СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ В ЗАБОЕ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к области бурения скважин и предназначена для передачи информации, вырабатываемой скважинными измерительными приборами, на дневную поверхность по буровому раствору.
Общеизвестные системы и устройства передачи информации, вырабатываемой измерительными устройствами, расположенными в забое скважины, позволяют осуществить:
- технологический контроль за режимом бурения скважин,
- контроль направления бурения скважин с целью управления процессом направленного бурения по заданной траектории,
- литологическое расчленение геологического разреза скважины,
- исследование параметров пластов, не искаженных проникновением фильтрата промывочной жидкости в пласт,
- выделение пластов- коллекторов,
- прогнозирование зон аномальных пластовых давлений,
- определить расход промывочной жидкости с целью определения герметичности замковых соединений бурильного инструмента, изучения режима очистки забоя от шлама, измерить температуру на забое с целью изучения теплового режима бурения скважины.
Для получения этой информации в нижней части скважины располагается комплекс телеметрической аппаратуры. Информацию с этой аппаратуры необходимо периодически передавать на дневную поверхность.
Для осуществления поставленных задач используются:
- кабельный канал связи, недостатками которого являются сложность монтажа кабельной трассы в скважине, а также необходимость доработки бурильного оборудования,
- электромагнитный канал связи, однако, недостатками этого способа являются сильная зависимость от электромагнитных помех и от структуры пластов, а также отсутствие обратной связи,
- гидроимпульсный канал связи, недостатками которого являются низкая скорость передачи информации, отсутствие обратной связи и резкая зависимость от параметров бурового раствора,
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является аппарат, метод и система цифровой передачи акустических сигналов импульсного излучателя (1), где используется акустический канал связи между приемником и излучателем. Основными недостатками данного решения является отсутствие обратной связи, а также малая дальность передачи информации.
Задачей полезной модели является обеспечение обратной связи между скважинными измерительными приборами и приемником, находящемся на дневной поверхности, а также увеличение скорости передачи информации и увеличение расстояния передачи сигналов.
Поставленная задача решается системой передачи информации, вырабатываемой измерительными приборами, расположенными в забое скважины, состоящей из излучателя, расположенного около измерительных приборов, и приемника, расположенного на дневной поверхности, отличающейся тем, что между излучателем и приемником расположено по меньшей мере одно приеме -передающее устройство, содержащее приемо-передающие элементы, между которыми расположены усилитель сигналов и источник питания.
Расстояние между приеме - передающими устройствами выбирается, исходя из условия, что затухание сигнала будет не более 40 дБ, и что прием сигнала будет уверенным.
Приемо-передающее устройство выполнено в виде герметичного, прочного, например, металлического цилиндра, в концах которого размещены приемо-передающие, например, пьезокерамические элементы, между которыми расположены источник питания и электронная часть.
Электронная часть устройства выполнена в виде усилителя, на который поступает сигнал с приемника, сигнал после усилителя поступает на линию задержки и затем на излучатель.
На рис.1 представлена схема системы, где:
1 - измерительные приборы, 2 - нижний излучатель, 3 - приемопередающее устройство (ретранслятор), 4 - буровая труба, 5 - дневная поверхность, 6 - верхний приемник-излучатель, 7 - корпус приемо-передающего устройства, 8 - пьезокерамические элементы, 9 - источник питания, 10 - электронная часть приемо-передающего устройства, 11 - крышки на торцах приемопередающего устройства.
Работает предлагаемая система следующим образом. Информация, вырабатываемая скважинными измерительными приборами 1, в виде аналоговых или цифровых сигналов поступает на расположенный около них излучатель 2 и, распространяясь по буровому раствору, поступает на первое из приемопередающих устройств 3, расположенных в буровой скважине 4 между скважинными измерительными приборами 1 и дневной поверхностью 5. Количество приемо-передающих устройств 3 зависит от глубины скважины. С последнего приемо-передающего устройства 3 информация поступает на приемник 6, который расположен на дневной поверхности.
Приемо-передающее устройство выполнено в виде герметичного, прочного, например, металлического цилиндра 7. В концах цилиндра 7 размещены приемо-передающие, например, пьезокерамические элементы 8, между которыми расположены источник питания 9 и электронная часть 10. Торцы приемопередающего устройства закрыты прочными крышками 11, которые выполнены из звукопрозрачного материала, например, из оргстекла.
Сигнал, поступающий на приемник приемо-передающего устройства, усиливается и поступает на излучатель. С излучателя сигнал передается дальше, на следующее приемо-передающее устройство.
Обратная связь, т.е. передача сигналов с дневной поверхности вниз обусловлена обратимостью пьезокерамических элементов, которые могут работать и как излучатель, и как приемник.
Применение системы позволило осуществлять оперативный технологический контроль за режимом бурения скважин и значительно его оптимизировать.
Использованная литература:
1. Патент Канады №2470487, 2005 г.