СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СКВАЖИННОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ ДОБЫЧЕ
METHOD OF TRANSMITTING DOWNHOLE DATA IN ROD PUMP EXTRACTION

Предлагаемое решение относится к области контроля за эксплуатацией нефтепромысловых скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами.
Известны способы передачи данных в эксплуатационной скважине по электромагнитному каналу связи (1. Инновационная система беспроводной телеметрии. - Нефтегазовые технологии. 2005, №4, с.94-95. 2. Пат.№2281391 РФ, Е21В 47/06). Электромагнитные каналы связи имеют ограниченную дальность действия, величина которой зависит от свойств породы, окружающей скважину. На поддержание работоспособности канала связи необходим большой расход энергии, что нетехнологично.
Известен способ передачи данных в экспуатационной скважине по акустическому каналу связи (пат. №2122113 РФ, Е21В 47/06 - прототип). В скважине размещают электронный блок с автономным источником питания для измерения скважинных параметров и управления процессом передачи и передают кодированную информацию по акустическому каналу связи. При этом побитную последовательную передачу кодированной информации осуществляют в фиксированные моменты времени, причем логический ноль не передается, а логическая единица передается определенное количество раз в течение временного окна. При передаче информации по акустическому каналу связи образуется многократное отражение от стыков труб, что значительно снижает дальность и точность передачи. Кроме того, способ требует больших затрат энергии при работе скважинного устройства, а необходимость синхронизировать начало передачи и приема информации может привести к потере информации при сбое работы таймеров.
Цель предлагаемого решения - создание простого, экономичного способа передачи информации.
Способ передачи данных в эксплуатационной скважине, оборудованной штанговым глубинным насосом, заключается в размещении в скважине электронного блока управления с автономным источником питания и передаче кодированной информации по беспроводному каналу связи. На нижнем торце корпуса штангового насоса располагают фиксатор для фиксации всасывающего клапана в верхнем открытом состоянии, связанный с электронным блоком управления, а для изменения символа передаваемой кодовой последовательности штанговый насос переводят в режим холостого хода.
Предложен наиболее оптимальный способ кодирования и приема информации при предлагаемом способе передачи. Кодирование информации в скважине осуществляют набором взаимоортогональных помехоустойчивых кодов, а на поверхности постоянно последовательно записывают информацию о состоянии всасывающего клапана в каждый из ходов движения плунжера штангового насоса и сравнивают полученную последовательность с одним из разрешенных кодов, при совпадении производят запись полученной информации.
В эксплуатационной скважине на нижнем торце корпуса штангового насоса с размещенным на нем всасывающим клапаном располагают фиксатор всасывающего клапана. Кроме того, в скважине размещают электронный блок с датчиками и блоком питания, обеспечивающий управление процессом измерения и передачи данных на поверхность. Фиксатор всасывающего клапана связан с электронным блоком. На устье скважины на выкидной линии размещают датчик подачи жидкости, связанный с блоком приема и обработки информации. В качестве датчика подачи жидкости можно использовать обратный клапан с устройством, определяющим состояние клапана «открыт-закрыт». В состав блока приема и обработки информации введен регистр. Изменение символа передаваемой кодовой последовательности происходит посредством фиксации всасывающего клапана в верхнем открытом состоянии.
На каждый ход плунжера насоса вверх или вниз приходится отдельный импульс подачи жидкости. Если оставить всасывающий клапан штангового насоса открытым, то при очередном ходе плунжера вниз ранее набранный объем жидкости в насосе будет вытеснен обратно в скважину, и при подъеме плунжера вверх подача жидкости в НКТ не произойдет, что и будет зафиксировано датчиком подачи жидкости. Изменяя последовательность открытия и закрытия всасывающего клапана штангового насоса в соответствии с закодированной в скважине информацией, можно передать необходимые данные о работе скважины на поверхность.
Один из методов кодирования и передачи информации может быть следующий. По сигналу скважинного таймера начинается процесс измерения и передачи информации на поверхность. Электронный блок управляет фиксатором всасывающего клапана в соответствии с закодированной информацией. Кодирование и передачу информации осуществляют набором взаимоортогональных помехоустойчивых кодов, причем каждому коду соответствует определенная двоичная информация. На поверхности блок приема и обработки информации постоянно последовательно записывает в регистр информацию о состоянии датчика подачи жидкости в каждый из ходов движения плунжера штангового насоса и сравнивает полученную последовательность, длина которой равна или кратна числу разрядов регистра блока приема и обработки информации, с одним из разрешенных кодов. При передаче информации, когда в регистр поступает кодовая последовательность, совпадающая с одним из разрешенных кодов, блок приема и обработки информации дает разрешение на запись полученной информации. Подобное кодирование позволяет исключить необходимость синхронизации начала передачи и приема информации.
Способ обеспечивает передачу информации при незначительном изменении конструкции типового оборудования эксплуатационных скважин и минимальном потреблении энергии в скважине, поскольку энергия расходуется только на работу датчиков, электронного блока и фиксацию клапана в открытом состоянии. Эту потребность обеспечит обычный автономный источник энергии (гальванические батареи).