RU136487U1 - ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL - Google Patents

ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL Download PDF

Info

Publication number
RU136487U1
RU136487U1 RU2013141684/03U RU2013141684U RU136487U1 RU 136487 U1 RU136487 U1 RU 136487U1 RU 2013141684/03 U RU2013141684/03 U RU 2013141684/03U RU 2013141684 U RU2013141684 U RU 2013141684U RU 136487 U1 RU136487 U1 RU 136487U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
telemetry system
pipe string
emitter
module
Prior art date
Application number
RU2013141684/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Искандерович Денисов
Илья Александрович Разумов
Анатолий Александрович Андреев
Валерий Прокофьевич Коданев
Андрей Николаевич Свадковский
Владимир Ильич Макушев
Сергей Петрович Слюсенко
Сергей Геннадьевич Филинков
Станислав Евгеньевич Цыганков
Александр Александрович Дорофеев
Владислав Викторович Воробьев
Рустам Разифович Хасанянов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи"
Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика"
Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи", Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика", Открытое акционерное общество "Севернефтегазпром" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГЕРС Технолоджи"
Priority to RU2013141684/03U priority Critical patent/RU136487U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU136487U1 publication Critical patent/RU136487U1/en

Links

Images

Abstract

Акустическая телеметрическая система контроля скважинных процессов, использующая колонну труб для передачи данных с помощью акустических волн, состоящая из наземной части приема, регистрации и обработки акустического сигнала и спускаемой в скважину скважинной части, в состав которой входят блок акустического излучателя, модуль акустического передатчика, автономный источник питания и измерительный модуль, отличающаяся тем, что скважинная часть телеметрической системы размещена непосредственно под колонной труб, при этом под нижней трубой колонны труб с помощью резьбового соединения последовательно установлены акустический излучатель и защитный контейнер, внутри которого последовательно размещены модуль акустического передатчика, автономный источник питания и измерительный модуль, а в качестве акустического излучателя используется резонансный электродинамический преобразователь, настроенный на частоту около 400 Гц с относительной полосой излучения около 10%.An acoustic telemetry system for monitoring downhole processes using a pipe string for transmitting data using acoustic waves, consisting of the ground part of receiving, recording and processing an acoustic signal and lowering the borehole part into the well, which includes an acoustic emitter unit, an acoustic transmitter module, an autonomous source power supply and measuring module, characterized in that the borehole part of the telemetry system is located directly below the pipe string, while under the bottom an acoustic emitter and a protective container are installed in series with a threaded pipe string using a threaded connection, inside which an acoustic transmitter module, an autonomous power supply and a measuring module are sequentially placed, and a resonant electrodynamic transducer tuned to a frequency of about 400 Hz with a relative radiation band is used as an acoustic emitter about 10%.

Description

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть использована для непрерывной передачи на устье наблюдательной скважины информации, измеряемой в продуктивном пласте, с целью контроля скважинных процессов.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be used to continuously transmit information measured in the reservoir at the mouth of the observation well in order to control well processes.

Для функционирования стационарных беспроводных телеметрических систем, обеспечивающих периодическое измерение забойной информации и доставку результатов измерений на поверхность скважины, наиболее целесообразной является передача данных по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) с помощью акустических волн.For the operation of stationary wireless telemetry systems that provide periodic measurement of downhole information and the delivery of measurement results to the surface of the well, it is most appropriate to transmit data through a tubing string using acoustic waves.

