Исследование канала передачи информации по колонне бурильных труб при бурении скважин роторной управляемой системой, C. 80-82

UDK: 622.243.56

Ключевые слова: скважина, роторная управляемая система (РУС), канал передачи данных, бурильные трубы

Авт.: Н.И. Крысин, А.А. Мелехин, И.В. Домбровский, Д.Ю. Русинов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет), В.В. Некрасов (ЗАО «СКБ»), М.В. Ведель (ПАО «Мотовилихинские заводы»)

При бурении наклонно направленных скважин, в том числе с горизонтальным окончанием, профили стволов усложняются. В настоящее время при проводке скважин сложного профиля все чаще находят применение роторные управляемые системы (РУС), обеспечивающие управляемое искривление ствола скважины с заданной интенсивностью при непрерывном вращении буровой колонны. Для создания бесперебойного канала связи между забоем и устьем скважины специалистами Пермского национального исследовательского политехнического университета, ЗАО «СКБ» и ПАО «Мотовилихинские заводы» разрабатывается полноценный высокоскоростной канал связи с использованием кабеля в стенках бурильных труб. Прокладка кабеля в теле бурильной трубы выполняется по продольной наружной канавке с защитой полимерным компаундом. Для передачи цифрового сигнала через резьбовое соединение решено использовать индуктивный метод, поскольку при этом при сборке буровой колонны не требуется дополнительных действий по электрической стыковке кабеля бурильных труб. Скрученные буровые трубы автоматически создают цифровую сеть. Для этого предложеноя на каждой буровой трубе с обоих концов в районе резьбы разместить малогабаритные индуктивные катушки, соединенные между собой кабелем с малогабаритным электронным блоком. В теле бурильной трубы выполняется карман со съемной крышкой для размещения электронного блока и элемента питания. В качестве ключевого электронного компонента подобрана микросхема LT6820 (Linear Technology), предназначенная для организации цифровых сетей с индуктивными изоляторами (бесконтактная передача данных). Испытаны катушки, намотанные проводом ПЭТВ-2 0.2, ГФ 0.35 и литцендратом из пяти проводов ПЭТВ-2 0.2. Для определения коэффициента связи между катушками измерена индуктивность каждой катушки. Измерено сопротивление провода катушек постоянному току. Зарегистрированы осциллограммы прохождения тестовых импульсов длительностью 40 и 120 нс. Импульсы парные, разной полярности, прямоугольной формы поданы через ограничитель тока 20 мА. В результате установлено, что число витков катушек от семи до девяти является достаточным для получения выходного импульса требуемой формы и интенсивности при длительности входящего импульса 120 и 40 нс. Применение данного способа передачи данных позволит создать бесперебойный двусторонний канал связи между устьем и забоем при строительстве скважин сложного профиля с использованием РУС, передавать весь объем данных, получаемых от внутрискважинных систем, без задержки во времени и управлять траекторией скважины в ручном режиме.