Способ передачи забойной информации

Изобретение относится к области передачи скважинной информации по беспроводному электромагнитному каналу связи и может быть применено при бурении наклонно направленных скважин. Способ включает формирование информации в виде электрических сигналов и передачу их к устью скважины по колонне бурильных труб с помощью электрического разделителя. Перед передачей скважинной информации на колонну бурильных труб выше электрического разделителя подают постоянное напряжение, которое поляризует поверхность металла колонны, уменьшая его поверхностную проводимость. Это предотвращает замыкание части тока передачи скважинной информации на колонну бурильных труб, увеличивая тем самым мощность принимаемого сигнала. Для предотвращения поляризации нижнего электрода разделителя информационный сигнал на электроды разделителя подают через гальваническую развязку. Для увеличения дальности действия канала связи в состав колонны бурильных труб включают, по крайней мере, еще один электрический разделитель, на который перед передачей информации также подают постоянное напряжение. Технический результат заключается в повышении дальности действия канала связи. 2 з.п. ф-лы.

 

Предлагаемое решение относится к области передачи скважинной информации по беспроводному электромагнитному каналу связи. Предпочтительная область применения - бурение наклонно направленных скважин.

Традиционным является способ передачи скважинной информации, использующий колонну бурильных труб в качестве одного из проводов линии передачи, в качестве второго провода выступает земля, окружающая скважину. Передача информации осуществляется при помощи электрического разделителя, встроенного в колонну бурильных труб. Приемной антенной служит выносной электрод, вбитый в землю. (Пат. 2161701 РФ, Е21В 47/022; пат. 2229733 РФ, G01V 1/22). Однако дальность действия таких систем в значительной мере определяется свойствами геологического разреза скважины, поскольку часть тока передачи скважинной информации замыкается на колонну бурильных труб, понижая тем самым мощность принимаемого сигнала.

Известен способ передачи информации из скважины на поверхность по бескабельному электромагнитному каналу связи, при котором перед передачей информации в скважину закачивают жидкость с высоким электрическим сопротивлением, изолируя таким образом колонну бурильных труб от окружающей скважину породы и повышая тем самым уровень принимаемого сигнала. (Авт. св. 1006740 СССР, Е21В 47/12 - прототип). Известное решение нетехнологично, поскольку занимает много времени на смену раствора.

Цель предлагаемого решения - упрощение способа создания изоляционного слоя на поверхности колонны бурильных труб, что позволит повысить дальность действия канала связи.

Способ передачи забойной информации по электромагнитному каналу связи заключается в формировании скважинной информации в виде электрических сигналов и передаче их к устью скважины по колонне бурильных труб со встроенным в колонну электрическим разделителем. Перед передачей скважинной информации на колонну бурильных труб выше электрического разделителя подают постоянное напряжение.

Информационный сигнал на электроды электрического разделителя может быть подан через гальваническую развязку.

При значительном увеличении дальности передачи информации или ухудшении условий передачи информации в состав колонны бурильных труб выше первого разделителя включают по крайней мере еще один электрический разделитель, на который перед передачей информации также подают постоянное напряжение.

Способ выполняют следующим образом. В скважине, содержащей колонну бурильных труб, разделенных электрическим разделителем, располагают скважинный передатчик, соединенный с верхним и нижним электродами разделителя. На устье скважины размещают источник постоянного напряжения, соединенный с колонной бурильных труб, а другим концом через приемное устройство с приемным электродом. Перед началом передачи информации из скважины на поверхность включают источник постоянного напряжения. Постоянное напряжение поляризует поверхность металла колонны бурильных труб, создавая на поверхности металла двойной электрический слой, который уменьшает поверхностную проводимость металла. Величина постоянного напряжения зависит от проводимости окружающих скважину пород и подбирается опытным путем. После включения скважинного передатчика начинают передачу информации на поверхность. Двойной электрический слой на поверхности металла бурильных труб препятствует замыканию части тока передачи на колонну бурильных труб, увеличивая тем самым мощность принимаемого сигнала. Принимают сигнал на поверхности с помощью приемного электрода и приемного устройства.

При использовании в качестве скважинного передатчика генератора напряжения, внутреннее сопротивление которого близко к нулю, может произойти поляризация нижнего электрода разделителя, что приведет к уменьшению передаваемой мощности. В таких случаях информационный сигнал на электроды электрического разделителя подают через гальваническую развязку, например через конденсатор.

Для повышения дальности действия канала связи постоянное напряжение подают на колонну бурильных труб выше электрического разделителя по крайней мере еще в одной точке. Для этого в состав колонны бурильных труб в точке подачи постоянного напряжения устанавливают дополнительный электрический разделитель, электроды которого подключены к дополнительному источнику питания.

Проведенные исследования по предлагаемому способу подтвердили возможность увеличения дальности связи по беспроводному электромагнитному каналу связи в 1,5-2 раза.

1. Способ передачи забойной информации по электромагнитному каналу связи путем формирования информации в виде электрических сигналов и передачи их к устью скважины по колонне бурильных труб с помощью электрического разделителя, отличающийся тем, что перед передачей информации на колонну бурильных труб выше электрического разделителя подают постоянное напряжение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что информационный сигнал на электроды электрического разделителя подают через гальваническую развязку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав колонны бурильных труб включают по крайней мере еще один электрический разделитель, на который перед передачей информации также подают постоянное напряжение.