Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу



Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу
Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу

 


Владельцы патента RU 2523324:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение относится к системам передачи телеметрической информации для морских буровых установок. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, чувствительности, а также снижение энергетического потенциала электромагнитного канала передачи телеметрической информации при меньшем количестве приборов, необходимых для передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу. Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу содержит этапы, на которых формируют скважинную информацию в виде электромагнитного сигнала, излучают этот сигнал с помощью излучателя и принимают телеметрическую информацию в виде электромагнитного сигнала. При этом прием телеметрической информации осуществляют с помощью кабельной антенны с отрицательной плавучестью. Причем в состав кабельной антенны входят активный двухэлектродный участок и симметричный фидер в виде скрученной пары проводов. При этом длина фидера выбирается не меньше глубины моря в месте погружения кабельной антенны на шельф. Кроме того, сигнал, принимаемый антенной может быть усилен с помощью усилителя, включенного в состав кабельной антенны между активным двухэлектродным участком и симметричным фидером. Дополнительно принимаемый сигнал фильтруют с помощью режекторного фильтра, включенного в состав кабельной антенны между двухэлектродным участком и усилителем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение. Изобретение относится к системам передачи телеметрической информации для морских буровых установок.

Уровень техники.

К аналогам изобретения относятся технические решения, использующие беспроводной электромагнитный канал связи для передачи телеметрической информации с забоя континентальной скважины на поверхность (патенты РФ на изобретения №№2426878, 2200835, 2378509, 2351759, патенты РФ на полезные модели №№60626, 85193, 90124). Однако высокий уровень затухания электромагнитного поля в морской воде наряду с высоким уровнем атмосферных помех и помех, создаваемых оборудованием буровой установки, не позволяют использовать эти изобретения в морских условиях из-за крайне низкой эффективности.

Ближайшим аналогом (прототипом) изобретения является способ беспроводной связи в подводной среде (патент РФ №2323336, пункт 1 формулы изобретения).

Способ беспроводной связи в подводной среде, выбранный за прототип, заключается в том, что обеспечивают беспроводную электрическую связь между электрическими приборами, размещенными в подводной буровой скважине, и электрическими приборами, размещенными на морском дне или на коротком расстоянии от него, через пласт для определения характеристик пластового резервуара; обеспечивают беспроводную электрическую связь между электрическими приборами, которые размещены на морском дне или на коротком расстоянии от него, через морскую воду для исследования характеристик пласта.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести:

- необходимость использования для передачи телеметрической информации от забоя шельфовой скважины на морскую платформу промежуточного звена (электрических приборов, размещаемых на морском дне или в непосредственной близости от него), которые требуют обслуживания, снижают надежность системы передачи информации и ведут к ее удорожанию;

- высокий уровень атмосферных помех и помех, создаваемых оборудованием буровой установки, которые снижают чувствительность поверхностного приемного узла и эффективность системы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности, чувствительности и снижение энергетического потенциала электромагнитного канала передачи телеметрической информации от забоя шельфовой скважины на морскую платформу.

Технический результат - уменьшение количества приборов, необходимых для реализации данного способа.

Раскрытие изобретения

Решение поставленной задачи достигается за счет использования для приема сигналов скважинного забоя антенны в виде кабеля с отрицательной плавучестью, в состав которого входят двухэлектродный активный участок с усилителем и режекторным фильтром в его основании и симметричный фидер, соединяющий активный участок с приемной аппаратурой, расположенной на морской платформе. При этом длина фидера выбирается достаточной для погружения активной части антенны на дно моря для исключения влияния атмосферных помех и помех, создаваемых оборудованием буровой платформы, на чувствительность приема, а следовательно, и на необходимую для обеспечения связи энергетику канала. Отрицательная плавучесть исключает возможность всплытия кабеля. Использование усилителя в основании активного участка антенны позволяет повысить помехозащищенность передачи сигнала по длинному симметричному фидеру, а использование режекторного фильтра - исключить влияние мощных дискретных помех промышленного происхождения.

Краткое описание чертежей.

Структура электромагнитного канала связи, реализующего предложенный способ передачи телеметрической информации, показана на фиг.1.