Известны телеметрические системы передачи забойных параметров с помощью акустического канала связи с передачей измерительной информации по колоннам НКТ (см., например, патенты US 4293936, МПК E21B 47/16, G01V 1/40, опубл. 1981-10-06; US 5477505, МПК E21B 47/16, опубл. 1995-12-19; ИЗ 7257050, МПК E21B 47/16, G01V 1/005, опубл. 2007-08-14). В состав телеметрических систем входят, как правило, скважинный блок, содержащий акустический генератор, контроллер, систему датчиков для измерения требуемых параметров забоя, устройство для передачи акустического сигнала в эксплуатационную колонну и наземную аппаратуру приема сигнала и его анализа.Known telemetry systems for transmitting downhole parameters using an acoustic communication channel with the transmission of measurement information through tubing strings (see, for example, patents US 4293936, IPC E21B 47/16, G01V 1/40, publ. 1981-10-06; US 5477505, IPC E21B 47/16, publ. 1995-12-19; IZ 7257050, IPC E21B 47/16, G01V 1/005, publ. 2007-08-14). Telemetry systems usually include a borehole unit containing an acoustic generator, a controller, a sensor system for measuring the required face parameters, a device for transmitting an acoustic signal to a production casing and ground-based signal receiving and analysis equipment.

Для передачи акустического сигнала в известных системах подлежат использованию элементы колонны одинаковой длины (соответственно, трубы и муфты), представляющие собой идеальную периодическую акустическую структуру с четко выраженными частотными полосами прозрачности и подавления. Данное условие накладывает ограничения на возможность использования известных систем в практической деятельности, то есть при компоновке колонн из труб случайной произвольной длины.To transmit an acoustic signal in known systems, column elements of the same length (pipes and couplings, respectively), which are an ideal periodic acoustic structure with clearly defined frequency bands of transparency and suppression, should be used. This condition imposes restrictions on the possibility of using known systems in practice, that is, when assembling columns of pipes of random arbitrary lengths.

Известна телеметрическая система ATS™ с акустическим каналом связи по колонне НКТ, предназначенная для измерительных спусков при обследовании нефтяных и газовых скважин на опускаемой колонне труб (см. Acoustic Telemetry System ATS™. // Testing & Subsea. H01910 01/10. www.hallibarton.com, опубл. на Presentation at the 2003 Offshore Technology Conference held in Houston, Texas, U.S.A., 5-8 May 2003).The well-known ATS ™ telemetry system with an acoustic communication channel along the tubing string is designed for measuring runs when examining oil and gas wells on a lowered pipe string (see Acoustic Telemetry System ATS ™. // Testing & Subsea. H01910 01/10. Www.hallibarton .com, published at Presentation at the 2003 Offshore Technology Conference held in Houston, Texas, USA, 5-8 May 2003).

Известная телесистема ATS™ не рассчитана на долговременное стационарное использование в эксплуатируемых скважинах, что ограничивает возможности ее применения. Кроме того, данная телеметрическая система сложна конструктивно.The well-known ATS ™ telesystem is not designed for long-term stationary use in production wells, which limits its application. In addition, this telemetry system is structurally complex.

Известна телеметрическая система контроля параметров забоя, использующая колонну труб для передачи данных с помощью акустических волн (см. патент РФ 112266, МПК E21B 47/16, G01V 1/40, опубл. 10.01.2012), принятая за наиболее близкий аналог. Телеметрическая система содержит наземный модуль приема и обработки сигнала и забойный модуль. Наземный модуль выполнен с функцией регистрации параметров информационного сигнала. В состав забойного модуля входит блок измерения забойных параметров, электронный блок в составе контроллера, схемы управления забойной частью и акустического генератора, устройство соединения и рассоединения с трубой, реализующее функцию фиксации забойного модуля внутри колонны труб, исполнительный механизм, реализующий функцию создания акустического контакта исполнительного механизма с трубой путем прижима и внедрения в материал стенки трубы элемента, выполненного из материала с твердостью, превышающей твердость материала трубы, а также автономный блок питания забойного модуля. При развертывании известной телеметрической системы производят измерение собственных шумов на оголовке скважины (фонтанной арматуре), выбирают рабочий частотный диапазон телеметрической системы и закладывают его в программу работы забойной части.Known telemetry system for controlling the parameters of the face, using a pipe string to transmit data using acoustic waves (see RF patent 112266, IPC E21B 47/16, G01V 1/40, publ. 10.01.2012), adopted as the closest analogue. The telemetry system comprises a ground-based signal receiving and processing module and a downhole module. The ground module is configured to register information signal parameters. The downhole module includes a downhole parameter measurement unit, an electronic unit as part of the controller, a bottomhole control circuit and an acoustic generator, a device for connecting and disconnecting from the pipe, which implements the downhole module fixing function inside the pipe string, an actuator that implements the function of creating an acoustic contact of the actuator with a pipe by pressing and introducing into the pipe wall material an element made of a material with a hardness exceeding that of the pipe material, as a stand-alone unit downhole module. When deploying the well-known telemetry system, measurements of intrinsic noise are made on the well head (fountain fittings), the working frequency range of the telemetry system is selected, and it is laid down in the bottom hole operation program.

