Телеметрична система геонавігації при бурінні свердловин
Телеметрична система геонавігації при бурінні свердловин — система пристроїв, яка включає в себе підземне і наземне обладнання і дозволяє отримати такі технологічні дані, які надходять від підземного блоку телеметричної системи.
Загальний опис
Дані, які надходять від підземного блоку телеметричної системи:
- зенітний кут посування свердловини;
- азимутальний кут;
- положення відхилювача;
- природну радіоактивність бокових порід;
- температуру в свердловині;
- тиск у свердловині.
Геонавігація, як науково-практичний напрямок освоєння надр, вирішує проблеми керування траєкторією стовбура свердловини у взаємозв'язку з дослідженням навколосвердловинного простору і впливом на нього в процесі буріння. Геонавігація успішно застосовується не тільки в розробці нафтогазових родовищ, а й інших джерел вуглеводню (бітумів, високов'язкої нафти, газових гідратів і тощо), а також в інженерній геології при містобудуванні і комунікаційних роботах, у сільському господарстві та екологічних дослідженнях.[1]
Комплекс елементів телеметричної системи «канал зв'язку»
Зібрана свердловинна інформація повинна бути передана на поверхню для оперативного прийняття рішень про зміну режимів буріння в разі потреби. За доставлення даних від вибою до гирлі (включаючи обробку, кодування і декодування) відповідає комплекс елементів ТС під загальною назвою «канал зв'язку».
В результаті багаторічних досліджень і практичного використання в реальних умовах буріння широке застосування знайшли три канали зв'язку: гідравлічний, електромагнітний та електропровідний.
У кожного з цих каналів зв'язку є свої переваги і недоліки. Різноманітність умов буріння, а також економічна доцільність визначають кожному каналу зв'язку свою область застосування.
- Гідравлічний канал зв'язку (ГКЗ).
Поширення гідравлічного каналу зв'язку для передачі інформації викликано наступними його перевагами:
- гідравлічний канал зв'язку є природним каналом зв'язку, так як в ньому в якості каналу зв'язку використовується стовп бурового розчину в бурильній колоні, а отже, не потрібно додаткових витрат на організацію каналу зв'язку;
- гідравлічний канал зв'язку має велику дальність дії.
Недоліки даного каналу зв'язку — низька інформативність через відносно низьку швидкість передачі, низька стійкість перед перешкодами, послідовність у передачі інформації, необхідність в джерелі електричної енергії (батарея, турбогенератор), відбір гідравлічної енергії для роботи передавача та турбогенератора, неможливість роботи з продувкою повітрям і аерованими рідинами.
- Електромагнітний (бездротовий) канал зв'язку (ЕМКЗ).
У порівнянні з гідравлічним каналом електромагнітний канал зв'язку має наступні переваги:
- підвищена надійність деталей вибійних пристроїв, що контактують з абразивним потоком бурового розчину;
- простота в управлінні, можливість зворотного зв'язку.
Разом з тим електромагнітний канал зв'язку володіє і деякими недоліками, такими як обмеження дальності дії властивостями геологічного розрізу, її залежність від матеріалу бурильних труб, а також відсутність можливостей дослідження в морі та соленосних відкладеннях, досить висока складність електронного керуючого блоку.
- Електропровідний канал зв'язку (ЕПКЗ).
Цей канал має перевагу перед усіма відомими каналами зв'язку — це максимально можлива інформативність, швидкодія, багатоканальність, стійкість, надійність зв'язку; відсутність вибійного джерела електричної енергії та потужного передавача; можливість двостороннього зв'язку; не вимагає витрат гідравлічної енергії; може бути використаний при роботі з продувкою повітрям і з використанням аерованої промивної рідини. До недоліків електропровідного каналу зв'язку відносяться наявність кабелю в бурильної колоні і за нею, що створює труднощі при бурінні; витрати часу на його прокладку; необхідність захисту кабелю від механічних пошкоджень; неможливість обертання колони (не актуально при застосуванні струмозйомника, що встановлюється під вертлюгом); неможливість закриття превентора при знаходженні кабелю за колоною бурильних труб; необхідність доставки (протискання) вибійного модуля або контактної муфти до місця стикування (посадки) при зенітних кутах більше 60° за допомогою протискувального пристрою (є варіанти прокладання кабелю всередині труб через вертлюг).
- Комбінований канал зв'язку.
Комбінований канал зв'язку це поєднання різних за своєю фізичною сутністю каналів зв'язку. Його використання, незважаючи на певні додаткові витрати, дозволяє уникнути недоліків, властивих вищезгаданих каналів.
Отже, з огляду на недоліки застосовуваних каналів зв'язку, необхідно їх удосконалювати, а також розробляти нові канали, так як різноманітні гірничо-геологічні умови, різні техніко-технологічні аспекти проводки свердловин і економічні фактори висувають більш високі вимоги до інформативності процесу буріння.