Ученые из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) внедрили технологию по передаче данных через буровой раствор. Такое решение обеспечивает стабильную связь на больших глубинах, снижает негативное влияние вибраций и шума, а главное, в 1,5-2 раза дешевле зарубежных аналогов. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Для успешного строительства нефтяной скважины критически важно точно управлять движением бурового оборудования (особенно когда расстояние от точки начала бурения до нефтегазоносного пласта достигает нескольких километров). Традиционные способы передачи данных о состоянии скважины и инструмента не всегда помогают: кабели закручиваются вокруг бурового инструмента и рвутся, радиоволны не проходят через толщу земли, а шум оборудования заглушает звуковые сигналы.
Выход из ситуации нашли ученые горно-нефтяного факультета ПНИПУ. В качестве канала связи они решили использовать буровой раствор, применяемый при строительстве скважин для охлаждения и смазки бурового инструмента, а также для выноса шлама на поверхность. Для этого в интеллектуальную систему управления траекторией ствола скважин на оптико-волоконных гироскопах внедрили пульсатор — механическую «тарелку», которая крепится на буровой ствол и перекрывает поток раствора с заданной частотой, создавая гидравлические импульсы (гидроудары). Они преобразуются в двоичный код (0 и 1), где каждый гидроудар — это сигнал. Подобно азбуке Морзе, гидроудары несут цифровую информацию о параметрах бурения: например, серия единиц означает длительный всплеск давления.
На поверхности 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.
«Главное преимущество технологии — ее универсальность и надежность, – отметил доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, к.т.н. Александр Мелехин. – Система работает на глубине до 3000 метров, не требует остановки бурения для обслуживания и использует уже имеющуюся в скважине инфраструктуру. По предварительным оценкам, ранее созданный высокотехнологический комплекс для строительства скважин при использовании такого решения будет в 1,5-2 раза дешевле зарубежных аналогов».
