Телеметрическое сопровождение буровых работ

Активно скважины начали появляться в нефти и газодобывающих отраслях в начале прошлого века, а к середине сороковых годов остро встал вопрос о телеметрическом сопровождении буровых работ. Наиболее активно система стала внедряться на буровых в США. К началу пятидесятых годов появились рабочие модели, в которых телесистемы имели гидравлический канал связи с забоем. Технологические разработки быстро позволили создать телесистему с проводными, а затем и беспроводными каналами связи. С этого момента телеметрия в бурении стала неотъемлемой частью технологического процесса.

Виды телеметрии в бурении

Современные системы телеметрии это сложный комплекс оборудования, включающий в себя множество узлов получения и обработки информации. Многочисленные датчики в режиме реального времени передают с различных участков бурения объективную информацию о состоянии инструмента, плотности породы, температуре, давлении и другие важные параметры. Все они приходят на специальный пункт, где проходят обработку, сортировку и фиксацию.

Оператор получает возможность оперативно анализировать входящие данные и моментально реагировать на изменение в работе буровой, минимизируя риск возможного возникновения аварийных ситуаций. Для систем телеметрии, используемых в бурении, очень важно передавать сигналы на значительные расстояния с максимальной скоростью без существенных искажений. Телеметрическое сопровождение бурения состоит из трех основных компонентов, которые в тесном взаимодействии обеспечивают максимально хороший результат.

1. Сложная электронная аппаратура, включающая в себя модули для моментальной обработки данных их сортировки и накопления, хранения и анализа.
2. Датчики, располагающиеся в зоне забоя на поверхности рабочих инструментов и самой буровой. Они в состоянии моментально зафиксировать все изменения в работе инструментов и характеристиках проходимых пород.
3. Канал передачи данных от датчиков к месту их обработки. Он может быть беспроводным, использующим высокочастотные сигналы, или проводным, для которого необходим специальный сверхпрочный кабель.
4. Для некоторых буровых, в частых случаях, когда этого требует сложная технология, используются забойные источники электроэнергии, особая технологическая оснастка, специальные немагнитные бурильные трубы с утяжелителем и другое узкоспециализированное оборудование.

С момента зарождения основные изыскания велись в направлении организации устойчивого канала связи меду комплексом датчиков на рабочем горизонте и аппаратурой предназначенной для обработки получаемых данных. Главная проблема состояла в том, что по мере погружения бура получаемая информация приходила в сильно искаженном виде. Многое зависит от входящих в состав телеметрии компонующих блоков, которые гарантируют эффективность, удобство и производительность.

Сегодня существует три основных способа передачи данных. Используются электроприводные, электромагнитные и гидравлические каналы. Инновационные разработки и современные материалы широко применяются при разработке современных каналов связи обеспечивающих максимально точную и без искажений передачу текущей информации. Это позволяет значительно ускорить работу буровой и делает добычу полезных ископаемых максимально безопасной.

Каналы связи

Телеметрическую систему для бурения в настоящее время используют все ведущие добывающие компании. Без этого немыслимо добиться существенных результатов при сложной проходке. Сегодня при сопровождении буровых современной телеметрией применяют три вида передачи сигналов на большие расстояния.

Акустический канал связи представляет собой передачу звуков по промывочным жидкостям, трубам буровых вышек и окружающей проходку породе. Поэтому они носят название гидроакустических, акустомеханических и сейсмических. Последние используются сегодня исключительно для пассивного контроля забоя. В настоящее время акустические каналы связи находятся в стадии разработки и доводки. Они пока не имеют широкого применения в рамках эксплуатации на буровых установках.

Гидравлический канал связи самый надежный, удобный и эффективный на сегодняшний момент, поскольку проводником является столб раствора, поэтому не требуется дополнительных затрат на обеспечения передачи сигнала. Кроме того его продолжительность определяется глубиной пройденного канала. Это наиболее проверенная и качественная методика из ныне используемых в бурении. Постоянные улучшения производятся многочисленными разработчиками, что дает возможность получать более качественную и быструю информацию практически мгновенно.

Беспроводной или электромагнитный канал связи начал разрабатываться с середины пятидесятых годов прошлого столетия. По сравнению с другими способами передачи данных он имеет ряд существенных преимуществ:

• Увеличивает надежность деталей находящихся в контакте с потоком абразивной жидкости в растворе.
• Легко управляется и контролируется посредством обратной связи.
• Дальность работы определяется качеством и составом пород.

Телеметрия помогает намного эффективней и безопасней вести бурение в любых климатических зонах независимо от сложности грунта.