В Пермском Политехе разработали уникальный высокоскоростной канал связи для мониторинга процесса бурения скважин
В нефтедобывающей промышленности увеличивается доля трудноизвлекаемых запасов, в связи с чем растут объемы бурения горизонтальных скважин, которые во много раз увеличивают эффективность разработки. Поэтому становится актуальным усовершенствование используемых или создание новых технологий при строительстве таких скважин. При их разработке очень важно точно и своевременно передавать весь объем получаемых данных от забойной телеметрической системы, при бурении в нефтяных пластах, к устью скважины. Сегодня существует огромный разрыв между объемом данных, фиксируемых внутрискважинными датчиками и скоростью, с которой эти данные могут передаваться. Для создания высокоскоростного, двухстороннего канала связи при мониторинге траектории ствола скважины ученые Пермского Политеха разработали систему передачи данных с кабельным каналом, проложенным в стенках бурильных труб. Канал связи позволит передавать большой объем информации в режиме реального времени. Разработка повысит технологический суверенитет страны в сфере нефтедобычи.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Бурение и нефть», 2023 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Качественный мониторинг работы скважины и получение достоверных данных о положении ствола скважины, о флюидах, насыщающих породы, а также о технологических параметрах режима бурения повышают эффективность разработки месторождения. Появляется возможность повысить эффективность добычи трудноизвлекаемых запасов, увеличивается коэффициент извлечения нефти, что в свою очередь приводит к росту технических и экономических показателей разработки нефтяных пластов.
Для мониторинга пространственного положения ствола скважины применяются телеметрические системы с различными каналами передачи данных. Но использование именно кабельного канала может обеспечить двустороннюю и самую высокую скорость обмена данными (до 1 Мбит/с). Однако основные проблемы реализации данного метода заключаются в размещении кабеля в теле трубы без нарушения ее прочностных характеристик и передаче сигнала через стыки между трубами.
Разработанная учеными система передачи информации представляет собой колонну стыкующихся бурильных труб, с проложенным в ее стенке медным кабелем. «В качестве базового элемента системы передачи данных выступает бурильная труба диаметром 165 миллиметров и длиной 9,5 метра. Вдоль наружной стенки трубы методом фрезерования мы выполнили паз в виде ласточкиного хвоста. В паз уложили изолированный двухпроводный медный кабель диаметром 1,7 миллиметра и закрепили клеем», – поделился доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Александр Мелехин.
На концах трубы ученые расположили индуктивные катушки, предназначенные для передачи данных от одной трубы к другой посредством возбуждения электромагнитной индукции. При соединении труб в колонну катушки соседних труб соотносятся друг напротив друга. При возбуждении индукции на одной катушке, она передается на другую и регистрируется модулем передачи данных, который также был разработан политехниками.
«Передача данных осуществляется следующим образом. Отправляемые данные с платы управления кодируются пакетами цифровых сообщений. Эти цифровые сообщения последовательно передаются к модулю передачи данных, который осуществляет преобразование информационного пакета в токовый сигнал с заданными характеристиками. Ток передается в индукционную катушку, при прохождении через которую возникает электромагнитное индукционное поле. Оно передается на соседнюю катушку, включенную в сеть со следующим модулем», – объясняет заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, доктор технических наук Сергей Чернышов.
Ключевым элементом разработанного модуля передачи данных является микросхема, которая обеспечивает двунаправленную связь между двумя изолированными устройствами через медный кабель. Микросхема осуществляет кодировку и декодировку логических данных в последовательность импульсов длительностью 120 наносекунд. Скорость передачи данных составляет 1 Мбит/с при длине кабеля до 10 метров.
Представленный учеными кабельный способ передачи данных позволяет создать высокоскоростной, двусторонний канал связи в системе забой-устье при строительстве скважин сложного профиля, а также передавать большой объем информации в режиме реального времени. Технология повысит качество разработки углеводородных месторождений, повысит эффективность добычи трудноизвлекаемых запасов.
Telegram 
Дзен 
VK Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Археологи из Университета Саутгемптона, изучая кранног — доисторический искусственный островок — на озере Боргастейл, обнаружили под каменным покрытием скрытую под водой конструкцию из дерева, возраст которой превышает пять тысяч лет. Эта находка подтвердила, что кранноги могут быть гораздо древнее, чем считалось до сих пор.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно