Телеметрические системы включают комплекс датчиков, которые собирают информацию о состоянии оборудования и его работе в скважине. Затем данные передаются на специальное устройство, где происходит их обработка и анализ. Это позволяет оператору контролировать бурение и своевременно реагировать на изменения условий.
Одна из ключевых особенностей телеметрии в бурении — передача данных на большие расстояния. Для этого требуется сигнал, который будет минимально искажаться при прохождении от забоя скважины до поверхности.
Телесистема с кабельным каналом связи
В процессе бурения в КНБК спускалась телесистема, от которой кабель выводился на поверхность. При каждом наращивании телесистему приходилось поднимать или опускать.
Если систему спускали, выполняли слайд в нужную сторону, а при бурении ротором телесистему поднимали на поверхность. В момент роторного бурения она оставалась в квадрате.
По мере увеличения глубин скважин постоянные спуско-подъёмные операции стали неудобными. Позже появились более сложные варианты с кабельной секцией, но общий принцип остался прежним. Сейчас телесистемы с кабельным каналом практически вышли из применения: их место заняли электромагнитные и гидравлические системы.
Телесистема с электромагнитным каналом связи
В телесистеме с электромагнитным каналом связи информация о состоянии оборудования и его работе передаётся через электромагнитные волны. Для этого используются специальные передатчики и приёмные антенны, обеспечивающие передачу данных на поверхность.
В конструкции такой системы применяется диэлектрический переводник, который не пропускает ток между частями корпуса телесистемы. В результате создаётся электромагнитное поле, которое улавливается на поверхности земли специальной антенной.
Надёжность, высокая скорость передачи данных, хорошая работа при высокой скорости бурения.
Возможны проблемы с прохождением сигнала через экранирующие породы: соли, плотные пласты и породы-покрышки.
Поэтому электромагнитные телесистемы чаще применяются в верхних интервалах: в кондукторе, технических колоннах, иногда — в эксплуатационной колонне. В горизонтальных участках их используют реже, поскольку порода может экранировать сигнал.
Подробнее о ТСЭМ
Телесистема с гидравлическим каналом связи
Телесистема с гидравлическим каналом связи передаёт информацию через промывочную жидкость, находящуюся в скважине. Передача данных осуществляется путём изменения давления или скорости потока жидкости.
Основной узел такой телесистемы — пульсатор. Он создаёт перепады давления раствора, которые фиксируются на поверхности датчиком давления, установленным на линии манифольда.
Пульсатор совершает поступательные движения, периодически перекрывая поток промывочной жидкости, проходящей через диафрагму. В результате формируются импульсы давления, воспринимаемые на поверхности.
Подробнее о ТСГК
Основные элементы схемы
- Поток промывочной жидкости.
- Пульсатор.
- Шток пульсатора — совершает периодические поступательные движения. В нижнем положении создаётся повышенное давление за счёт затруднения прохода промывочной жидкости. В верхнем положении происходит резкое падение давления.
- Диафрагма — подбирается в зависимости от производительности буровых насосов. Чем меньше проходное отверстие, тем выше создаваемый перепад давления.
- Стенки корпуса телесистемы.
Нет проблем с прохождением сигнала через плотные породы, поскольку каналом связи является промывочная жидкость, циркулирующая внутри бурильных труб.
Скорость передачи данных ниже, чем у электромагнитных систем. Также выше требования к качеству раствора: он должен быть чистым, без посторонних элементов, способных забить пульсатор.
Дополнительно необходимо следить за загазованностью раствора, так как она влияет на качество сигнала.
Различие телесистем по способу получения энергии
Питаются от батареи. Имеют ограничение по сроку службы — обычно около 150–200 часов циркуляции.
Питаются от генератора: поток раствора вращает турбину, которая вырабатывает энергию для питания телесистемы и передачи сигнала на поверхность. Ресурс до обслуживания — около 500 часов.
Использование генераторных телесистем снижает количество отходов по сравнению с батарейными системами, так как не требуется утилизация и переработка отработанных батарей.