Беспроводной комбинированный канал связи для телеметрии забойных параметров

• Автор: Шевченко, Максим Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Каналы связи забойной аппаратуры с устьем скважины
1.1. Общие сведения из теории информации о каналах связи
1.2. Способы передачи сигнала с забоя на поверхность в 11 процессе бурения скважин
1.3. Забойные телеметрические системы
1.4. Обзор современных забойных телеметрических систем
1.5. Анализ современных забойных телеметрических систем
Выводы
ГЛАВА 2. Синтез беспроводного комбинированного канала связи для телеметрии забойных параметров в процессе бурения скважин
2.1. Устройство беспроводного комбинированного канала связи
2.2. Структурная схема беспроводного комбинированного 48 канала связи
2.3. Забойные датчики для сверхглубокого бурения
2.4. Построение передаточных функций элементов канала связи
2.5. Математическая модель беспроводного комбинированного 71 канала связи.
Выводы
ГЛАВА 3. Моделирование комбинированного канала связи для телеметрии забойных параметров
3.1. Исходные данные и допущения при моделировании

беспроводного комбинированного канала связи
3.2. Анализ результатов моделирования беспроводного 78 комбинированного канала связи длиной 7000 м
3.3. Сравнение гидравлического и беспроводного 83 комбинированного канала связи
3.4. Моделирование беспроводного комбинированного канала 86 связи различной длины
3.5. Беспроводной комбинированный канал связи в системе 88 автоматического управления давлением бурового раствора на забое скважины
Выводы
ГЛАВА 4. Забойная телеметрическая система с беспроводным комбинированным каналом связи
4.1. Принципы построения забойной телеметрической системы
4.2. Забойный коммутатор телеметрической системы
4.3. Забойный аэродинамический датчик азимутального угла
искривления скважины
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список источников литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В процессе бурения скважин необходимо осуществлять измерение, контроль и управление забойными параметрами бурения, которые характеризуют физические процессы, протекающие в скважине. Отклонение текущих значений технологических параметров бурения от проектных приводит к ухудшению технико-экономических показателей и потерям времени, приносящим значительные убытки.
Созданию надежной и точной информационно-измерительной системы забойных параметров препятствуют физические условия в скважинах (температура в диапазоне 100 - 300 °С, давление до 100 - 150 МПа, вибрации до 100 g). Это препятствует применению стандартных средств автоматики и каналов связи. В последнее время все чаще бурятся скважины глубиной 7000 м и более (сверхглубокие скважины). С увеличением глубины скважины условия эксплуатации ухудшаются, а необходимость контроля забойных параметров возрастает. В связи с этим, проблема разработки информационноизмерительных систем и средств контроля забойных параметров является актуальной.
Важнейшим элементом любой информационно-измерительной системы является канал связи. На данный момент не существует канала связи забойной аппаратуры с устьем скважины, способного надежно передавать информацию с глубины 7000 м и более. Решение этой проблемы позволило бы эффективно управлять процессом бурения сверхглубоких скважин и поспособствовало улучшению технико-экономических показателей и снижению количества аварий.
Таким образом, разработка канала связи забоя с устьем скважины для телеметрии забойных параметров в процессе бурения сверхглубоких скважин является актуальной проблемой.
Решения вопросов измерения и передачи информации о забойных параметрах, контроля и управления процессом бурения в разное время (с 50-х

забойной аппаратуры осуществляется батареями. Есть возможность осуществления двусторонней связи между операторами и глубинными датчиками.
1.4.3. ЗТС с электрическим проводным каналом связи
Сравнительная характеристика современных ЗТС с электрическим проводным каналом связи приведена в табл. 1.3.
Таблица 1.3. ЗТС с электрическим проводным каналом связи
Название, страна- изготовитель Измеряемые параметры Предельна я глубина Предельные значения температур ы и давления Время обновления информаци и
СТТ (СКТБ ПЭ «Потенциал»), СССР Зенитный угол, азимут, направление отклонителя, осевая нагрузка на долото, частота вращения долота, крутящий момент на валу электродвигател я 4000 100 °С 80 МПа 5,
ЭТО-4 (НПО «Буровая техника»), РФ Зенитный угол, азимут, направление отклонителя, температура на забое 3000 120 °С 60 МПа 0,
КУРС («НТ-Курс»), РФ Зенитный угол, азимут, направление отклонителя, температура на забое нет сведений 120 °С 90 МПа по азимуту
Г ирокурсор Зенитный угол, нет 85 °С нет сведений