Введення
У процесі буріння і при експлуатації свердловин потрібно проводити дослідження, які полягають у вимірі та контролі так званих глибинних параметрів, які характеризують стан самої свердловини або відбуваються в ній технологічні процеси.
При бурінні необхідно контролювати напрям свердловини в просторі, обороти долота, осьовий тиск, обертаючий момент на долоті, стан забійного інструменту і бурового двигуна, виявляти геологічні властивості прохідних порід.
При експлуатації нафтових свердловин потрібно визначати пластовий і забойное тиску, динамічний рівень, температуру, питома вага свердловини рідини і ряд інших глибинних параметрів, а також контролювати стан глубіннонасосной обладнання.
До теперішнього часу режим буріння контролюють в основному за показаннями приладів, що вимірюють наземні параметри: вага інструменту на гаку, тиск у насосної лінії, струм бурового двигуна та інші, що не завжди відображає справжнє значення забійних параметрів буріння, особливо при збільшенні глибини буріння і при викривленні свердловин.
Що Застосовуються способи безпосереднього виміру глибинних параметрів пов'язані з періодичним спуском в свердловину спеціальної вимірювальної апаратури. При цьому, як правило, доводиться призупиняти технологічний процес і піднімати робочий інструмент з свердловини, що призводить до істотних витрат часу і коштів. Періодичність глибинних вимірів не дозволяє безперервно контролювати технологічний режим.
Зростаючі темпи розробок нафтових, газових, вугільних і рудних родовищ пов'язані з бурінням надглибоких і похило-спрямованих свердловин, а також свердловин, що проводяться в ускладнених умовах. У цих випадках необхідно мати безперервний і автоматичний контроль глибинних параметрів протягом усього технологічного циклу буріння та експлуатації свердловини. При великих глибинах свердловини спуск звичайної вимірювальної апаратури на кабелі іноді взагалі неможливий. Виключно важливе значення набуває автоконтроль глибинних параметрів у зв'язку з проблемою буріння свердловин на мантію земної кори глибиною 15-18 км [1]. Ця проблема, що має велике наукове і народногосподарське значення, вимагає вдосконалення всієї техніки буріння. Автоконтроль глибинних технологічних параметрів та геофізичні дослідження в процесі буріння - одне з основних технічних умов проходки таких свердловин.
Якщо в перший період розвитку техніка буріння та експлуатації свердловин удосконалювалася за рахунок застосування більш потужних установок і механізації трудомістких робіт, то останнім часом першорядне значення набуває вдосконалення управління процесами.
Без автоконтролю глибинних параметрів неможлива автоматизація процесів буріння та експлуатації свердловин [5]. В даний час розроблені і випускаються промисловістю регулятори подачі долота при бурінні декількох типів. Однак, як показав досвід, регулятори не можуть забезпечити повною мірою автоматизацію режиму буріння, так як вони реагують на наземні параметри, лише побічно відображають дійсний режим буріння на вибої. Реалізація в регуляторах сигналів, що визначають забійні параметри буріння, значно підвищить якість і розширить область застосування автоматичних регуляторів для буріння.
Автоматичний контроль глибинних параметрів в свердловинах пов'язаний з розробкою спеціальних пристроїв, які містять глибинний прилад, вбудований в робочий інструмент на вибої свердловини. Прилад заміряє глибинні параметри, перетворює їх у вимірювальний сигнал і передає його на поверхню землі по лінії зв'язку між забоєм і Поверхнею. На поверхні сигнал сприймається вторинним приладом, формується для візуального спостереження або реєстрації, або подається в автоматичну установку, або ретранслюється по наземних лініях зв'язку на диспетчерський пункт.
При розробці таких пристроїв контролю дуже важко створити спеціальну глибинну вимірювальну апаратуру і лінію зв'язку між забоєм і поверхнею, які повинні забезпечувати телевимірювання глибинних параметрів необхідної, часто високою, точністю і бути надійними протягом тривалого часу роботи. Глибинна апаратура і канал зв'язку при бурінні та експлуатації свердловин знаходяться в специфічних, дуже важких умовах. Створення лінії зв'язку - першорядне завдання, оскільки від типу лінії зв'язку і її параметрів залежать вибір схеми телеізмерітельной пристрої і конструкція глибинного і наземного приладів.
Якщо для заглибних електроустановок в свердловинах вже є готова лінія зв'язку і завдання полягає в розробці телеізмерітельних пристроїв, то.прі турбінному і роторному способах буріння, а також при фонтанному, компресорному, глубіннонасосной та інших способах експлуатації лінія зв'язку ще не відпрацьована.
В о...
