Назначение
Системы телеметрические забойные MWD предназначены для измерений в скважине азимута и зенитного угла ствола горизонтальной или наклонно-направленной скважины и угла установки отклонителя, передачи данных по гидравлическому каналу связи и дешифрации на поверхности земли измеренных параметров, индикации и регистрации азимута и зенитного угла ствола скважины, угла установки отклонителя в процессе бурения скважины гидравлическим забойным двигателем.
Описание
Принцип действия системы телеметрической забойной MWD основан на измерении в скважине в трех направлениях, с помощью трех ортогонально установленных акселерометров, значений проекций вектора силы тяжести на ось чувствительности акселерометра и измерениях в трех направлениях, с помощью трех магнитометров, проекций вектора напряженности естественного магнитного поля Земли на ось чувствительности магнитометра. На основании этих измерений вычисляются азимутальный и зенитный углы скважины, а также угол установки отклонителя.
Для передачи информации с забоя скважины используется беспроводной гидравлический канал связи. Приём информации осуществляется в наземное приемное устройство - Интерфейс Безопасной Зоны (ИБЗ).
Перед непосредственной эксплуатацией системы телеметрической забойной MWD операторы производят сборку скважинного оборудования телеметрической системы. Далее производится установка сборки скважинных модулей телеметрической системы в Немагнитную Утяжеленную Буровую Трубу (НУБТ) с целью исключения влияния магнитной массы компоновки низа бурильной колонны (КНБК) на показания азимута, которая входит в состав КНБК.
При движении по траектории наклонно направленной скважины сборка скважинного прибора меняет свою пространственную ориентацию, а именно отклоняется от вертикали на зенитный угол, поворачивается в скважине на визирный угол по отношению к плоскости наклона и ориентируется по направлению наклона траектории относительно точки устья скважины на азимутальный угол. При возникновении циркуляции промывочной жидкости в гидравлической линии бурового инструмента датчик определения циркуляции пульсатора формирует управляющую команду и инициализирует процесс съема и передачи инклинометрических замеров для определения зенитного угла и азимута искривления буровой скважины с целью контроля её пространственного положения. После этого скважинный прибор переключается в режим выполнения постоянных замеров для определения визирного угла сборки скважинных приборов телеметрической системы по отношению к плоскости наклона.
Пульсатор телеметрической системы в составе сборки скважинных модулей телеметрической системы, по команде от модуля ориентирования последовательно генерирует положительные перепады давления бурового раствора, чтобы передавать полученные в скважине данные на поверхность. Эти импульсы создаются открытием и закрытием внутреннего клапана в диафрагменном узле. В открытом положении клапана происходит кратковременное уменьшение площади пропускаемого через диафрагменный узел бурового раствора. Тем самым создается небольшое изменение давления внутри бурильной колонны, которое регистрируется на поверхности как относительно малое (2-3,5 атм.) увеличения давления в нагнетательной линии манифольда буровой установки, и называется «импульсом положительного давления». Наземная система состоит из датчиков и оборудования необходимого для получения сигнала от скважинного прибора, а также распознавания и обработки измеренных данных инклинометрии в скважине. Сигналы от скважинного модуля, через Датчик Давления в нагнетательной линии, поступают в ИБЗ системы MWD, где автоматически извлека-
ются из кривой давления, фильтруются и передаются на персональный компьютер. Полученный сигнал декодируется в измеренные значения угла установки отклонителя, зенитного угла, азимута и вспомогательных параметров для контроля состояния забойного оборудования. Измеренные данные записываются в общую базу данных и выводятся на экран компьютера инженера по бурению и Пульт Бурильщика на столе ротора буровой установки в режи
ме реального времени.
Внешний вид системы телеметрической забойной MWD показан на рисунке 1.
Рисунок 1
Программное обеспечение
Идентификационные данные программного обеспечения:
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| ПО MWD | 2-bay firmware | V01.60 | - | - |
Установка метрологически значимой составляющей программного обеспечения MWD (2-bay firmware) производится в заводских условиях при производстве. В процессе эксплуатации не предусматривается какое-либо воздействие на ПО: установка или изменение ПО, настройка параметров, за исключением настроек прибора на местные условия работы и порядок передачи данных. В интерфейсе связи нет возможности влиять на ПО. Доступ к метрологически значимой части ПО в процессе эксплуатации невозможен без вскрытия корпуса инклинометра и использования специализированного ПО.
Контрольная сумма ПО не может быть расссчитана и проверена ввиду закрытого производителем кода.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Диапазон измеряемых углов, ... °:
- зенитного угла от 0 до
- азимутального угла от 0 до
- угла установки отклонителя от 0 до
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения статических зна-
чений параметров, .°:
- зенитного угла
- азимутального угла в диапазоне измерения углов зенита, .°:
диапазон зенитных углов до 5°
диапазон зенитных углов свыше 5°
- угла установки отклонителя, .°:
Диапазон рабочих температур, °С от -20 до 150
Габаритные размеры, мм, не более: диаметр
длина
Масса, не более, кг
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на титульных листах эксплуатационных документов типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Оборудование скважинное: Модуль ориентирования, пульсатор, корпуса батарей, пружинные центраторы, копьевидный наконечник и посадочная муфта. | 1 комплект | |
| Оборудование наземное: Интерфейс Безопасной Зоны (ИБЗ), Пульт Бурильщика, энкодер хода барабана, датчики давления и веса на крюке, соединительные кабели. | 1 комплект | |
| Запасные части, инструмент и принадлежности | 1 комплект | |
| Компьютер, программное обеспечение и принадлежности | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | |
| Методика поверки МП ТИнТ-31-2012 | 1 | |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП ТИнТ-31-2012 «Системы телеметрические забойные MWD. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ООО «ТестИнТех» 27 января 2012 г.
Перечень основного поверочного оборудования
| Наименование средств поверки | № Госреестра, погрешность |
| Квадрант оптический КО-30М | 26905-04, ПГ ±30” |
| Теодолит 4Т30П | 5305-95, (0-360°, ПГ± 30") |
| Установка УАК-СИ-АЗВ | азимут - 0-360°; зенитный угол - 0-180°; угол отклонителя - 0-360° |
Сведения о методах измерений
Измерения проводятся в соответствии с документом «Системы телеметрические забойные MWD. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.016-81 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла.
2. ГОСТ 26116-84 Аппаратура геофизическая скважинная. Общие технические условия
Рекомендации к применению
- для применения вне сферы государственного регулирования.
