Системы телеметрические забойные MWD

Назначение

Системы телеметрические забойные MWD предназначены для измерений в скважине азимута и зенитного угла ствола горизонтальной или наклонно-направленной скважины и угла установки отклонителя, передачи данных по гидравлическому каналу связи и дешифрации на поверхности земли измеренных параметров, индикации и регистрации азимута и зенитного угла ствола скважины, угла установки отклонителя в процессе бурения скважины гидравлическим забойным двигателем.

Описание

Принцип действия системы телеметрической забойной MWD основан на измерении в скважине в трех направлениях, с помощью трех ортогонально установленных акселерометров, значений проекций вектора силы тяжести на ось чувствительности акселерометра и измерениях в трех направлениях, с помощью трех магнитометров, проекций вектора напряженности естественного магнитного поля Земли на ось чувствительности магнитометра. На основании этих измерений вычисляются азимутальный и зенитный углы скважины, а также угол установки отклонителя.

Для передачи информации с забоя скважины используется беспроводной гидравлический канал связи. Приём информации осуществляется в наземное приемное устройство - Интерфейс Безопасной Зоны (ИБЗ).

Перед непосредственной эксплуатацией системы телеметрической забойной MWD операторы производят сборку скважинного оборудования телеметрической системы. Далее производится установка сборки скважинных модулей телеметрической системы в Немагнитную Утяжеленную Буровую Трубу (НУБТ) с целью исключения влияния магнитной массы компоновки низа бурильной колонны (КНБК) на показания азимута, которая входит в состав КНБК.

При движении по траектории наклонно направленной скважины сборка скважинного прибора меняет свою пространственную ориентацию, а именно отклоняется от вертикали на зенитный угол, поворачивается в скважине на визирный угол по отношению к плоскости наклона и ориентируется по направлению наклона траектории относительно точки устья скважины на азимутальный угол. При возникновении циркуляции промывочной жидкости в гидравлической линии бурового инструмента датчик определения циркуляции пульсатора формирует управляющую команду и инициализирует процесс съема и передачи инклинометрических замеров для определения зенитного угла и азимута искривления буровой скважины с целью контроля её пространственного положения. После этого скважинный прибор переключается в режим выполнения постоянных замеров для определения визирного угла сборки скважинных приборов телеметрической системы по отношению к плоскости наклона.

Пульсатор телеметрической системы в составе сборки скважинных модулей телеметрической системы, по команде от модуля ориентирования последовательно генерирует положительные перепады давления бурового раствора, чтобы передавать полученные в скважине данные на поверхность. Эти импульсы создаются открытием и закрытием внутреннего клапана в диафрагменном узле. В открытом положении клапана происходит кратковременное уменьшение площади пропускаемого через диафрагменный узел бурового раствора. Тем самым создается небольшое изменение давления внутри бурильной колонны, которое регистрируется на поверхности как относительно малое (2-3,5 атм.) увеличения давления в нагнетательной линии манифольда буровой установки, и называется «импульсом положительного давления». Наземная система состоит из датчиков и оборудования необходимого для получения сигнала от скважинного прибора, а также распознавания и обработки измеренных данных инклинометрии в скважине. Сигналы от скважинного модуля, через Датчик Давления в нагнетательной линии, поступают в ИБЗ системы MWD, где автоматически извлека-

ются из кривой давления, фильтруются и передаются на персональный компьютер. Полученный сигнал декодируется в измеренные значения угла установки отклонителя, зенитного угла, азимута и вспомогательных параметров для контроля состояния забойного оборудования. Измеренные данные записываются в общую базу данных и выводятся на экран компьютера инженера по бурению и Пульт Бурильщика на столе ротора буровой установки в режи

ме реального времени.

Внешний вид системы телеметрической забойной MWD показан на рисунке 1.

Рисунок 1

Программное обеспечение

Идентификационные данные программного обеспечения:

Установка метрологически значимой составляющей программного обеспечения MWD (2-bay firmware) производится в заводских условиях при производстве. В процессе эксплуатации не предусматривается какое-либо воздействие на ПО: установка или изменение ПО, настройка параметров, за исключением настроек прибора на местные условия работы и порядок передачи данных. В интерфейсе связи нет возможности влиять на ПО. Доступ к метрологически значимой части ПО в процессе эксплуатации невозможен без вскрытия корпуса инклинометра и использования специализированного ПО.

Контрольная сумма ПО не может быть расссчитана и проверена ввиду закрытого производителем кода.

Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Диапазон измеряемых углов, ... °:

- зенитного угла                                                   от 0 до

- азимутального угла                                              от 0 до

- угла установки отклонителя                                       от 0 до

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения статических зна-

чений параметров, .°:

- зенитного угла

- азимутального угла в диапазоне измерения углов зенита, .°:

диапазон зенитных углов до 5°

диапазон зенитных углов свыше 5°

- угла установки отклонителя, .°:

Диапазон рабочих температур, °С                                    от -20 до 150

Габаритные размеры, мм, не более: диаметр

длина

Масса, не более, кг

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят на титульных листах эксплуатационных документов типографским способом.

Комплектность

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП ТИнТ-31-2012 «Системы телеметрические забойные MWD. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ООО «ТестИнТех» 27 января 2012 г.

Перечень основного поверочного оборудования

Сведения о методах измерений

Измерения проводятся в соответствии с документом «Системы телеметрические забойные MWD. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. ГОСТ 8.016-81 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла.

2. ГОСТ 26116-84 Аппаратура геофизическая скважинная. Общие технические условия

Рекомендации к применению

- для применения вне сферы государственного регулирования.