и т. д. Исследования показали, что наиболее удобными каналами связи являются: проводные линии связи, встроенные в буровой инструмент, в том числе токопроводы погружных электроустановок; электрический беспроводный и гидравлический. Схема телеизмерения глубинных параметров во всех случаях состоит из глубинного измерительного устройства (ГИУ), канала связи и наземного измерительного устройства (НИУ). Проводные каналы связи с использованием токоподвода погружного электродвигателя Проводные каналы при существующих способах бурения встраивают в бурильные трубы. Однако необходимость свинчивания и развинчивания труб при спускоподъемных операциях и при наращивании колонны в процессе бурения требует создания сложных устройств для контакта между отдельными секциями проводного канала. При использовании токоподвода погружной электроустановки применяют высокочастотный метод разделения канала питания этой установки и измерительного канала. Гидравлический канал связи. Сущность передачи информации с забоя к устью скважины по такому каналу заключается в посылке импульсов давлений по промывочной жидкости, циркулирующей в скважине, с частотой, пропорциональной измеряемому параметру. Для этого в нижней части бурильных труб устанавливают излучатель, который создает импульсы давления. В результате в гидравлическом канале связи образуется акустическая волна, в которой чередуются участки повышенного и пониженного давлений относительно среднего внешнего давления среды. На поверхности акустические колебания принимаются соответствующим пьезоэлектрическим приемником давления. Звуковое давление где с—скорость распространения акустических колебаний (с = , где ρ—плотность среды; К—модуль объемной упругости жидкости); J—сила звука. При количественной оценке энергии акустической волны пользуются коэффициентом поглощения β, который показывает степень поглощения начальной амплитуды волны Ао по мере ее распространения вдоль линии связи. В результате исследований установлено, что амплитуда убывает по экспоненциальному закону где Ао и Al—амплитуда волны соответственно в точке излучения и на расстоянии L. Гидравлический канал связи в трубках для передачи информации акустическими колебаниями с больших глубин (5 км и более) использовать практически нельзя, так как для этой цели необходимы излучатели большой мощности, создать которые трудно. В случае импульсной передачи их средняя мощность излучения может быть небольшой при значительной мощности сигнала. Электрический беспроводный канал. Передача сигналов осуществляется следующим образом. Между электродами (рис. 10.7) и расположенным в скважине генератором 1 создается электрическое поле Е, часть которого может достигать поверхности земли. В качестве одного из электродов используют бурильные трубы 3, а в качестве второго—нижнюю часть колонны, изолированной от труб втулкой 2. Если на поверхности земли на определенном расстоянии от бурильных труб воткнуть в землю электрод, то между ними будет получена разность потенциалов ΔU, значение которой будет зависеть: от силы и частоты электрического тока, расходуемого в цепи между электродами; от расстояния между электродами (от величины изолированного участка 2); от сопротивления горных пород; от глубины погружения заземляющего электрода и от других факторов. Надежный прием сигналов от ГИУ с больших глубин возможен при большой мощности генератора. Импульсный метод передачи сигнала позволяет применять генераторы меньшей мощности. Увеличения дальности приема можно добиться повышением чувствительности приемной аппаратуры с соответствующими фильтрами, снижением уровня помех, а также снижением частоты сигналов до десятых долей герца. Затухание сигналов в канале можно резко снизить при использовании покрытия бурильных колонн изоляционной пленкой.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |