Повышение точности определения пространственного положения скважины с помощью телеметрической системы

UDK: 622.24.05:681.5
DOI: 10.24887/0028-2448-2017-12-102-104
Ключевые слова: телеметрическая система (ТМС), волоконно-оптический гироскоп (ВОГ), акселерометр, вибрации, роторная управляемая система (РУС)
Авт.: С.Н. Кривощеков, М.С. Турбаков, А.А. Мелехин, И.В. Домбровский, А.В. Трубицын (Пермский национальный исследовательский политехнический университет), И.И. Нестеров (ООО «Миконт-Инжиниринг»)

Рассмотрены исследования по испытаниям навигационного блока телеметрической системы в условиях скважин Пермского края. При бурении непрерывно возникают осевые, радиальные и торсионные вибрации буровой колонны, что приводит к резкому снижению точности измерений акселерометров. Телеметрические системы, используемые совместно с роторными управляемыми системами, работают в более экстремальных условиях. Высокая частота вращения буровой колонны создает значительные центробежные силы, влияющие на показания акселерометров. Навигационный блок телеметрической системы состоит из бесплатформенной инерциальной навигационной системы и системы обеспечения геостационарности. Навигационная система построена на базе трех ортогонально расположенных волоконно-оптических гироскопов и кварцевых акселерометров. Гироскопы предназначены для измерения азимутального угла и успешно заменяют магнетометры, акселерометры используются для измерения зенитного угла. Система геостационароности включает основание с размещенными на нем датчиками, электродвигатель вращения, два амортизатора. Система обеспечения геостационарности тестировалась на стенде, в котором задавалась различная частота вращения. Испытана эффективность работы системы, так как гироскопы и акселерометры не увеличивают погрешность замеров и не теряют начальную точку отсчета при частоте вращения до 200 мин-1. Бесплатформенная инерциальная навигационная система испытывалась на воздействие высоких температур и вибраций. Температурные испытания в термокамере не показали увеличения погрешности датчиков при температуре до 90 °С. Испытания на вибростенде подтвердили эффективность работы амортизаторов и работоспособность системы при воздействии с частотой до 200 Гц и ускорением, в 10 раз превосходящим ускорение свободного падения).

Список литературы

1. Шевченко И.А. Актуальность применения забойных телеметрических систем при бурении скважин с большим отходом от вертикали для разработки морских нефтегазовых месторождений // Научная перспектива. – 2014. – № 2. – С. 107-111.

2. Noureldin A., Irvine-Halliday D., Mintchev M.P. Measurement-while-drilling surveying of highly inclined and horizontal well sections utilizing single-axis gyro sensing system // Measurement Science and Technology. –  2004. – V. 15 (12). – P. 2426-2434. – DOI 10.1088/0957-0233/15/12/012

3. Vibration noise modeling for measurement while drilling system based on FOGs / C. Zhang, L. Wang, S. Gao [et al.]  // Sensors (Switzerland). – 2017. – V. 10. – P. 2367. – DOI 10.3390/s17102367.

4. Федоров В.Н., Шешуков А.И., Мешков В.М. Гидродинамические исследования горизонтальных скважин // Нефтяное хозяйство. – 2002. – № 8. – С. 92-94.

5. Фатихов С.З., Федоров В.Н. Опыт использования телеметрических систем на месторождениях Республики Башкортостан. В сб. Физико-химическая гидродинамика // Труды Первой летней школы-конференции. – Уфа: изд-во Башкирского гос. университета, 2016. – С. 174-183.

6. Чернышов С.Е. Особенности проводки наклонно-направленных скважин с учетом размеров охранной зоны на территории Верхнекамского месторождения калийных солей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2006. –  № 1. – С. 137-143.

7. Николаев Н.И., Кожевников Е.В. Повышение качества крепления скважин с горизонтальными участками // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2014. – № 11. – С. 29-37. – DOI 10.15593/2224-9923/2014.11.3

8. Поплыгина И.С. Возможности повышения эффективности разработки залежи с высоковязкой нефтью на территории пермского края // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2014. –  № 11. – С. 57-66. – DOI 10.15593/2224-9923/2014.11.6

9. Талипов Р.Н., Мухаметшин А.А. Технология строительства двух дополнительных стволов из горизонтального участка наклонно направленной скважины // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2012. – № 2. С. 45-54.

10. Исследование волоконно-оптических гироскопов для телеметрических систем мониторинга траектории ствола скважины / Н.И. Крысин, И.В. Домбровский, С.Н. Кривощеков [и др.]// Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 12. – С. 102-105.

11. Разработка телеметрической системы мониторинга забойных параметров при строительстве скважин / С.Н. Кривощеков, А.А. Мелехин, М.С. Турбаков [и др.]  // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 9. – С. 86-88.

12. Синтез структуры программно-аппаратного комплекса удаленного мониторинга и управления траекторией ствола скважины при бурении роторной управляемой системой / А.В. Кычкин, В.Д. Володин, А.А. Шаронов [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 11. – С. 128-132.

13. Терешин В.Г., Иванова Г.А. К вопросу выбора динамически настраиваемых и волоконно-оптических гироскопов для инклинометрической системы // Вестник УГАТУ. – 2012. – №1 (46). – С. 62-69.

14. Волоконно-оптические гироскопы, блоки чувствительных элементов и бесплатформенные инерциальные навигационные системы на их основе / Ю.Н. Коркишко, В.А. Федоров, В.Е. Прилуцкий [и др.] // Фотон-экспресс. – 2013. – № 6 (110). – С. 44-45.


Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.