Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
telemetricheskie_sistemy.doc
Скачиваний:
465
Добавлен:
01.02.2015
Размер:
3.88 Mб
Скачать

7.3 Электромагнитный канал связи (эмкс)

Работами С. Я. Литвинова, И. К. Саркисова (1959 г.), Е. А. Полякова (1962 г.), О. П. Шишкина (1962 г.) была установлена возможность использования колонны бурильных труб в качестве электрического канала для передачи информации с забоя на земную поверхность.

Системы с ЭМКС используют электромагнитные волны (токи растекания) между изолированным участком колонны бурильных труб и породой. На поверхности земли сигнал принимается как разность потенциалов от растекания тока по горной породе между бурильной колонной и приемной антенной, устанавливаемой в грунт на определенном расстоянии от буровой установки.

Рисунок 24 – Схема электромагнитного канала связи

К недостаткам ЭМКС относятся:

  • дальность связи, зависящая от проводимости и перемежаемости горных пород (в низкоомных разрезах - Западная Сибирь - сигнал сильно шунтируется и затухает, в высокоомных - мощные пласты соли в Оренбурге и Перми - передающий диполь телесистемы электрически изолирован пластами и сигнал проходит плохо);

  • слабая помехоустойчивость;

  • сложность установки антенны в труднодоступных местах;

  • отсутствие возможностей исследования в море и в соленосных отложениях;

  • достаточно высокая сложность электронного управляющего блока.

К достоинствам ЭМКС следует отнести:

  • более высокая информативность по сравнению с гидравлическим каналом связи;

  • меньшая требовательность к качеству бурового раствора;

  • возможность использования в условиях, где гидроканал не работает;

  • дешевизна.

В традиционной компоновке низа бурильной колонны телесистема устанавливается над забойным двигателем с помощью диамагнитного переводника. При этом инклинометрические датчики находятся на удалении от забоя на расстоянии 7-30 м. Поздняя информация о разбуриваемой породе часто приводит к выходу за границы продуктивного пласта. Эффективное решение – расположение геофизических зондов непосредственно над долотом в наддолотном модуле. Таким образом, основное число измеряемых параметров обеспечивает основная телесистема, а наддолоный модуль только дополняет и уточняет эти данные. Так как датчики параметров в наддолотном модуле устанавливаются во вращающемся валу забойного двигателя, информация от них может быть передана на основную систему только по беспроводному каналу связи.

Рисунок 25 – Компоновка наддолотного модуля в составе бурильной колонны:

1 - бурильная колонна, 2 - переводник для установки телесистемы, 3 - диамагнитная труба с телесистемой, 4 - разделитель электрический корпусной, 5 - забойный отклонитель, 6 - вал отклонителя, 7 - изолятор, 8 - электрод, 9 - долото

7.4 Гидравлический канал связи (гкс)

Телесистемы с ГКС отличаются от других наличием в них устройства, создающего в потоке бурового раствора импульсы давления. Для генерирования импульсов давления в буровом растворе используются несколько различных по типу устройств. Сигнал, создаваемый ими, подразделяется на три вида: положительный импульс, отрицательный импульс или непрерывная волна (рисунок 26).

Рисунок 26 – Диаграммы гидравлических импульсов при различных способах их формирования

Положительные импульсы генерируются путем создания кратковременного частичного перекрытия нисходящего потока бурового раствора, что приводит к повышению внутритрубного давления, этот всплеск (на 0,7 сек) давления и является импульсом основного сигнала (рисунок 27).

Рисунок 27 – Устройство передачи сигнала (с положительным импульсом) в системе с ГКС

В случае с отрицательными импульсами, клапан открывается и выпускает буровой раствор в затрубное пространство, и при этом происходит падение (на 0,7 сек) давления (рисунок 28).

Гидравлические сигналы, близкие к гармоническим, создаются с помощью электродвигателя, который вращает клапан пульсатора. Гидравлические импульсы со скоростью около 1250 м/с поступают по столбу бурового раствора на поверхность, где закодированная различными способами информация декодируется и отображается в виде, приемлемом для восприятия оператором.

Рисунок 28 – Устройство передачи сигнала (с отрицательным импульсом) в системе с ГКС

Широкое распространение гидравлического канала связи для передачи информации вызвано следующими его преимуществами:

  • гидравлический канал связи является естественным каналом связи, так как в нем в качестве канала связи используется столб бурового раствора в бурильной колонне, а следовательно, не требуется дополнительных затрат на организацию канала связи;

  • гидравлический канал связи обладает большой дальностью действия;

  • относительная простота осуществления связи по сравнению с другими каналами связи;

  • канал не нарушает (по сравнению с ЭКС) технологические операции при бурении и не зависит от геологического разреза (по сравнению с ЭМКС).

Недостатки данного канала связи:

  • низкая информативность из-за относительно низкой скорости передачи;

  • низкая помехоустойчивость;

  • последовательность в передаче информации;

  • необходимость в источнике электрической энергии (батарея, турбогенератор);

  • отбор гидравлической энергии для работы передатчика и турбогенератор;

  • невозможность работы с продувкой воздухом и аэрированными жидкостями.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]