27. Электрический канал связи по трубам из скважин.

Разработка систем автоматического контроля глубинных параметров связана с разработкой глубинных датчиков, которые во время процесса бурения находились бы на забое скважины, и канала связи между забоем и устьем скважины. При выборе канала связи следует учитывать высокое давление и температуру в сква­жине, циркуляцию в скважине абразивных веществ (промывочной жидкости, несущей выбуренную породу) ограниченные га­бариты скважины, электропроводность породы и т. д.

Электрические проводные каналы при существующих способах бурения встраивают в бурильные трубы. Однако необходимость свинчива­ния и развинчивания труб при спуско-подъемных операциях и при наращивании колонны в процессе бурения требует создания сложных устройств для контакта между отдельными секциями проводного канала. При использовании токоподвода погружного электродвигателя (ПЭД) применяют высокочастотный метод раз­деления канала питания этой установки и измерительного канала.

Н а рис.1 показаны варианты межфаз­ного присоединения глубинного измеритель­ного устройства (ГИУ) и наземного измерительного устройства (НИУ). При таком присоединении снижение сопротивления изоляции на одной из фаз токоподвода вплоть до нуля практически не влияет на передачу измерительного сигнала. Заградительный фильтр Z_ф представляет собой одну или несколько катушек индуктивности с парал­лельно подключенными к ним емкостями. Параметры фильтра подбираются с условием, чтобы фильтр имел достаточное сопротивле­ние высокочастотному току и по возможности меньшее сопротивление силовому току, чтобы не создавалось заметной асимметрии напря­жений.

Электрический беспроводный канал: Между электродами (рис.2), расположенными в сква­жине, генератором 1 создается электрическое поле Е, часть кото­рого может достигать поверхности земли. В качестве одного из элект­родов используются бурильные тру­бы 3, а в качестве второго — ниж­няя часть колонны, изолированная от труб втулкой 2. Если на поверх­ности земли на определенном рас­стоянии от бурильных труб воткнуть в землю электрод 4, то между ними будет получена разность потенциалов ΔU, величина которой будет зави­сеть от силы и частоты электриче­ского тока, расходуемого в цепи между электродами, от расстояния между электродами (от величины изолированного участка на буриль­ных трубах), сопротивления горных пород, глубины погружения заземля­ющего электрода и от других факторов. (5 — пока­зывающий прибор)

Надежный прием сигналов от ГИУ с больших глубин возмо­жен при большой мощности генератора. Импульсный метод пере­дачи сигнала позволяет применять генераторы меньшей мощности. Увеличения дальности приема можно добиться повышением чувствительности приемной аппаратуры с соответствующими фильтрами и снижением уровня помех. Затухание сигналов в канале может быть резко снижено покрытием бурильных колонн изоляционной пленкой.

Дальность надежной передачи информации по каналу связи может быть повышена также снижением частоты сигналов до десятых долей герца.