ьні значення всіх варійованих параметрів;
- Аналізувалися ЧХ при зміні одного з параметрів, зберігаючи інші параметри постійними і рівними їх центральним значенням.
На малюнку 15 наведено амплітудно-частотні характеристики для різних значень коефіцієнта загасання a. З графіків видно, що коефіцієнт загасання a в більшій мірі впливає на форму частотної характеристики для зміни витрати. Через наявність компенсатора бурового насоса сигнал по тиску знижується до рівня 10% від свого початкового значення вже на частотах від 0.8 до 1.6 Гц залежно від коефіцієнта загасання, в той час, як сигнал по витраті залишається інформативним на більш високих частотах. Але необхідно відзначити, що при величині коефіцієнта загасання a lt; 0,3 1/с можливе виділення сигналу на датчику тиску при робочій частоті 0,5 Гц. Сплески частотних характеристик викликаються резонансними явищами. Значення резонансних частот безпосередньо пов'язані з довжиною лінії.
На малюнку 16 наведено амплітудно-частотні характеристики для різних довжин гідравлічної лінії. Очевидно, що чим довша лінія, тим сильніше загасає сигнал, переданий з вибою; особливо це помітно для сигналу по витраті. Так, в порівнянні з довжиною лінії 1000 м на 6000 м рівень сигналу падає в три рази. При довжині лінії 6000 м і наявності компенсатора сигнал по тиску перестає бути інформативним, починаючи вже з 0.8 Гц, в той час як сигнал по витраті може бути успішно використаний для декодування забійній інформації при всіх довжинах - від 1000 до 6000 м.
Малюнок 15 - АЧХ лінії при різних коефіцієнтах передачі
Малюнок 16 - АЧХ гідравлічної лінії при різних довжинах
На малюнку 17 наведено АЧХ для різних режимів роботи компенсаторів бурових насосів. З графіків видно, що в області частот до 2 Гц величина тиску повітря в компенсаторі (при постійному об'ємі камери) робить істотний вплив на виділення сигналу, як по тиску, так і по витраті. При зростанні тиску (зниження значення коефіцієнта компенсатора) сигнал по витраті знижується, а по тиску зростає. При збільшенні тиску повітря в компенсаторі в десять разів до значення (перекачування компенсатора) можна домогтися того, що рівень сигналу по тиску на робочих частотах стане порівнянним з рівнем сигналу по витраті, а при подальшому збільшенні тиску перевищить його, але при цьому компенсатор перестане виконувати свою безпосередню функцію [21].
Рис. 17 АЧХ лінії при різних значеннях тиску в компенсаторі
На малюнку 18 наведено АЧХ гідравлічної лінії при різних значеннях діаметра бурильних труб [13]. З графіка видно, що діаметр бурильних труб впливає головним чином на частотні характеристики сигналу по витраті. Це пояснюється тим, що з одного боку, від внутрішнього діаметра труб залежить площа перерізу S, а з іншого боку, внутрішній діаметр впливає на коефіцієнт загасання а, який більшою мірою впливає на сигнал по витраті. Так, при зміні зовнішнього діаметра труби від 114 мм до 168 мм при збереженні незмінної кінематичної в'язкості розчину коефіцієнт загасання знижується майже в 2,5 рази.
Рис. 18 АЧХ гідравлічної лінії для різних діаметрів бурильних труб
На малюнку 19 наведено амплітудно-частотні характеристики для різних значень щільності бурового розчину. З графіків видно, що при незмінному коефіцієнті загасання частотні характеристики лінії мало залежать від цього параметра.
Малюнку 19 АЧХ гідравлічні лінії при зміні щільності бурового розчину
Наведені вище частотні характеристики показують, що в ідеальному випадку гідравлічний канал зв'язку дозволяє приймати забійну інформацію в порівняно широкій смузі частот навіть незалежно від режимів роботи компенсаторів бурових насосів, використовуючи наземні датчики тиску і витрати. Причому слід звернути увагу на те, що спад АЧХ тиску з ростом частоти обумовлений, в основному, що не наявністю загасання, а фізичними властивостями гідравлічного каналу як лінії з розподіленими параметрами. Тому моделювання гідравлічного каналу напівнескінченної лінією, щонайменше, некоректно, а в ряді випадків може взагалі привести до невірних результатів [20].
Проте, представляє безперечний інтерес аналіз частотних характеристик гідравлічної лінії для найгірших умов роботи, відповідних самому несприятливого поєднанню параметрів, при яких повинні забезпечуватися надійна передача і прийом забійній інформації. АЧХ для таких умов наведено на рис. 20.
Малюнок 20 АЧХ гідравлічної лінії при несприятливому для передачі сигналу поєднанні параметрів лінії і різних значеннях гідравлічного опору
З побудова...
