Моделирование процесса управления траекторией скважины в телеметрической системе

UDK: 622.24.001.57
DOI: 10.24887/0028-2448-2017-12-105-107
Ключевые слова: телеметрическая система (ТМС), управление бурением, инклинометрия, микропроцессорный блок
Авт.: Н.И. Крысин, С.Н. Кривощеков, М.С. Турбаков, А.В. Кычкин, Е.В. Кожевников (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Рассмотрен процесс работы телеметрической системы контроля траектории ствола при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин с использованием роторной управляемой системой. Разработан алгоритм автоматизированной корректировки направления бурения для проводки скважины по проектному профилю. В процессе роторного бурения при вращении всей колонны навигационный блок телеметрической системы, построенный на базе инклинометров и акселерометров, определяет изменения текущего положения относительно первоначального положения по трем осям и вместе с другими режимными параметрами бурения передает эту информацию в блок управления. Блок управления, состоящий из электронной платы с процессорным устройством, контроллерами и флеш-памятью, определяет отклонение от проектного положения при текущей глубине, далее рассчитывает необходимую корректировку траектории и передает сигналы на микропроцессорный блок драйверов управления электродвигателями привода клиньев, который обеспечивает движение клиньев-отклонителей путем подачи напряжения на двигатели на необходимое время. На основании проведенных исследований построена система уравнений расчета положения долота, учитывающая изменения траектории скважины за счет перемещения долота из текущей точки в проектную и сформирована модель управления отклонением долота в пространственных координатах.

Оценка работоспособности блока управления выполнена на стенде на основе фактических данных бурения субгоризонтальной скважины на территории севера Пермского края в 2015 г. с использованием роторной управляемой системы. В результате исследований подтверждена возможность бурения скважины по проектному профилю в автоматическом режиме при использовании роторной управляемой системы в комплексе с разработанной телеметрической системой.

Список литературы

1. Continuous Measurement-While-Drilling Utilizing Strap-Down Multi-Model Surveying System / XueQilong, Wang Ruihe, Sun Feng, Huang Leilei, Han Laiju // IEEE Trans. Instrum. Meas. – 2014. – V. 63. – P. 650–657.

2. 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.

3. Устькачкинцев Е.Н. Повышение эффективности строительства боковых стволов на территории Верхнекамского месторождения калийномагниевых солей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2012. – № 5. – С. 39–46.

4. Николаев Н.И., Леушева Е.Л. Теоретические и экспериментальные исследования эффективности бурения твердых горных пород // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2015. – № 15. –

С. 38–47.

5. Закиров А.Я. Первые результаты испытаний роторно-управляемых систем российского производства // PROнефть. Научно-технический журнал «Газпром нефти». – 2016. – № 2. – С. 43–47. – http://ntc.gazprom-neft.ru/research-and-development/proneft/776/13452/

6. Conti P.F. Controlled horizontal drilling // SPE 18708 MS. – 1989.

7. 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.

8. Study of Drill Measuring System Based on MEMS Accelerative and Magnetoresistive Sensor / Jian Kang, BoXiong Wang, Zhong Xiang Hu [et al.] // Electronic Measurement & Instruments, ICEMI 09, Beijing, China, 2009.

9. Кычкин А.В., Артемов С.А., Власов В.А. Структурный синтез информационно-измерительной и управляющей системы мобильной платформы // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2013. – № 7. – С. 83–95.

10. Кычкин А.В., Даденков Д.А., Билалов А.Б. Автоматизированная информационная система полунатурного моделирования статической нагрузки электроприводов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2013. – № 8. – С. 73–83.

11. Балденко Д.Ф., Вервекин А.В., Плотников В.М. Пути дальнейшего совершенствования технологии бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2016. – № 19. – С. 165-174.

12. Кузьмина Т.А., Миронов А.Д. Опыт разработки низкопродуктивных объектов с применением технологии многозабойного бурения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2012. – № 3. – С. 89–93.



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