Вариант конструкции кабельной антенны, входящей в состав электромагнитного канала связи, показан на фиг.2.

На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:

1 - колонна бурильных труб,

2 - электрический разделитель,

3 - аппаратура формирования сигнала,

4 - скважинный передатчик,

5 - верхний электрод,

6 - нижний электрод,

7 - верхняя часть колонны бурильных труб,

8 - нижняя часть колонны бурильных труб;

9 - кабельная антенна,

10 - активный двухэлектродный участок кабельной антенны,

11 - симметричный фидер кабельной антенны,

12 - приемное устройство,

13 - антенный усилитель,

14 - режекторный фильтр.

Осуществление изобретения

Способ передачи телеметрической информации по электромагнитному каналу связи заключается в формировании скважинной информации в виде электрического сигнала, излучении его с помощью излучателя, состоящего из двух частей буровой трубы, разделенных диэлектрической вставкой, в окружающее пространство, приеме электромагнитного сигнала на погруженный активный участок кабельной антенны, усилении его при необходимости с помощью антенного усилителя, подавлении при необходимости сосредоточенных по спектру помех промышленного происхождения с помощью режекторного фильтра и передаче сигнала по симметричному фидеру на приемную аппаратуру морской платформы.

Способ выполняют следующим образом. В скважине, содержащей колонну бурильных труб 1, разделенных электрическим разделителем 2, помещают аппаратуру формирования сигнала 3, содержащего телеметрическую информацию, и скважинный передатчик 4. Передатчик 4 подключают к верхнему 5 и нижнему 6 электродам электрического разделителя 2, которые соединяют, соответственно, с верхней 7 и нижней 8 частями колонны бурильных труб 1, выполняющими роль излучателя электромагнитного сигнала, содержащего телеметрическую информацию, в окружающее пространство. Прием электромагнитного сигнала осуществляют на кабельную антенну 9, в состав которой вводят активный двухэлектродный участок 10 и симметричный фидер 11, выполненный в виде скрученной пары проводов и подключенный, с одной стороны - к активному участку 10, а с другой - к приемному устройству 12, которое располагают на буровой платформе. Для снижения влияния атмосферных помех и помех, создаваемых оборудованием буровой платформы на чувствительность приема, активный участок кабельной антенны 10 погружают на дно, что обеспечивается выбором длины фидера 11 и отрицательной плавучестью кабельной антенны. Для защиты принятого сигнала от влияния помех, создаваемых оборудованием буровой платформы, при передаче его от активного участка 10 на приемник 12, симметричный фидер 11 выполняют в виде скрученной пары проводов, при этом длина фидера выбирается не менее глубины моря в месте погружения двухэлектродной кабельной антенны на шельф. В качестве дополнительной меры повышения помехозащищенности приема и передачи телеметрической информации между активным участком 10 и фидером 11 при необходимости включают антенный усилитель 13 и режекторный фильтр 14.

Данная совокупность признаков способа реализована в опытном образце комплекта аппаратуры морского канала передачи телеметрической информации.

Таким образом, данным способом передачи телеметрической информации достигается заявленный технический результат - уменьшение количества приборов, требуемых для передачи информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу.

1. Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу, заключающийся в формировании скважинной информации в виде электромагнитного сигнала, излучении электромагнитного сигнала с помощью излучателя, приеме телеметрической информации в виде электромагнитного сигнала, отличающийся тем, что прием телеметрической информации на платформе осуществляют с помощью кабельной антенны с отрицательной плавучестью, в состав которой входят активный двухэлектродный участок и симметричный фидер в виде скрученной пары проводов, длина которого выбирается не меньше глубины моря в месте погружения двухэлектродной кабельной антенны на шельф.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал, принимаемый активным двухэлектродным участком, усиливают с помощью усилителя, включенного в состав кабельной антенны между активным двухэлектродным участком и симметричным фидером.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сигнал, принимаемый активным двухэлектродным участком, фильтруют с помощью режекторного фильтра, включенного в состав кабельной антенны между двухэлектродной антенной и усилителем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов связи.

