СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ЗАЩИТЫ НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Настоящая полезная модель относится к области добычи нефти и газа из скважин, в частности к системам для контроля местоположения скважин посредством установленных на скважинах автономных приборов, связанных беспроводной связью с аналитическим центром.
Известна система обслуживания скважины, включающая сервисное транспортное средство, устройство определения местоположения (GPS), размещенное на сервисном транспортном средстве и вырабатывающее GPS сигнал, который указывает, что сервисное транспортное средство находится в местоположении буровой площадки (см. патент RU №2316052, кл. G07C 5/00, 27.01.2008).
Данная система позволяет определить местоположение скважины и провести обработку данных с помощью компьютера, размещенного на транспортном средстве. Однако данная система не позволяет вести постоянный контроль местоположения нескольких скважин в автоматическом режиме, что сужает возможности данной системы.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является система мониторинга, включающая установленную на устье контролируемой скважины антенну для связи. посредством устройства передачи данных с навигационной спутниковой системой и GPS-навигатор для определения координат контролируемого объекта, в частности скважины (см. патент US №7443154, кл. G01V 3/08, 28.10.2008).
Данная система позволяет определить с помощью спутниковой навигационной системы координаты каждой скважины. Однако данная система требует установки на каждой скважине GPS-навигатора, что усложняет и удорожает систему.
Задачей полезной модели является упрощение системы мониторинга и защиты нефтегазового месторождения.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение надежности работы системы, ее удешевление и повышение производительности при обработке получаемой информации.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что система мониторинга и защиты нефтегазового месторождения включает установленную на устье каждой контролируемой скважины одну или несколько антенн для связи посредством устройства передачи данных с компьютерным аналитическим центром обработки информации и обмена информацией с навигационной спутниковой системой, подключенную через малошумящий усилитель сигнала к квадратурным смесителям, к входу которых через синтезатор частоты подключен опорный генератор, а выходы которых через фильтры подключены к аналогово-цифровому преобразователю, который через коррелятор и контроллер внутренней памяти подключен к приемопередатчику для передачи данных на компьютерный аналитический центр обработки информации с возможностью определения последним геофизических координат расположения устья каждой подключенной к нему скважины и проверки отклонения полученных геофизических координат от первоначально заложенных базовых геофизических координат устья каждой из скважин и передачи на приемопередатчик управляющей информации по режиму работы, а также подключению или отключению источника питания.
При анализе работы различного рода систем мониторинга работы нефтегазовых месторождений было выявлено, что одной из наиболее актуальных проблем при эксплуатации скважин является постоянное наблюдение (контроль) за перемещением поверхностных слоев грунта, что может быть причиной выхода из строя нефте- или газодобывающих скважин.
Используемые в настоящее время системы с помощью сети постоянно действующих наблюдательных пунктов, на которых расположены высокоточные измерители пространственных координат, работающие по сигналам Глобальных Спутниковых Навигационных Систем (ГНСС) являются технически сложными системами, включающими в себя GPS-навигатор, который на месте определяет местоположение контролируемого объекта, в частности скважины. Таким образом, на каждом объекте производится обработка получаемых измерений с последующей передачей получаемой информации потребителю. Учитывая вычислительные возможности каждого автономного прибора, сложно получить высокую производительность системы, причем, учитывая случайный характер подвижек грунта, не удается достигнуть рационального использования технологически сложного оборудования, которое фактически является аварийным датчиком кризисной ситуации на скважине.
Выполнение системы мониторинга и защиты нефтегазового месторождения, включающей установленную на устье каждой контролируемой скважины одну или несколько антенн для связи посредством устройства передачи данных с компьютерным аналитическим центром обработки информации и обмена информацией с навигационной спутниковой системой, позволяет резко упростить систему мониторинга и повысить его производительность, что связано с тем, что компьютерный аналитический центр обработки информации может включать в себя мощную высокопроизводительную технику, которая имеет возможность обслуживать одновременно десятки и сотни скважин одновременно, учитывая периодичность получаемой со скважин информации, а непосредственно на скважинах может быть установлено конструктивно более простое и дешевое устройство передачи данных, которое помимо антенны включает в себя подключенные к ней через малошумящий усилитель сигнала квадратурные смесители, к входу которых через синтезатор частоты подключен опорный генератор, а выходы которых через фильтры подключены к аналогово-цифровому преобразователю, который через коррелятор и контроллер внутренней памяти подключен к приемопередатчику для передачи данных на компьютерный аналитический центр обработки информации, а уже последний выполнен с возможностью определения геофизических координат расположения устья каждой подключенной к нему скважины и проверки отклонения полученных геофизических координат от первоначально заложенных базовых геофизических координат устья каждой из скважин и передачи на приемопередатчик управляющей информации по режиму работы, а также подключению или отключению источника питания. Таким образом, контролируя координаты устья скважины, представляется возможность контролировать перемещение поверхностных слоев грунта в реальном времени, а, следовательно, вовремя реагировать на реальную аварийную ситуацию на каждой из скважин.
На чертеже представлена принципиальная блок-схема установленного на скважинах устройства передачи данных.
Система мониторинга и защиты нефтегазового месторождения включает установленную на устье каждой контролируемой скважины одну или несколько антенн 1 для связи посредством устройства передачи данных с компьютерным аналитическим центром обработки информации и обмена информацией с навигационной спутниковой системой, подключенную через малошумящий усилитель 2 сигнала к квадратурным смесителям 3, к входу которых через синтезатор частоты 4 подключен опорный генератор 5, а выходы которых через фильтры 6 подключены к аналогово-цифровому преобразователю 7, который через коррелятор 8 и контроллер 9 внутренней памяти подключен к приемопередатчику (не показан) для передачи данных на компьютерный аналитический центр обработки информации с возможностью определения последним геофизических координат расположения устья каждой подключенной к нему скважины и проверки отклонения полученных геофизических координат от первоначально заложенных базовых геофизических координат устья каждой из скважин и передачи на приемопередатчик управляющей информации по режиму работы, а также подключению или отключению источника питания.
При работе системы по сигналу из компьютерного аналитического центра обработки информации производится поочередно поиск и обнаружение сигнала устройства передачи данных каждой контролируемой скважины, при этом устройство передачи данных проводит поиск и обнаружение сигнала спутников навигационной спутниковой системой, прием эфемерид только слова, содержащее точное время, сопровождение по фазе кода и ее измерения в пределах 1 миллисекунды, измерение текущих значений фаз несущей сигналов, передает на компьютерный аналитический центр обработки информации и обмена информацией значений измеренных фаз несущей и времени, к которому они привязаны, и другую информацию, если она накопилась за время работы, например, информацию о необходимости замены источника питания.
В результате на компьютерном аналитическом центре обработки информации будут получены значения отклонений координат фазовых центров антенн относительно первоначальных заложенных базовых координат для устья каждой скважины. На основе полученных измерений будет оцениваться обстановка, и вырабатываться информация, необходимая для принятия решения.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой промышленности для контроля за состоянием скважин.