Известная телеметрическая система по патенту №112266 строится, исходя из двух предпосылок:The well-known telemetry system according to patent No. 112266 is built on the basis of two premises:

- энергия акустических сигналов достаточно равномерно затухает в полосе частот 100-3000 Гц, и в реальной колонне, свинченной из НКТ с помощью муфт, слабо проявляется дисперсия скорости звука, то есть структура полос пропускания и полос подавления сигнала. Данная предпосылка, по меньшей мере, не всегда справедлива для наблюдательных скважин, поэтому требует критичного подхода;- the energy of the acoustic signals decays fairly evenly in the frequency band 100-3000 Hz, and in a real column screwed from the tubing using couplings, the dispersion of the sound velocity is weakly manifested, that is, the structure of the passband and signal suppression band. This premise, at least, is not always true for observation wells, therefore, it requires a critical approach;

- погонный коэффициент затухания акустических колебаний в колонне является константой и по экспериментальным данным оценивается значением 50 дБ/км для продольной моды колебаний. Данная предпосылка, по меньшей мере, физически не корректна. Коэффициент затухания акустических колебаний обычно обусловлен несколькими физическими явлениями и поэтому сильно зависит от частоты колебаний. Кроме того, вследствие изменчивости проявления совокупности этих физических явлений, погонный коэффициент затухания зависит от положения (глубины) акустического излучателя.- the linear attenuation coefficient of acoustic vibrations in the column is constant and, according to experimental data, it is estimated at 50 dB / km for the longitudinal vibration mode. This premise is at least physically incorrect. The attenuation coefficient of acoustic vibrations is usually due to several physical phenomena and therefore strongly depends on the frequency of vibrations. In addition, due to the variability of the manifestation of the totality of these physical phenomena, the linear attenuation coefficient depends on the position (depth) of the acoustic emitter.

В связи со способом выбора рабочей полосы частот, принятым в телесистеме по прототипу, и с изложенными двумя предпосылками, акустический излучатель телеметрической системы должен обеспечивать возможность излучения простых тональных импульсов в исходно широком диапазоне частот. Исходя из физических принципов, такой акустический излучатель не может быть выполнен как резонансная механическая колебательная система, к тому же с согласованной акустической нагрузкой в широкой полосе частот (8 октав). Практически это означает, что электроакустический коэффициент полезного действия такого исходно широкополосного акустического излучателя не может быть выше единиц процентов. То есть, с учетом того, что некорректная оценка константы затухания 50 дБ/км может оказаться заметно заниженной, при реализации телеметрической системы могут возникнуть непреодолимые трудности создания электроэнергетического ресурса для скважинной аппаратуры на продолжительный период функционирования (например, несколько лет).In connection with the method of selecting the working frequency band adopted in the telesystem according to the prototype, and with the two prerequisites outlined, the acoustic emitter of the telemetry system should provide the ability to emit simple tonal pulses in an initially wide frequency range. Based on physical principles, such an acoustic emitter cannot be designed as a resonant mechanical oscillatory system, moreover, with a coordinated acoustic load in a wide frequency band (8 octaves). In practice, this means that the electro-acoustic efficiency of such an initially broadband acoustic emitter cannot be higher than a few percent. That is, taking into account the fact that an incorrect estimate of the attenuation constant of 50 dB / km can be noticeably underestimated, when implementing a telemetry system, insurmountable difficulties may arise in creating an electric power resource for downhole equipment for a long period of operation (for example, several years).

