Методам телеметрии было трудно справиться с большими объемами скважинных данных, поэтому определение MWD было расширено и теперь включает данные, которые хранились в памяти инструмента и восстанавливались, когда инструмент возвращался на поверхность. Все системы MWD обычно состоят из трех основных подкомпонентов:
- Система питания
- Система телеметрии
- Датчик направления
Энергетические системы
Энергетические системы в MWD обычно можно отнести к одному из двух типов: аккумуляторные или турбинные. Оба типа энергетических систем имеют свои преимущества и недостатки. Во многих системах MWD комбинация этих двух типов энергосистем используется для подачи питания на инструмент MWD, чтобы питание не прерывалось во время прерывистого бурения-в условиях потока жидкости. Аккумуляторы могут обеспечить эту мощность независимо от циркуляции бурового-раствора, и они необходимы, если каротаж будет происходить во время спуска в скважину или выхода из нее.
Аккумуляторные системы
Литий-тионилхлоридные батареи обычно используются в системах MWD из-за их превосходного сочетания высокой-плотности энергии и превосходных характеристик при рабочих температурах MWD. Они обеспечивают стабильный источник напряжения почти до конца срока службы и не требуют сложной электроники для обеспечения питания. Однако эти батареи имеют ограниченную мгновенную выходную мощность и могут быть непригодны для применений, требующих высокого потребления тока. Хотя эти батареи безопасны при более низких температурах, при нагревании выше 180 градусов они могут подвергнуться бурной, ускоренной реакции и взорваться со значительной силой. В результате действуют ограничения на перевозку литий-тионилхлоридных батарей в пассажирских самолетах. Несмотря на то, что эти батареи очень эффективны в течение всего срока службы, они не подлежат перезарядке, и их утилизация подлежит строгим экологическим нормам.
Турбинные системы
Второй источник большого количества электроэнергии — мощность турбины — использует поток бурового-бурового раствора. Вращающая сила передается ротором турбины на генератор переменного тока через общий вал, генерируя трехфазный переменный ток (AC) переменной частоты. Электронная схема преобразует переменный ток в полезный постоянный ток (DC). Роторы турбин для этого оборудования должны выдерживать широкий диапазон скоростей потока, чтобы соответствовать всем возможным условиям перекачки бурового раствора.- Аналогичным образом, роторы должны быть способны выдерживать значительное количество мусора и потерь-циркуляционного материала (LCM), вовлеченных в буровой раствор.
Системы телеметрии
Импульсная-телеметрия бурового раствора — это стандартный метод в коммерческих системах MWD и каротажа во время бурения (LWD). Акустические системы, передающие сигнал вверх по бурильной трубе, в буровом растворе затухают примерно на 150 дБ на 1000 м[1]. Было предпринято несколько попыток сконструировать специальную бурильную трубу со встроенной жесткой проволокой. Несмотря на исключительно высокую скорость передачи данных, метод встроенной проводной телеметрии требует:
Дорогая специальная бурильная труба
Специальное обращение
Сотни электрических соединений, которые должны оставаться надежными в суровых условиях.
Бурное развитие скважинных измерений стимулировало новые работы в этой области, и были продемонстрированы скорости передачи данных, превышающие 2 000 000 бит/секунду.
Низко-электромагнитная передача ограниченно используется в коммерческих целях в системах MWD и LWD. Иногда его используют, когда в качестве бурового раствора используется воздух или пена. Глубина, с которой может передаваться электромагнитная телеметрия, ограничена проводимостью и мощностью вышележащих пластов. Ретрансляторы или усилители сигнала, расположенные в бурильной колонне, увеличивают глубину, с которой электромагнитные системы могут надежно передавать сигнал.
Доступны три системы телеметрии с гидроимпульсными-импульсами: системы с положительными-импульсами, отрицательными-импульсами и системами с непрерывными-волнами. Эти системы названы в честь способа распространения их импульсов в объеме бурового раствора. Системы с отрицательными-импульсами создают импульс давления ниже, чем у объема бурового раствора, путем выпуска небольшого количества бурильного раствора под высоким-давлением из бурильной трубы в затрубное пространство. Системы с положительными-импульсами создают мгновенное ограничение потока (более высокое давление, чем объем бурового-раствора) в бурильной трубе. Системы непрерывного-волн создают несущую частоту, которая передается через буровой раствор, и кодируют данные, используя фазовые сдвиги несущей. Используется множество различных систем кодирования данных,-которые часто предназначены для оптимизации срока службы и надежности импульсного генератора, поскольку он должен выдерживать прямой контакт с абразивом.поток бурового раствора под высоким-давлением.
Обнаружение телеметрического-сигнала осуществляется одним или несколькими датчиками, расположенными на стояке буровой установки. Данные извлекаются из сигналов с помощью наземного компьютерного оборудования, размещенного либо на салазках, либо на буровой площадке. Успешное декодирование данных во многом зависит от соотношения сигнал-/-шум.
Существует тесная корреляция между размером сигнала и скоростью передачи телеметрических данных; чем выше скорость передачи данных, тем меньше становится размер импульса. Большинство современных систем имеют возможность перепрограммировать параметры телеметрии инструмента и замедлять скорость передачи данных-без необходимости вылезать из скважины; однако снижение скорости передачи данных отрицательно влияет на плотность-данных журнала.
Шум сигнала
Наиболее заметными источниками шумового сигнала являются буровые насосы, которые часто создают относительно-высокочастотный шум. Помехи между частотами накачки приводят к появлению гармоник, но эти фоновые шумы можно отфильтровать с помощью аналоговых методов. Датчики-скорости насоса могут быть очень эффективным методом выявления и устранения шума насоса из необработанного телеметрического сигнала. Низкочастотный шум в объеме бурового раствора часто создается буровыми двигателями. Глубина скважины и тип бурового раствора также влияют на амплитуду и ширину принимаемого-сигнала. В целом растворы на-нефтяной основе (РУО) и растворы на псевдо-нефтяной-основе обладают большей сжимаемостью, чем растворы на-водной основе; следовательно, они приводят к наибольшим потерям сигнала. Тем не менее, сигналы были получены без существенных проблем с глубины почти 9144 м (30 000 футов) в сжимаемых жидкостях.
Серия Vigor ProGuide™ разработана с учетом экономической-эффективности. Повышая точность и надежность, это помогает сократить потребности в обслуживании, повысить производительность и свести к минимуму не-непроизводственное время . Наша цель — максимизировать окупаемость инвестиций за счет оптимизации операций бурения.
Для получения более подробной информации вы можете написать на наш почтовый ящикinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
