Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






КАНАЛЫ СВЯЗИ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

ГЛУБИННЫХ 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...