Задача предложенной полезной модели заключается в создании акустической телеметрической системы, лишенной названных недостатков известных аналогичных решений.The objective of the proposed utility model is to create an acoustic telemetry system devoid of the aforementioned drawbacks of known similar solutions.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение эффективности акустического канала связи и повышение надежности доставки измеренной информации на поверхность скважины, что в итоге обеспечивает оптимальный контроль осуществления скважинных процессов.The technical result achieved using the utility model is to increase the efficiency of the acoustic communication channel and increase the reliability of the delivery of measured information to the surface of the well, which ultimately provides optimal control of the implementation of well processes.

Указанный технический результат достигается использованием совокупности признаков, общих с признаками акустической телеметрической системы по прототипу, таких как:The specified technical result is achieved using a combination of features common with the features of an acoustic telemetry system according to the prototype, such as:

- наличие в телеметрической системе скважинной и наземной частей,- the presence in the telemetry system of the borehole and ground parts,

- наличие в составе скважинной части схожей по функциональному назначению аппаратуры - акустического излучателя, модуля акустического передатчика в блоке управления скважинной частью, модуля автономного источника питания и измерительного модуля (с датчиками температуры, давления и др. забойных параметров),- the presence in the downhole part of equipment similar in functional purpose - an acoustic emitter, an acoustic transmitter module in the downhole control unit, an autonomous power supply module and a measuring module (with temperature, pressure, and other downhole sensors),

- выполнение наземной частью функций приема, регистрации и обработки акустического сигнала,- the ground part performs the functions of receiving, recording and processing an acoustic signal,

и отличительных от прототипа признаков, таких как:and distinctive features from the prototype, such as:

- размещение скважинной части непосредственно под колонной НКТ;- placement of the downhole part directly below the tubing string;

- установка под нижней трубой колонны НКТ с помощью резьбового соединения акустического излучателя,- installation under the lower pipe of the tubing string using a threaded connection of an acoustic emitter,

- установка под акустическим излучателем с помощью резьбового соединения защитного контейнера, внутри которого последовательно размещены модуль акустического передатчика, автономный источник питания и измерительный модуль;- installation under an acoustic emitter using a threaded connection of a protective container, inside which an acoustic transmitter module, an autonomous power source and a measuring module are sequentially placed;

- использование в качестве акустического излучателя резонансного электродинамического преобразователя, настроенного на относительно низкую частоту (около 400 Гц) с относительной полосой излучения около 10%.- the use of a resonant electrodynamic transducer tuned to a relatively low frequency (about 400 Hz) with a relative emission band of about 10% as an acoustic emitter.

Размещение скважинной части телесистемы под колонной НКТ и применение с этой целью резьбовых соединений исключает необходимость в применении сложных механизмов фиксации скважинной части в колонне НКТ и надежного к ней прижима, как это имеет место в телесистеме по прототипу. Существенно упрощается конструкция в целом, повышается надежность акустического канала связи с наземной частью телесистемы.Placing the borehole part of the telesystem under the tubing string and using threaded connections for this purpose eliminates the need for complex mechanisms for fixing the borehole part in the tubing string and a reliable clamp to it, as is the case in the telescope system according to the prototype. The design as a whole is greatly simplified, and the reliability of the acoustic communication channel with the terrestrial part of the television system increases.

