Системы забойные инклинометрические ЗТК

Назначение

Системы забойные инклинометрические ЗТК (далее - системы) предназначены для измерений зенитного и азимутального углов скважины при бурении, а также угла установки отклонителя (визирный угол) с передачей данных из скважины на поверхность с использованием электромагнитного беспроводного канала связи.

Описание

Принцип действия системы забойной инклинометрической ЗТК основан на измерении в скважине пространственного положения бурового инструмента в трех направлениях с помощью трех ортогонально установленных акселерометров значений проекций вектора силы тяжести на ось чувствительности акселерометра и измерении в трех направлениях с помощью трех магнитометров проекций вектора напряженности естественного магнитного поля Земли на ось чувствительности магнитометра. На основании этих измерений программно вычисляются азимутальный угол, зенитный угол и угол установки отклонителя.

Система ЗТК состоит из Наземного оборудования и Оборудования скважинного. Оборудование скважинное, включающее в себя Зонд, выполнено в виде переводников диаметром 120-203 мм с присоединительными резьбами и входит в состав компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Электронные платы и датчики установлены на шасси (скважинный прибор в сборе с датчиком инклинометра М3 и модулем Гамма-каротажа), которые заключены в охранный кожух скважинного прибора (ОКСП), снаружи которого протекает промывочная жидкость. Модуль Гамма-каротажа может быть установлен опционально. При протоке промывочной жидкости внутри бурильной колонны начинает работать турбогенератор, вырабатывающий напряжение питания, которое посредством кабеля передается на скважинный прибор в сборе с датчиком инклинометра М3 и модулем Гамма-каротажа и используется для питания электронных схем и формирования сигнала передающего устройства. Информация от датчика инклинометра М3 преобразуется в скважинном приборе (СП) в кодовую последовательность, которая модулирует по фазе напряжение несущей частоты. Этот сигнал управляет работой передающего устройства, также входящего в состав СП. Выход передающего устройства подключен сверху к бурильной колонне, снизу к забойному двигателю (турбобуру), состоящему из долота и отклонителя. Соединение верха и низа бурильной колонны электрически разделены друг от друга разделителем электрическим в сборе с переводником из немагнитного материала и вставкой немагнитной. Сигнал распространяется от бурильной колонны в окружающую породу.

С целью исключения влияния магнитной массы КНБК на показания азимута между разделителем и КНБК устанавливается труба немагнитная (ЛБТ или НУБТ).

Для передачи полученной информации с забоя скважины используется беспроводной электромагнитный канал связи. Прием информации осуществляется через устройство согласования наземное (УСН), которое обеспечивает дополнительную частотную фильтрацию. УСН одним проводом соединяется с бурильной колонной, другим - с антенной, отнесенной на некоторое расстояние от скважины и расположенной вдоль азимута строящейся скважины. Место установки антенны на местности определяется оператором. Сигнал, поступающий на вход УСН, фильтруется, усиливается, оцифровывается и передается на интерфейс и далее поступает на персональный компьютер для дальнейшей программной обработки и визуализации информации.

Внешний вид системы ЗТК и место маркировки представлен на рисунке 1а. Каждая система ЗТК имеет свой уникальный идентификационный номер (заводской серийный) и наносится ударным способом. Место пломбировки системы ЗТК указано на рисунке 1б. Пломбирование корпуса систем от несанкционированного доступа не предусмотрено. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке. На рисунке 2 представлен внешний вид наземной части системы ЗТК. Внешний вид датчика инклинометра и место маркировки показаны на рисунке 3а и 3б. Каждый датчик инклинометра имеет свой уникальный идентификационный заводской (серийный) номер, который наносится методом гравировки. Система ЗТК и датчик инклинометра имеют разные заводские (серийные) номера, которые имеют цифровое обозначение.

а)                                                       б)

Рисунок 1 - Системы забойные инклинометрические ЗТК

а) внешний вид; б) схема пломбировки оборудования скважинного системы ЗТК

ПК с программным обеспечением

УСН

Рисунок 2 - Внешний вид наземной части системы забойной ЗТК

Амортизатор

Шасси с платами

Место маркировки

Втулка-ориентатор соединителя

а)

б)

Рисунок 3 - Датчик инклинометра 3М а) внешний вид; б) место маркировки

Программное обеспечение

Встроенное программное обеспечение систем разработано для конкретной измерительной задачи и осуществляет измерительные функции и функции считывания данных.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Данное программное обеспечение разработано с закрытым исходным кодом, без возможности его изменения. Внесение изменений в программное обеспечение инструментальных модулей производится только заводом изготовителем. Обновление версий установленного программного обеспечения производится напрямую с официального сервера завода изготовителя. Возможности установки модифицированных или каким-либо образом измененных версий отсутствует.

Уровень защиты программного обеспечения систем «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики систем приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Метрологические характеристики систем

* - метрологические характеристики установлены для датчика инклинометра 3М, который входит в состав системы забойной инклинометрической ЗТК и демонтируется из системы для проведения поверки при температуре окружающей среды от +17 до +23 оС.

** - при зенитном угле <5 ° - по магнитному полю, при зенитном угле >5° по гравитационному полю.

Таблица 3 - Технические характеристики систем

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность систем

Сведения о методах измерений

изложены в разделе 3 «Использование по назначению» документа «Система забойная инклинометрическая ЗТК. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Технические условия ТУ 4315-001-51854896-2005 «Системы забойные инклинометрические ЗТК».