Телеметрическая система контроля забойных параметров процесса бурения скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк

<>977737 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 280181 (21) 3240823/22-03

Р М К з с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

E 21 В 44/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 301182. Бюллетень М 44 (533 УДК 622. 276..277(088.8) Дата опубликования описания 301182 у

В.М. Гуцалюк, О. В. Панов, В. Н. Рукавицын, Н А. Марабаев = ."-="-и В.А. Бурхайло

Узенское управление буровых работ Произво твенного объединения Мангышлакнефть

% (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАБОИНЫХ

ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к буровой технике, а именно к контролю и управлению процессом бурения скважин с передачей информации по беспровод ному каналу связи.

Известна телеметрическая система, применяемая при бурении скважин, с проводным электрическим каналом связи 1) °

Недостатком известной системы является низкая помехоустойчивость и точность передачи информации..

Наиболее близкой к предлагаемой

rro технической сущности и достигаемому результату является телеметрическая система контроля забойных параметров процесса бурения скважин, содержащая забойные датчики информационных сигналов, забойные модуляторы, забойный излучатель, бурильную колонну, приемник, усилитель, демо,дулятор, блок регистрации и отображения информации (21. .Недостатком известной системы контроля забойных параметров является низкая помехоустойчивость и точность передачи забойной информации иэ-эа отсутствия частотно-кодовой синхронизации работы забойной и нате. ной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и точности передачи забойной информации путем введения частотно-кодовой синхронизации работы забойной и наземной аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что телеметрическая система контроля забойных параметров процесса бурения скважин, содержащая забойные датчики информационных сигналов, забойные модуляторы, забойный излучатель, бурильную колонну, приемник, усилитель, демодулятор, блок регистрации и отображения .информации, дополнительно снабжена генератором опорной и следящей частоты, блоком частотно-временной матрицы, блоком формирования кода признака параметра, блоком формирования импульсав запрета, блоком деления частоты, сумматором, блоком селекции кода признака с фазовым компенсатором, блоком совпадения и пре25 образователем аналог — код, причем выходы забойных модуляторов .подключены последовательно через блок частотно-временной матрицы к входу сумматора, выход которого подключен

ЗО к входу излучателя, выход генераторе

977737 опорной частоты последовательно через блок деления частоты, блок формирования кода признака параметра и блок формирования HMnjjJIbcoB запрета подсоединен также к входу сумматора, а выход демодулятора через

5 блок селекции кода признака с фазовым компенсатором, блок совпадения и преобразователь аналог — код подсоединен к входу блока регистрации и отображения информации. 10

Основными преимуществами изобретения по сравнению с известными техническими решениями являются повышение помехоустойчивости и точности передачи забойных параметров за счет 15 частотно-кодовой синхронизации забойной и наземной аппаратуры телеметрической системы и возможность оперативного управления процессом бурения скважин за счет мгновенного изме-р0 рения в реальном масштабе времени забойных информационных параметров, какими являются угол наклона и азимут ствола скважины, положение забойного отклонителя, частота враще- 25 ния вала забойного двигателя, осевая нагрузка на долото, характеристики разбуриваемых горных пород и дре

На чертеже изображена функцио- gp нальная хема реализации телеметрической системы.

Телеметрическая система контроля забойных параметров процесса бурения скважин содержит следующие блоки: забойные датчики 1-1п ; забойные модуляторы 2-2" ; генератор 3 опорной и следящей частоты; блок 4 деления частоты; блок 5 частотновр менной матрицы; блок б формирования кода признака параметра; блок 7 40 формирования импульсов запрета; сумматор 8; излучатель 9- (например, электростатический); канал 10 связибурильные трубы; приемник сигналов, усилитель и демодулятор 11; блок 12 45 селекции кода признака с фаэовым компенсатором; блок 13 совпадения; преобразователь 14 аналог — код; блок 15 регистрации и отображения информации; система 16 синхрониэа- 50 ции; блок 17 системы автономного питания.

Система работает следующим образом.

Информационные сигналы с выходов забойных датчиков 1-1 поступают на блоки модуляторов параметров

2-2 П, которые осуществляют преобразование вида AN-ВИМ и с выхода частотно-временной матрицы информацион- 60 ные параметры поступают на блок сумматора 8. Так как в данной системе применяют временное разделение каналов, то в ней применяют систему синхронизации, которая состоит из 65 высоко стабильного генератора 3 опорной частоты, блока частоты 4 деления, блока 5 частотно-временной матрицы, блока б формирования кода признака параметра, блока 7 формирования импульсов. запрета.

Сигнал с выхода генератора 3 опорной частоты через блок 4 деления частоты, который выдает сетку опорных частот, поступает на вход блока

7 формирования импульсов запрета, который своим выходом подсоединен к входу сумматора 8. Блок формирования импульсов запрета необходим для временной селекции прохождения только одного информационного сигнала или синхрониэирующего сигнала, вырабатываемого блоком б.

Синхронизирующие сигналы кода признака параметра с выхода блока б поступают на входы модуляторов 2-2 сигналов и являются опорными для время-импульсной модуляции. C выхода сумматора 8 полное сообщение поступает на электродинамический преобразователь 9 и с его выхода вводится в акустический канал 10 связи — бурильные трубы, На приемной стороне информационные и синхронизирующие сигналы,восстановленные демодулятором 11, поступают на входы блоков 12 селекции кода и блоки 13 совпадения. Информация с выхода блока, селекции кода поступает на блок 15 регистрации и отображения информации, на табло блока высвечивается код признака параметра. Выход демодулятора 11, кроме того, соединен с входоы блока

13 совпадений, с выхода которого информационная часть сигнала беэ синхронизирующих сигналов поступает на вход блока преобразователя 14 аналог — код, который своим выходом подсоединен к входу блока 15 регистрации и отображения информации.

Работа наземной приемно-регистрирующей части системы управляется наземной системой 16 синхронизации, которая решает задачу временной селекции информационных и синхрониэирующих сигналов.

Предполагаемая технико-экономическая эффективность при внедрении системы ожидается за счет сокращения непроизводительных затрат времени на бурение скважин и оперативной оптимизации процесса бурения по забойным параметрам эа счет снижения стоимости затрат на метр проходки скважины и повышения рейсовой скорости бурения.

Особенно эффективно применение предлагаемой телеметрической системы при бурении наклонно направленных, глубоких и сверхглубоких скважин, когда повышенная помехоустойчивость

977737

Формула изобретения и точность передачи забойной инфор- мации позволит осуществлять оперативный контроль и управление процессом проводки скважин по забойным параметрам.

По результатам предварительной оценки техни о-экономической эффективности годовой экономический эф-" фект на каждое УБР составит порядка

200 тыс.руб

Телеметрическая система контроля забойных параметров процесса бурения скважин, содержащая забойные датчики информационных сигналов, забойные модуляторы, забойный излучатель, бурильную колонну, приемник, усилитель, демодулятор, блок регистрации и отображения информации, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности передачи забойной информации путем введения частотно-кодовой синхронизации работы забойной и наземной аппаратуры,она дополнительно снабжена генераторами опорной и следящей частоты, блоком частотно-временной матрицы, блоком Формирования кода.признака параметра, блоком формирования импульсов запрета, блоком деления частоты, сумматором, блоком селекции кода признака с фаэовым компенсатором, блоком совпадения и преобразователем.аналог — код, причем выходы забойных модуляторов подключены последовательно через блок частотно-временной матрицы к входу сумматора, выход которого подключен к входу излучателя, выход генератора опорной частоты последовательно через блок деления частоты, блок формирования кода признака парамет15 ра и блок формирования импульсов запрета подсоединен также к входу сумматора, а выход демодулятора через блок селекции кода признака с фазовым компенсатором, блок совпа2О дения и преобразователь аналог код подсоединен к входу блока регистрации и отображения информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 259760, кл. Е 21 В 3/12.

2;Патент CUIA Р 3588804,кл.340-18, опублик. 1974, ВНИИПИ Заказ 9156/44 Тирам 623 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4