Использованием в качестве акустического излучателя резонансного электродинамического акустического преобразователя (см. патент КИ 108895, МПК H04R 17/00, опубл. 27.09.2011), обеспечивается КПД преобразования электрической энергии в акустическую, составляющий 40-50%%, достигается повышение эффективности и надежности канала связи при возможном непредсказуемо высоком затухании сигнала. Дополнительное повышение надежности канала связи достигается за счет использования так называемых “сложных сигналов”, позволяющих реализовать способ передачи информации, адаптивный к условиям интерференции сигналов, имеющей место при приеме на устье скважины. Названные преимущества обусловлены выбором акустических сигналов, соответствующих реальным свойствам среды распространения, методов модуляции, полосы частот и мощности излучаемого сигнала.The use of a resonant electrodynamic acoustic transducer as an acoustic emitter (see patent KI 108895, IPC H04R 17/00, published September 27, 2011) provides an efficiency of converting electric energy into acoustic energy of 40-50 %%, increasing the efficiency and reliability of the channel communication with possible unpredictably high attenuation of the signal. An additional increase in the reliability of the communication channel is achieved through the use of so-called “complex signals”, which allow implementing a method of transmitting information that is adaptive to the conditions of signal interference that occurs when receiving at the wellhead. These advantages are due to the choice of acoustic signals corresponding to the real properties of the propagation medium, modulation methods, frequency band and power of the emitted signal.

Предложенная полезная модель представлена на чертежах, где изображено:The proposed utility model is presented in the drawings, which depict:

на фиг. 1 - схема общей компоновки акустической телеметрической системы в скважине;in FIG. 1 is a diagram of a general layout of an acoustic telemetry system in a well;

на фиг. 2 - формы спектров излучаемого (а) и принимаемого (б) акустических сигналов;in FIG. 2 - spectral forms of the emitted (a) and received (b) acoustic signals;

на фиг. 3 - зависимость погонного затухания акустического сигнала в полосе частот 400±50 Гц от глубины излучения;in FIG. 3 - dependence of the specific attenuation of the acoustic signal in the frequency band 400 ± 50 Hz on the radiation depth;

на фиг. 4 - расчетная оценка передаточная функция модели колонны НКТ-73.in FIG. 4 - calculation estimate the transfer function of the model of the column NKT-73.

Акустическая телеметрическая система (см. фиг. 1) состоит из скважинной части, спускаемой в ствол скважины на колонне 1 насосно-компрессорных труб, соединенных между собой муфтовыми соединениями (не показаны), и наземной части, располагаемой на устье скважины.The acoustic telemetry system (see Fig. 1) consists of a borehole part lowered into the wellbore on a tubing string 1 connected by coupling joints (not shown), and a surface part located at the wellhead.

В скважинной части под нижней трубой колонны 1 НКТ навинчен резонансный электродинамический акустический излучатель 2. В нижнюю часть акустического излучателя 2 по резьбе ввернут защитный контейнер 3, представляющий собой отрезок НКТ. Внутри защитного контейнера 3 последовательно подвешены акустический передатчик 4, источник питания 5 и измерительный модуль 6.In the borehole part, under the lower pipe of the tubing string 1, a resonant electrodynamic acoustic emitter 2 is screwed. A protective container 3, which is a segment of the tubing, is screwed into the lower part of the acoustic emitter 2. Inside the protective container 3, an acoustic transmitter 4, a power source 5 and a measuring module 6 are sequentially suspended.

Наземная часть аппаратуры телесистемы (см. фиг. 1) включает в себя приемные акселерометры 7, установленные на фонтанной арматуре скважины, и приемнодемодулирующую аппаратуру, соединенные сигнальным кабелем 8. Приемно-демодулирующая аппаратура размещена в металлическом шкафу 9 и состоит из устройства ввода аналоговых сигналов; компьютера, предназначенного для реализации адаптивного к условиям распространения сигнала способа передачи информации на сложных шумоподобных сигналах; микропроцессорного программируемого реле времени для включения/отключения источника питания наземной аппаратуры; радиомодема GSM, предназначенного для сеансной передачи данных по сети Интернет; автономный источник питания (для скважин с не подведенными промышленными электролиниями).The ground part of the television system equipment (see Fig. 1) includes receiving accelerometers 7 installed on the fountain fittings of the well, and receiving and demodulating equipment connected by a signal cable 8. The receiving and demodulating equipment is placed in a metal cabinet 9 and consists of an analog signal input device; a computer designed to implement a method for transmitting information on complex noise-like signals that is adaptive to the conditions of signal propagation; microprocessor programmable time relay for turning on / off the power supply of ground equipment; GSM radio modem designed for session data transmission over the Internet; autonomous power supply (for wells with not supplied industrial power lines).

