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Para la perforación, la electrificación de la superficie se ha llevado a cabo durante décadas. El taladro eléctrico (incluida la plataforma de perforación de accionamiento eléctrico de frecuencia variable de CA) ha sido durante mucho tiempo la plataforma de perforación convencional en el hogar y en el extranjero. Sus ventajas son: estructura simple, peso ligero, instalación y reubicación convenientes, bajo ruido, excelente rendimiento de operación y bajo costo de mantenimiento. Sin embargo, la electrificación subterránea no se ha llevado a cabo en China porque no ha resuelto los dos cuellos de botella técnicos de la fuente de alimentación subterránea y la transmisión de señal de alta velocidad bidireccional tanto en el hogar como en el extranjero están explorando formas efectivas de romper estos dos cuellos de botella técnicos y cuellos de botella técnicos y Han progresado, lo que indica que la industria de la perforación marcará el comienzo de la era de la electrificación de fondo de pozo. La electrificación de fondo de pozo no es solo la mejor manera de realizar la inteligencia del fondo del pozo, sino también la opción inevitable para reemplazar el sistema de perforación de dirección rotativa de alta precisión.
Nuevo progreso de la investigación de la comunicación de alta velocidad y la tecnología de suministro de alimentación de alta velocidad en el pozo en la industria de la perforación en el hogar y en el extranjero
Tubo de perforación de cable de "conexión suave"
La baja tasa de transmisión de los datos de fondo de fondo es un cuello de botella técnico importante que ha sido una perforación desconcertante. En la actualidad, la velocidad de transmisión de datos del pulso de lodo generalmente es solo 2 ~ 16 bits / s. Solo una pequeña parte de la información recopilada por el director geológico cercano a Bit, MWD y LWD se transmite a la superficie en tiempo real, y la mayor parte de la información se almacena en la memoria de fondo de pozo y se puede proporcionar para el análisis después de tropezar. Por lo tanto, no puede satisfacer completamente las necesidades de la información de fondo para la evaluación de formación en tiempo real.
Nov Company de los Estados Unidos lanzó una "tubería de perforación inteligente" ya en 2007, que es esencialmente una tubería de perforación cableada de "conexión suave": inserte el cable en la tubería de perforación y los cables en ambos extremos de la junta de tubería de perforación tienen un anillo de inducción; Después de que la tubería de perforación se aprieta, los dos anillos de inducción no están en contacto directo, sino que se dan cuenta de la transmisión de señales de alta velocidad entre las tuberías de perforación a través del principio de inducción electromagnética. La tasa de transmisión de datos es tan alta como 57600 bits / s, lo que realiza la transmisión de datos de alta capacidad en tiempo real, de alta velocidad, de alta capacidad y bidireccional y monitoreo completo de pozo, lo que representa un gran avance en la tecnología de tubería de perforación y la información de la intervalora Tecnología de transmisión. Sin embargo, su mayor desventaja es que solo se da cuenta de la transmisión de información de alta velocidad bidireccional y no puede suministrar energía al fondo de fondo. Además, un repetidor alimentado por la batería de litio debe instalarse cada 350 ~ 450 metros a lo largo de la cadena de perforación para mejorar la señal. El riesgo potencial es que una vez que falla un repetidor, la transmisión de la señal será interrumpida. Debido al alto costo, esta tubería de perforación de "conexión suave" se ha puesto en el mercado durante más de diez años, y hasta ahora solo hay una pequeña cantidad de aplicación práctica.
El Instituto de Investigación de Tecnología de Ingeniería de CNPC también ha desarrollado un prototipo de tubería de perforación de información cierta "conexión blanda" y está realizando una prueba de campo.
Tubería continua de fibra de carbono con cableado
Fiberspar Company bajo noviembre lanzó la tubería continua de fibra de carbono cableado hace unos años. La línea de alimentación y la línea de señal están construidas en la pared de la tubería para suministrar energía a la subterránea a través de la línea de alimentación, y la transmisión de datos en tiempo real, de alta velocidad, de alta capacidad y bidireccional se realiza a través de la línea de señal. Este tipo de tubería continua de línea cable también tiene las ventajas de una fuerte resistencia a la corrosión y resistencia a la temperatura, peso ligero y transporte conveniente, pero su aplicación en la perforación no se ha informado hasta ahora.
El Instituto de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Pipas de Petróleo de CNPC ha desarrollado una muestra de tubería continua compuesta de cable de línea adecuada adecuada para una profundidad de 1500 m de pozo, y también está realizando pruebas de campo.
Tubería de perforación con alimentación de cable
Hace unos años, Reelwell Company de Noruega propuso un esquema de tubería de perforación alimentada por cable (tubería de perforación alimentada por cable que puede suministrar energía al subterráneo). Se agrega una capa de trenza de alambre de cobre aislado a la pared interna de la tubería de perforación ordinaria, que se trenza con 816 cables de cobre independientes. A través de estos cables de cobre, la fuente de alimentación y la transmisión de datos bidireccionales se realizan (el cable de cobre puede transmitir energía y señales: tecnología de comunicación de portadores). Se instala un conector de autolimpieza en ambos extremos de la capa trenzada. Hay 816 puntos de contacto entre la capa trenzada y el conector. Incluso si algunos de los puntos de contacto salen mal, la fuente de alimentación y la transmisión de datos no se verán afectadas. Después de que la tubería de perforación esté bien firmada, los dos conectores adyacentes realizarán una conexión dura (húmedo
conexión), para realizar la transmisión de potencia y señal entre dos tuberías de perforación. El reemplazo del conector es muy conveniente y se puede completar en la almohadilla del pozo. No hay necesidad de instalar el repetidor de señal a lo largo de la cadena de perforación. La velocidad de transmisión de la señal no es inferior a 56000 bits / s, y la potencia de transmisión es de 500 vatios, lo que tiene el potencial de aumentar a 3000 vatios en el futuro.
