Буровой раствор станет передатчиком данных о недрах

Пульсатор, подобный азбуке Морзе, позволяет получать цифровую информацию о параметрах бурения.

Ученые Пермского Политеха превратили буровой раствор внутри нефтяной скважины в канал передачи данных. Они внедрили технологию передачи данных через буровой раствор в высокотехнологический комплекс для строительства скважин. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения ПНИПУ.

Для успешного строительства нефтяной скважины важно точно управлять движением бурового оборудования. Особенно когда расстояние между местом начала бурения и слоем породы, содержащим нефть и газ, достигает нескольких километров.

Однако бурение скважин зачастую сталкивается с рядом сложностей. Так, кабели могут закручиваться вокруг бурового инструмента и рваться. Радиоволны не проходят через толщу земли, а шум оборудования заглушает звуковые сигналы.

Буровой раствор охлаждает и смазывает буровой инструмент, снижая трение между ним и стенками скважины. Также он отводит тепло, предотвращая его перегрев и преждевременный износ. Еще одна ключевая задача бурового раствора — вынос шлама (разрушенной породы) на поверхность.

Использовать жидкость в качестве канала связи решили ученые горно-нефтяного факультета Пермского Политехнического университета. Для этого они внедрили пульсатор в ранее созданную интеллектуальную систему управления траекторией ствола скважин на оптико-волоконных гироскопах.

Пульсатор представляет собой механическую «тарелку». Она крепится на буровой ствол и перекрывает поток раствора с заданной частотой, создавая гидравлические импульсы (гидроудары).

Импульсы преобразуются в двоичный код (0 и 1), где каждый гидроудар — это сигнал. Они, подобно азбуке Морзе, несут цифровую информацию о параметрах бурения. Например, серия единиц означает длительный всплеск давления.

Сигнал с высокой скоростью достигает поверхности, где высокочувствительные датчики фиксируют малейшие изменения давления. Затем специальное программное обеспечение фильтрует шумы и расшифровывает данные, выводя информацию о движении на экран.

В результате оператор получает на мониторе точную трехмерную картину траектории бурения в реальном времени. Данное ПО также разработано пермскими политехниками.

«Технология превращает обычный буровой раствор в высокотехнологичный канал связи, — отметил доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Александр МЕЛЕХИН. - Главное преимущество технологии — ее универсальность и надежность».

Новая система работает на глубине до 3 км. Такое решение обеспечивает стабильную связь на больших глубинах. Оно не боится вибраций и шума. Программно-аппаратный комплекс не требует остановки бурения для обслуживания и использует уже имеющееся в скважине оборудование. Это позволит вдвое снизить стоимость комплекса для строительства скважин по сравнению с зарубежными аналогами.

Система передачи данных проходит промышленные испытания на месторождениях Пермского края. Технология может уменьшить риски и экономические потери, а также повысить точность бурения сложных скважин, отмечают разработчики.

Ранее ИА «Девон» сообщало, что в ПНИПУ создали уникальную систему для отслеживания траектории бурения горизонтальных скважин. Она способна работать по заданным алгоритмам и управлять траекторией ствола, а также передавать информацию о состоянии пласта нефтяникам.