Ученые Пермского Политеха создали высокоскоростной двухсторонний канал связи для мониторинга траектории ствола нефтяной скважины. Для этого они разработали систему передачи данных с кабельным каналом, проложенным в стенках бурильных труб. Это позволит быстро передавать большой объем информации. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения Пермского политехнического университета.

Качественный мониторинг работы скважины и получение достоверных данных о положении ствола скважины, о флюидах, а также о параметрах режима бурения повышают эффективность разработки месторождения. Благодаря этому появляется возможность повысить эффективность добычи трудноизвлекаемых запасов. Увеличивается коэффициент извлечения нефти (КИН).

Для мониторинга пространственного положения ствола скважины применяются телеметрические системы с различными каналами передачи данных. Но использование именно кабельного канала может обеспечить двустороннюю и самую высокую скорость обмена данными.

Однако кабель сложно разместить в теле трубы без ее нарушения. Есть и сложности при передаче сигнала через стыки между трубами. Для этого пермские ученые разработали колонну стыкующихся бурильных труб с проложенным в ее стенке медным кабелем.

«В качестве базового элемента системы выступает бурильная труба диаметром 165 мм и длиной 9,5 метров, – поделился доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Александр МЕЛЕХИН. - Вдоль наружной стенки трубы методом фрезерования мы выполнили паз в виде ласточкиного хвоста. В паз уложили изолированный двухпроводный медный кабель диаметром 1,7 мм и закрепили клеем».

На концах трубы ученые расположили индуктивные катушки. Они предназначены для передачи данных от одной трубы к другой посредством возбуждения электромагнитной индукции. При соединении труб в колонну катушки соседних труб соотносятся друг напротив друга. При возбуждении индукции на одной катушке она передается на другую и регистрируется модулем передачи данных. Последний также был разработан в ПНИПУ.

Отправляемые с платы управления данные кодируются пакетами цифровых сообщений. Они последовательно передаются к модулю передачи данных. Последний преобразует информационный пакет в токовый сигнал с заданными характеристиками.

«Ток передается в индукционную катушку, при прохождении через которую возникает электромагнитное индукционное поле, – объясняет заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, доктор технических наук Сергей ЧЕРНЫШОВ. - Оно передается на соседнюю катушку, включенную в сеть со следующим модулем».

Ключевым элементом разработанного модуля передачи данных является микросхема. Она обеспечивает двунаправленную связь между двумя изолированными устройствами через медный кабель. Микросхема выполянет кодировку и декодировку логических данных в последовательность импульсов длительностью 120 наносекунд. Скорость передачи данных составляет 1 Мбит/с при длине кабеля до 10 м.

В 2020 году ИА «Девон» сообщал, что в Пермском политехе разработали уникальный «навигатор» для бурения на нефть. Он основан на оптоволоконных гироскопах и призван удешевить строительство скважин.