Акустическая телеметрическая система работает следующим образом.The acoustic telemetry system works as follows.

Контроллер модуля акустического передатчика 4 по заданному расписанию делает запрос в измерительный модуль 6 на проведение замера забойных параметров. Измерительный модуль производит замер, передает информацию в виде цифровых сигналов в модуль акустического передатчика 4 и переходит в режим глубокого сна. Контроллер модуля акустического передатчика 4 модулирует сложный сигнал информационным кодом и формирует электрический сигнал для акустического излучателя 2. Механическая колебательная система акустического излучателя 2 передает акустический сигнал непосредственно на колонну 1 НКТ, по элементам которой (трубам и муфтам) акустическая волна движется на устье скважины.The controller of the module of the acoustic transmitter 4 according to a given schedule makes a request to the measuring module 6 to conduct measurements of downhole parameters. The measuring module measures, transmits information in the form of digital signals to the module of the acoustic transmitter 4 and goes into deep sleep mode. The controller of the module of the acoustic transmitter 4 modulates the complex signal with an information code and generates an electrical signal for the acoustic emitter 2. The mechanical oscillating system of the acoustic emitter 2 transmits the acoustic signal directly to the tubing string 1, along whose elements (pipes and couplings) the acoustic wave moves to the wellhead.

В наземной части прием сигнала осуществляется приемными акселерометрами 7. В соответствие с расписанием сеансов связи на компьютер подается питание, запускается программа приемника и осуществляется демодуляция акустического сигнала и дешифрация измеренной в скважине информации. По окончании сеанса передачи информации с забоя скважины проводится сеанс связи по каналам GSM с постами систем мониторинга разработки нефтегазовых месторождений.In the ground part, the signal is received by receiving accelerometers 7. In accordance with the schedule of communication sessions, power is supplied to the computer, the receiver program is launched, and the acoustic signal is demodulated and the information measured in the well is decrypted. At the end of the session for transmitting information from the bottom of the well, a communication session is conducted via GSM channels with posts of monitoring systems for the development of oil and gas fields.

Пример проведения опытно-производственных работ измерительным комплексом с использованием бескабельного акустического телеметрического канала связи для непрерывного гидродинамического мониторинга забойных параметров на наблюдательной скважине Южно-Русского месторождения (Красноселькупский район Ямало-Ненецкого автономного округа). Скважинная часть телесистемы находилась на горизонте около 995 метров. Электродинамический акустический излучатель ЭДП-СЗ стабильно удерживал частоту настройки. Измеренная рабочая полоса частот составляла 40 Гц, в пределах от 375 Гц до 415 Гц. Замеры температуры и давления проводились каждые 6 часов. Один раз в неделю проводился сеанс связи и накопленная в акустическом передатчике 4 (см. фиг. 1) информация, переданная на наземную часть по акустическому каналу, поступала через сеть GSM на сервер заказчика. Телесистема функционировала в течение семи месяцев и прекратила работу в связи с ограниченным запасом источника питания.An example of pilot production by a measuring complex using a cableless acoustic telemetric communication channel for continuous hydrodynamic monitoring of downhole parameters in an observation well of the Yuzhno-Russkoye field (Krasnoselkupsky district of the Yamalo-Nenets Autonomous District). The borehole part of the television system was at a horizon of about 995 meters. The electrodynamic acoustic emitter EDP-SZ stably kept the tuning frequency. The measured operating frequency band was 40 Hz, ranging from 375 Hz to 415 Hz. Temperature and pressure measurements were taken every 6 hours. Once a week, a communication session was conducted and the information stored in the acoustic transmitter 4 (see Fig. 1), transmitted to the ground part via the acoustic channel, was transmitted through the GSM network to the customer’s server. The telesystem functioned for seven months and stopped working due to a limited supply of power.

Примеры проведения испытаний опытного образца акустической телеметрической системы на наблюдательной скважине №1001 куста №4 Романовского месторождения (вблизи г. Муравленко Ямало-Ненецкого автономного округа) по оценке передаточной функции акустического канала связи по колонне НКТ-73 (см. фиг. 2) и по оценке затухания акустического сигнала (см. фиг. 3).Examples of testing a prototype acoustic telemetry system at observation well No. 1001 of cluster No. 4 of the Romanovskoye field (near Muravlenko, Yamal-Nenets Autonomous District) according to the transfer function of the acoustic communication channel along the NKT-73 column (see Fig. 2) and an estimate of the attenuation of the acoustic signal (see FIG. 3).

На фиг. 2 (а) представлена форма спектра излучаемого акустического сигнала. На фиг. 2 (б) - форма спектра сигнала, принимаемого акселерометрами на устье колонны НКТ-73; здесь же показан спектральный уровень аддитивной акустической помехи на приемном акселерометре (наложена передаточная функция акустической модели колонны НКТ-73, построенной на принципах электромеханических и электроакустических аналогий). При расчетах модельной передаточной функции использовалась конкретная мера спущенного инструмента.In FIG. 2 (a) shows the spectrum shape of the emitted acoustic signal. In FIG. 2 (b) - the shape of the spectrum of the signal received by accelerometers at the mouth of the NKT-73 column; the spectral level of additive acoustic noise at the receiving accelerometer is shown here (the transfer function of the acoustic model of the NKT-73 column, built on the principles of electromechanical and electro-acoustic analogies, has been imposed). When calculating the model transfer function, a specific measure of a flat tool was used.

На фиг. 3 представлен пример зависимости погонного затухания акустического сигнала в полосе частот 400±50 Гц от глубины излучения (колонна НКТ-73 из 180 труб со средней длиной трубы 10,22 м). При приеме сигнала акселерометрами, установленными на муфте верхней трубы, полное затухание составило около 73 дБ. При приеме акустического сигнала на фонтанной арматуре после полного монтажа АФК затухание возросло еще примерно на 20 дБ.In FIG. Figure 3 shows an example of the dependence of the linear attenuation of the acoustic signal in the frequency band 400 ± 50 Hz on the radiation depth (NKT-73 column of 180 pipes with an average pipe length of 10.22 m). When the signal was received by accelerometers mounted on the upper pipe coupling, the total attenuation was about 73 dB. When an acoustic signal was received at a fountain, after a full installation of an ROS, the attenuation increased by about 20 dB.

На фиг. 4 представлена расчетная оценка передаточной функции модели колонны НКТ-73, построенной на принципах электромеханических и электроакустических аналогий, при компоновке колонны из труб случайной длины с равномерным распределением вероятности значений в интервале от 7,5 м до 10,5 м. В моделируемых условиях остаются для практического использования только два окна пропускания: первое и второе. Но, учитывая физическую природу акустических шумов, то есть типичное нарастание их интенсивности в сторону низких частот, в моделируемых условиях остается довольно однозначный выбор рабочей полосы частот: ориентировочно 350-450 Гц.In FIG. Figure 4 shows the estimated transfer function of the NKT-73 column model, built on the principles of electromechanical and electro-acoustic analogies, when arranging a column of pipes of random length with a uniform probability distribution of values in the range from 7.5 m to 10.5 m. Under simulated conditions, they remain for In practical use, only two transmission windows: the first and second. But, given the physical nature of acoustic noise, that is, a typical increase in their intensity towards low frequencies, under simulated conditions there remains a fairly unambiguous choice of the working frequency band: approximately 350-450 Hz.

Полученные результаты, заключающиеся в стабильном, оперативном и надежном обеспечении дистанционного контроля температуры и давления в скважине, позволяют вести разработку промышленного варианта телеметрической системы.The results, which consist in stable, efficient and reliable provision of remote control of temperature and pressure in the well, allow us to develop an industrial version of the telemetry system.

