Ученые Пермского Политеха создали первое в мире устройство активной стабилизации при разработке наклонных нефтяных скважин, которое позволяет получать точные данные без остановки бурения, экономя до 15% времени и десятки миллионов рублей на объекте. На изобретение получен патент.
Отметим, при разработке наклонных нефтяных скважин бурильная колонна вращается со скоростью до 250 оборотов в минуту, вибрирует и сотрясается от ударов долота. В этих условиях оптические гироскопы теряют точность, и для получения корректных показаний процесс приходится прерывать на эти паузы уходит до 15% времени, а каждая остановка повышает риск прихвата колонны и аварийного выброса нефти. Существующие аналоги пассивные демпферы (резиновые амортизаторы), которые гасят удары, но не борются с вращением, и кардановы подвесы, слишком громоздкие и ненадежные для узкой скважины. Конструкция из них занимает слишком много места (диаметр скважины всего 1520 см). Ее шарниры и подшипники изнашиваются от трения, забиваются породой, сами вибрируют и передают тряску на платформу, снижая точность.
Для решения этого вопроса было разработано устройство активной стабилизации навигационной платформы, способное работать в условиях бурения с вращением колонны без остановки. Для скважины, которую бурят в среднем 30 дней, экономия 45 дней.
Основное преимущество устройства оно само гасит вращение. Внутри бурильной трубы на специальных мягких прокладках (демпферах) подвешен электродвигатель. На его корпусе закреплена платформа с навигационными приборами гироскопами и акселерометрами, то есть датчиками вращения и ускорения. Как только они регистрируют, что колонна начала вращаться, двигатель тут же начинает крутить платформу в обратную сторону, причем с той же скоростью. В итоге она остается неподвижной, пока выполняется вращение бурильной колонны, рассказал ассистент кафедры Нефтегазовые технологии ПНИПУ Виталий Прохоров.
Дополнительное новшество в устройстве стоят не один, а два мягких демпфера. Один крепится к валу двигателя, второй к подшипниковому узлу. Благодаря этому гасятся не только удары вдоль оси скважины, когда долото создает удары в осевом направлении, но и боковая тряска а она особенно сильно сбивает показания гироскопов. Кроме того, в системе используются оптические датчики вместо механических. В них нет трущихся деталей, поэтому они не изнашиваются от вибраций и пыли и работают гораздо надежнее.
В устройстве три волоконно-оптических датчика. Два отвечают за измерения углов наклона вдоль продольной оси, третий вдоль ортогональной. Дополнительно в составе конструкции находится прибор вращения и датчик направления силы тяжести, который помогает при бурении скважины на наклонных участках. Система управления двигателем мгновенно обрабатывает все сигналы и подает команду механизму противовращения для стабилизации платформы телеметрической системы внутри вращающейся бурильной колонны, пояснил заведующий кафедрой Нефтегазовые технологии ПНИПУ, доктор технических наук Сергей Чернышов.
Следовательно, устройство позволяет получать точные показания о направлении скважины без остановки бурения. Это снижает риск прихвата колонны и экологического вреда.
Разработка подходит для любых наклонно-направленных скважин как на суше, так и на шельфе. Ее применение позволит нефтегазовым компаниям бурить быстрее и безопаснее, а значит снизить себестоимость добычи. Это, в свою очередь, сдерживает рост цен на топливо для конечного потребителя. Кроме того, разработка открывает новые возможности для автоматизации бурения и геонавигации в реальном времени там, где раньше приходилось постоянно останавливаться и рисковать, резюмировали ученые.
Предприниматели Пермского края стали лауреатами всероссийской премии
21:43 18.06.2026
Добавить комментарий