Изобретение относится к области радиотехники, касается радиоприема сигналов на подводном аппарате и может быть использовано для связи и навигации без всплытия аппарата, в том числе в подледном положении.
Изобретение относится к дальней радиосвязи и может быть использовано для обеспечения организации и прогнозирования работы каналов радиосвязи с подводными объектами.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при изготовлении конформных антенн с поверхностью, имеющей участки двойной кривизны. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при организации двухсторонней связи погруженного в водную среду объекта, например подводной лодки, с подводным, надводным, наземным и воздушным объектами, в том числе при покрытии водной поверхности льдами.

Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано для связи с удаленными морскими объектами. .

Изобретение относится к технике передачи информации в проводящих средах с использованием электрических полей в качестве физического носителя информации. .

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в системах телемеханики для диагностики и управления удаленными объектами по трубопроводу. .

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к технике проводной связи, и может быть использовано для организации связи с глубокопогруженными подводными лодками.

Изобретение относится к системам звукопоглощения и может быть использовано в судостроении, морском приборостроении. .

Изобретение относится к области нефтепромысловой геофизики и может быть использовано при проведении геофизических исследований наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке продуктивного пласта и определении параметров продуктивного коллектора.

Группа изобретений относится к горному делу, в частности к геофизическим исследованиям скважин, и может быть использовано для осмотра скважин при проведении ремонтных работ.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для работы в составе измерительных установок и передачи данных о параметрах нефтегазоводяного потока в вычислительный блок измерительной установки для корректировки данных, участвующих в вычислении дебита продукции нефтяных скважин.

Изобретение относится к способу и устройству для контроля давления и/или температуры в одном или более кольцевых пространствах обсадной трубы скважины в естественном залегании без нарушения герметичности скважины или конструкции скважины.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при определении нефтенасыщенных пластов в разрезе скважины. Техническим результатом является повышение точности определения нефтенасыщенного пласта в разрезе скважины.

Изобретение относится к использованию оптоволоконных систем измерения температуры и может быть использовано в скважинах с водородной средой. Техническим результатом является обеспечение возможности работы волоконно-оптического датчика в условиях с более высокой температурой и повышение надежности его работы в течении всего срока службы.

Предложенное изобретение относится к области бурения направленных скважин, в частности к методам управления направлением бурения скважин. Техническим результатом является повышение точности управления траекторией бурения и выравнивания одной скважины относительно другой скважины.

Изобретение относится к области прикладной ядерной геофизики, группе геофизических методов, предназначенных для оценки технического состояния ствола газовых скважин, и может быть использовано в газодобывающей отрасли при решении вопросов эксплуатации и ремонта газовых скважин месторождений и подземных хранилищ газа (ПХГ).

Изобретение относится к исследованию скважин, имеющих горизонтальные участки большой протяженности, и может быть применено для доставки прибора. Устройство содержит геофизический кабель с размещенным на нем движителем, выполненным из набора грузов, и закрепленный на конце геофизического кабеля прибор.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к измерению и регистрации физических параметров флюида в условно-горизонтальных скважинах, и может быть использовано при проведении геофизических исследований. Техническим результатом является регистрация границ раздела фаз скважинного флюида и скорости течения каждой отдельной фазы в условно-горизонтальных скважинах. Устройство содержит корпус, в котором установлен блок датчиков давления, температуры, влагомера и дебитомера, блок электроники, соединенный, с одной стороны, геофизическим кабелем с наземной станцией управления и, с другой стороны, с указанными датчиками, стыковочный узел с головкой кабельного разъема и центратор. На корпусе с помощью рычажного механизма закреплен контрольно-измерительный модуль, включающий инклинометр и дополнительные датчики, по крайней мере, влагомера и дебитомера, связанные соединительным кабелем с блоком электроники, с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вектора гравитации между обсадной трубой и корпусом, расположенным в нижней части профиля обсадной трубы посредством центратора и стыковочного узла, выполненного с приводом поворота корпуса с контрольно-измерительным модулем на угол смещения их от вектора гравитации, заданный инклинометром через блок электроники. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх