Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали технологию по превращению бурового раствора внутри нефтяной скважины в канал передачи данных. Решение на базе этой разработки обеспечивает стабильную связь на больших глубинах, не боится вибраций, шума и в 1,5-2 раза дешевле зарубежных аналогов.
Согласно пояснению авторов проекта, буровой раствор является важнейшим компонентом процесса строительства скважины, который выполняет множество критических функций. Прежде всего, он охлаждает и смазывает буровой инструмент, снижая трение между ним и стенками скважины, а также отводит тепло, предотвращая его перегрев и преждевременный износ. Ещё одна ключевая задача бурового раствора — вынос шлама (разрушенной породы) на поверхность.
Учёные горно-нефтяного факультета ПНИПУ в ранее созданную интеллектуальную систему управления траекторией ствола скважин на оптико-волоконных гироскопах внедрили пульсатор — механическую «тарелку», которая крепится на буровой ствол и перекрывает поток раствора с заданной частотой, создавая гидравлические импульсы (гидроудары). Эти движения преобразуются в двоичный код (0 и 1), где каждый гидроудар — это сигнал, который как в азбуке Морзе несёт цифровую информацию о параметрах бурения. Например, серия единиц означает длительный всплеск давления. Далее сигнал достигает поверхности, где высокочувствительные датчики фиксируют малейшие изменения давления, а специальное ПО, разработанное в ПНИПУ, фильтрует шумы и расшифровывает данные, выводя информацию о движении бура. В результате оператор установки получает на мониторе точную трёхмерную картину траектории бурения в реальном времени.
«Внедрённая технология фактически превращает обычный буровой раствор в высокотехнологичный канал связи. Жидкость, которая традиционно используется только для охлаждения и очистки, теперь выполняет ещё и функцию информационного носителя. Главное преимущество технологии — ее универсальность и надёжность. Система работает на глубине до 3000 метров, не требует остановки бурения для обслуживания и использует уже имеющуюся в скважине инфраструктуру. По предварительным оценкам, ранее созданный высокотехнологический комплекс для строительства скважин при использовании такого решения будет в 1,5–2 раза дешевле зарубежных аналогов», — рассказал доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Александр Мелехин.
По информации ПНИПУ, новая система уже проходит промышленные испытания на месторождениях Пермского края. Учёные считают, что подобная технология передачи данных открывает новые возможности для безопасного и точного бурения сложных скважин.