Se pueden colocar múltiples instrumentos de monitoreo alimentados por trenza de cobre a lo largo de la cadena de perforación para establecer una red de monitoreo de pozo entero para realizar un monitoreo en tiempo real de todo el pozo, como el monitoreo de parámetros de ingeniería, como la temperatura de fluido de perforación, la presión del anillo, la velocidad de la cadena de ejercicios y vibración, que es propicio para una alerta temprana oportuna y mejorar la seguridad de la operación.
La prueba de campo muestra que la tubería de perforación alimentada por el cable es confiable en la fuente de alimentación y la señal de transmisión de alta velocidad en dos vías, y su funcionamiento es el mismo que el de la tubería de perforación ordinaria. Este es un gran avance o una nueva revolución en la tecnología de tuberías de perforación y la tecnología de transmisión de información en el pozo de fondo, que se espera que se ponga en aplicaciones comerciales pronto.
La revolución eléctrica de la aguja del pozo acelerará la intelectualización de la industria de la perforación
El sistema de perforación de dirección rotativa actual es un sistema de alta precisión de integración hidráulica electromecánica. Su estructura es compleja, su investigación y desarrollo es muy difícil y arriesgado, y su costo de uso es muy alto. Solo hay unas pocas compañías en el mundo que realmente dominan esta tecnología sofisticada, con Schlumberger, Baker Hughes y Halliburton en la posición líder y de monopolio.
Para simplificar la estructura del sistema de perforación de dirección rotativa y reducir su costo, las empresas en el hogar y el extranjero están explorando nuevas rutas técnicas. La investigación exitosa y el desarrollo de la tubería de perforación con alimentación de cable se rompe a través de los dos cuellos de botella técnicos anteriores, lo que está obligado a promover eficazmente la investigación y el desarrollo del sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica de fondo de pozo. Es un robot de guía inteligente eléctrico subterráneo, que puede ser de tipo de guía rotativa. El poder giratorio proviene del suelo y tiene poca demanda de poder; También puede ser conducido por el fondo del fondo del fondo de fondo, y la potencia giratoria proviene de herramientas de perforación de potencia de fondo de fondo, como herramientas de perforación de tornillos y herramientas de perforación eléctrica de fondo de fondo. En comparación con el sistema de perforación de dirección giratoria actual, el sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica de fondo de pozo alimentado por cable tiene las siguientes ventajas:
La estructura obviamente se simplifica. Con la fuente de alimentación desde el suelo, el sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica subterránea no confía en el generador de turbinas subterráneas para la generación de energía, y el mecanismo de dirección integrado hidráulico electromecánico ya no se usa, sino el mecanismo de dirección eléctrica con estructura simple. Ya no se necesitan batería de litio, codificador, decodificador, generador de pulsos, memoria de datos, CPU, etc., lo que puede mejorar significativamente la resistencia a la temperatura del sistema subterráneo.
Fuerte habilidad de guía. El mecanismo de guía inteligente eléctrico está cerca de la broca, con una fuerte capacidad de guía y un amplio rango de pendiente.
Es más fácil realizar en tiempo real, visualización, automatización, inteligencia y lejanía. A través del cable, todo tipo de información subterránea recopilada se puede cargar en el suelo en tiempo real, lo que facilita la realización del control de circuito cerrado y la guía inteligente del sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica subterránea. El personal del suelo y el futuro centro de control inteligente remoto pueden dominar la actitud, la condición de trabajo y las condiciones geológicas del sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica subterránea en tiempo real, puede operar intuitivamente el sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica de fondo de pozo. En comparación con la dirección rotativa, el algoritmo de dirección inteligente basado en la herramienta de perforación de potencia de fondo de pozo es mucho más simple.
La orientación es más eficiente, precisa y económica. El mecanismo de dirección puede ajustar de forma automática o incluso autónoma con frecuencia, a fin de mejorar la precisión y la eficiencia de la dirección y la tasa de penetración del depósito. La calidad del pozo es obviamente mejor que la herramienta de perforación de tornillo de dirección tradicional y no menos que el sistema de perforación de dirección giratoria.
Esperando el futuro, se popularizará y aplicará la tubería de perforación de cable y la tubería continua de línea cable que puede suministrar energía al subsuelo; Se espera que el sistema de perforación de dirección inteligente eléctrica de fondo de agujero reemplace el sistema de perforación de dirección rotativa de alta precisión de hoy en gran medida; Habrá una nueva revolución profunda en la perforación: revolución eléctrica subterránea; La electrificación de la superficie + electrificación de fondo de pozo abrirá la era de la electrificación completa de la perforación, que es más propicio para la era inteligente de la industria de perforación.
(Yang Jinhua, Instituto de Ciencia y Tecnología del Petróleo, Instituto de Investigación Económica y Tecnológica de Petróleo de China) Fuente: Petróleo Daily 2021 (Traducción autónoma)
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