Claims (1)

Акустическая телеметрическая система контроля скважинных процессов, использующая колонну труб для передачи данных с помощью акустических волн, состоящая из наземной части приема, регистрации и обработки акустического сигнала и спускаемой в скважину скважинной части, в состав которой входят блок акустического излучателя, модуль акустического передатчика, автономный источник питания и измерительный модуль, отличающаяся тем, что скважинная часть телеметрической системы размещена непосредственно под колонной труб, при этом под нижней трубой колонны труб с помощью резьбового соединения последовательно установлены акустический излучатель и защитный контейнер, внутри которого последовательно размещены модуль акустического передатчика, автономный источник питания и измерительный модуль, а в качестве акустического излучателя используется резонансный электродинамический преобразователь, настроенный на частоту около 400 Гц с относительной полосой излучения около 10%.
Figure 00000001
An acoustic telemetry system for monitoring downhole processes using a pipe string for transmitting data using acoustic waves, consisting of the ground part of receiving, recording and processing an acoustic signal and lowering the borehole part into the well, which includes an acoustic emitter unit, an acoustic transmitter module, an autonomous source power supply and measuring module, characterized in that the borehole part of the telemetry system is located directly under the pipe string, while under an acoustic emitter and a protective container are installed in series with a threaded pipe string using a threaded connection, inside which an acoustic transmitter module, an autonomous power supply and a measuring module are sequentially placed, and a resonant electrodynamic transducer tuned to a frequency of about 400 Hz with a relative radiation band is used as an acoustic emitter about 10%.
Figure 00000001
RU2013141684/03U 2013-09-12 2013-09-12 ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL RU136487U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141684/03U RU136487U1 (en) 2013-09-12 2013-09-12 ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141684/03U RU136487U1 (en) 2013-09-12 2013-09-12 ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU136487U1 true RU136487U1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49885737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013141684/03U RU136487U1 (en) 2013-09-12 2013-09-12 ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU136487U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814647C1 (en) * 2023-10-18 2024-03-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Device for calibrating hydroacoustic receivers in small-volume chamber using parametric resonance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814647C1 (en) * 2023-10-18 2024-03-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Device for calibrating hydroacoustic receivers in small-volume chamber using parametric resonance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7798214B2 (en) Subsurface formation monitoring system and method
US11092000B2 (en) Apparatuses and methods for sensing temperature along a wellbore using temperature sensor modules comprising a crystal oscillator
CA3024941C (en) Apparatuses and methods for sensing temperature along a wellbore using resistive elements
AU2011281359B2 (en) Communication through an enclosure of a line
US20070227776A1 (en) Borehole Telemetry System
EA039671B1 (en) Apparatus for sensing temperature along a wellbore using temperature sensor modules and well comprising said apparatus
EA037885B1 (en) Apparatuses and methods for sensing temperature along a wellbore using semiconductor elements
RU2613222C2 (en) Method and device for data transfer from well
RU2016147666A (en) WELL CONTROL SYSTEM
US20100149919A1 (en) Downhole telemetry system
CN106894813B (en) Electromagnetic measurement while drilling system and method based on adjacent well receiving antenna
RU136487U1 (en) ACOUSTIC TELEMETRIC SYSTEM FOR MONITORING THE STATE OF THE OBSERVING WELL
CN102425410A (en) Measurement while drilling (MWD) ultrasonic data transmitting method and device
CN204126629U (en) π Imaging Logging System
RU2480583C1 (en) Telemetric system of bottomhole parameters monitoring
AU2014334888B2 (en) Downhole short wavelength radio telemetry system for intervention applications
RU112266U1 (en) TELEMETRIC SYSTEM OF CONTROL OF PARAMETERS OF BOTTOM
Kyle et al. Acoustic telemetry for oilfield operations
BR112018074204B1 (en) APPARATUS FOR USE IN TEMPERATURE DETECTION ALONG A WELL BORE, AND WELL COMPRISING A WELL APPARATUS
Xuanchao et al. Notice of Retraction: Research on Downhole Wireless Remote Monitoring and Information Transmission Technology

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140913

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20160120