Датчики инклинометрические систем забойных инклинометрических ЗТК

Принцип действия инклинометров основан на измерении в скважине пространственного положения в трех направлениях с помощью трех ортогонально установленных акселерометров значений проекций вектора силы тяжести на ось чувствительности акселерометра и измерении в трех направлениях с помощью трех магнитометров проекций вектора напряженности естественного магнитного поля Земли на ось чувствительности магнитометра. На основании этих измерений программно вычисляются азимутальный угол, зенитный угол и угол установки отклонителя.

Инклинометры выполнены в виде корпуса из немагнитного сплава со встроенными в него первичными чувствительными элементами (акселерометры и магнитометры), микропроцессором и схемой стабилизации напряжения питания. Инклинометры являются составной частью системы забойной инклинометрической ЗТК. Система забойная инклинометрическая ЗТК состоит из скважинного оборудования (рис. 1) и наземного оборудования (рис. 2). Инклинометр относится к сважинному оборудованию и состоит из первичных чувствительных элементов, предназначенных для непосредственного получения измерительной информации, микропроцессора, предназначенного для последующей обработки и передачи в цифровом виде регистрируемой информации в целях определения азимутального угла, зенитного угла скважины и угла положения корпуса инклинометра относительно магнитного меридиана и апсидальной плоскости скважины. Информация от инклинометра преобразуется в скважинном приборе (далее СП) в кодовую последовательность, которая модулирует по фазе напряжение несущей частоты. Этот сигнал управляет работой передающего устройства, также входящего в состав СП. Выход передающего устройства подключен к верху бурильной колонны и забойному двигателю (турбобуру), состоящему из долота и отклонителя, электрически разделенных друг от друга разделителем электрическим в сборе с переводником из диамагнитного материала и вставкой немагнитной. Сигнал распространяется по бурильной колонне и по окружающей породе.

Наземное оборудование представляет собой приемное устройство, предназначенное для приема сигнала от инклинометра, нормализации принимаемого сигнала, аналого-цифрового преобразования сигнала и передачи оцифрованного сигнала в компьютер. Для передачи полученной информации из забоя скважины используется беспроводной электромагнитный канал связи. Прием информации осуществляется через устройство согласования наземное (УСН), которое обеспечивает дополнительную частотную фильтрацию. УСН одним проводом соединяется с бурильной колонной, другим - с антенной, отнесенной на некоторое расстояние от скважины и расположенной вдоль азимута строящейся скважины. Место установки антенны на местности определяется оператором. Сигнал, поступающий на вход УСН, фильтруется, усиливается, оцифровывается и передается на интерфейс и далее поступает на персональный компьютер для дальнейшей программной обработки и визуализации информации.

Инклинометры производятся в пяти модификациях: М3, ЦДП-3, ДТ30М1, ДТ30М2,

ЭМ48. Инклинометры различаются метрологическими и техническими характеристиками.

Пломбирование инклинометров не предусмотрено. Нанесение знака поверки на инклинометры не предусмотрено. Заводской номер инклинометров наносится методом гравировки на боковую поверхность корпуса инклинометра и имеет цифровое обозначение.

а)

б)

в)

г)

д)

Рисунок 1 - Внешний вид датчиков инклинометрических систем забойных инклинометрических ЗТК а) внешний вид датчика М3, ДТ30М2; б) внешний вид датчика ДТ30М1; в) внешний вид датчика ЦДП-3; г) внешний вид датчика ЭМ48; д) место нанесения заводского номера

ПК с программным обеспечением

УСН

Рисунок 2 - Внешний вид наземного оборудования систем забойных инклинометрических ЗТК