В Пермском Политехе придумали, как передавать данные внутри скважины по буровому раствору

Пермский национальный исследовательский политехнический университет сообщил, что его учёные превратили буровой раствор внутри нефтяной скважины в канал передачи данных. Бур заглубляется в землю на несколько километров, и простых решений для передачи на поверхность данных о проходке скважины не существует. Учёные Пермского Политеха нашли выход, совместив механический и цифровой методы отправки сигнала, решив одну из насущных задач отрасли.

Источник изображения: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Чтобы избегать аварий и других непредвиденных ситуаций, необходимо постоянно получать данные от бурового оборудования на глубине — как от инструмента для бурения, так и информацию о состоянии скважины. Звуковая передача в таких условиях теряется в шуме работы оборудования, кабели закручиваются и рвутся, а радиосигнал глушится многокилометровой толщей пород.

Учёные горно-нефтяного факультета ПНИПУ внедрили технологию передачи данных через буровой раствор, который обычно закачивают в скважину для охлаждения и очистки инструмента. Предложенное решение позволило обеспечить стабильную связь на больших глубинах, оно не боится вибраций и шума и при этом в 1,5–2 раза дешевле зарубежных аналогов.

Передатчиком полезного сигнала стала механическая «тарелка», закреплённая на блоке контроля за скважиной. «Тарелка» с заданной частотой перекрывала поток жидкости, создавая гидроудары, в которых информация кодировалась двоичным кодом. В каком-то смысле это похоже на азбуку Морзе: например, серия единиц означала длительный всплеск давления.

Такой сигнал с высокой скоростью достигает поверхности, где высокочувствительные датчики фиксируют малейшие изменения давления. Затем специальное программное обеспечение, также разработанное политехниками, фильтрует шумы и расшифровывает данные, выводя информацию о движении на экран. В результате оператор получает на мониторе точную трёхмерную картину траектории бурения в реальном времени.

«Главное преимущество технологии — её универсальность и надёжность. Система работает на глубине до 3000 метров, не требует остановки бурения для обслуживания и использует уже имеющуюся в скважине инфраструктуру», — отметил Александр Мелехин, доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук.

В настоящее время система проходит промышленные испытания на месторождениях Пермского края. Эта технология открывает новые возможности для безопасного и точного бурения сложных скважин, значительно снижая риски и экономические потери.