Гидравлический канал связи

Этот канал использует для передачи информации гидравлические импульсы давления, создаваемые исполнительным механизмом скважинного зонда за счет энергии потока промывочной жидкости и несущие информацию, закодированную в двоичной цифровой форме. Импульсы проходят вверх по столбу промывочной жидкости внутри бурильной колонны и воспринимаются датчиком давления в напорном манифольде циркуляционной системы буровой. Затем сигнал с помощью электроники отфильтровывается от шума, дешифруется и передается на компьютер.

Разработаны и применяются три разновидности систем с гидравлическим каналом связи:

Ø системы с положительными импульсами (рисунок 3);

Ø системы с отрицательными импульсами (рисунок 4);

Ø
системы с непрерывными импульсами (рисунок 5).

Рисунок 3 – Система с положительными импульсами

Система с положительными импульсами (рисунок 3) создает их путем кратковременного перекрывания проходного сечения потока промывочной жидкости.

Рисунок 4 – Система с отрицательными импульсами

Система с отрицательными импульсами (рисунок 4) создает импульсы кратковременного падения давления в бурильной колонне и в стояке путем кратковременного сообщения потока раствора в колонне с кольцевым пространством, т.е. перепускания части жидкости мимо забойного двигателя и долота.

Рисунок 5 –Система с непрерывной посылкой импульсов

Система с непрерывной посылкой импульсов (рисунок 5) кодирует информацию путем создания сдвига фаз между импульсами.

Из этих трех разновидностей систем с гидравлическим каналом связи в последнее время наиболее часто применяются системы с положительными импульсами, поскольку они создают более мощные (и, соответственно, легче улавливаемые на поверхности) импульсы давления.

Электрическое питание привода гидравлического клапана и электроники осуществляется от вращающего в потоке бурового раствора турбогенератора и аккумуляторов (рисунок 6), либо от батарей.

Рисунок 6 – Исполнительный механизм, тарелка клапана и турбогенератор системы с гидравлическим каналом связи (с положительными импульсами).

Седло клапана (рисунок 7) закреплено в проточной трубе (рисунок 8), внутри проточной трубы устанавливается показанная на рисунке 6 сборка с присоединенным к ней инклинометрическим блоком, а сама проточная труба герметично вставляется в ориентирующий переводник. Ориентирующий переводник, в зависимости от конструкции телесистемы, наворачивается на немагнитную трубу сверху или снизу, так что инклинометрический блок оказывается в немагнитной трубе.

Рисунок 7 – Седло и тарелка гидравлического клапана

из износостойкого материала

Рисунок 8 – Проточная труба в переносном футляре

Все системы с гидравлическим каналом связи очень чувствительны к свойствам бурового раствора (содержанию газа, песка и наполнителей для ликвидации поглощений), перепадам давления, акустическим помехам, что является существенным их недостатком. Еще один недостаток, – низкая скорость передачи данных.

Однако важными достоинствами гидравлического канала связи являются возможность свободного вращения бурильной колонны, оснащенной этими системами телеметрии, и простота применения (телеметрическая сборка в диамагнитной трубе включается в состав КНБК над забойным двигателем и вместе с бурильной колонной спускается на забой, управление передачей данных осуществляется кратковременным выключением и включением буровых насосов). Поэтому системы с гидравлическим каналом связи получили очень большое распространение. Часто их называют системами MWD (Measurement While Drilling). Кроме инклинометрического блока, современные системы Mud-pulse (еще одно их название) имеют дололнительно блоки каротажа, и называются системами LWD (Logging While Drilling) (рисунок 9).