новые технопогии
ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Ю. СОРОКИН, ГНЦ ГУП «НПО «Астрофизика», С. ЛОВЧЕВ, В. СУДНИЦЫН, ООО «вниинефтемаш-нпо», А. ФИЛИППОВ, Г. ХАРАХАШЬЯН, ОАО «газпром»
Длительная эксплуатация месторождений и оборудования привела к существенному уменьшению производительности скважин. Значительное их число нуждается в серьезном ремонте. В настоящее время простаивает почти 35 тыс. скважин из 155 тыс., находящихся в фонде эксплуатации.
Остановка эксплуатации отдельных скважин обычно связана с падением производительности и необходимостью проведения длительных и сложных реабилитационных работ.
Примерно 40% скважин выходит из рабочего режима вследствие технических проблем внутрискважинного оборудования, состояния поверхности и ствола скважин. Технические проблемы могут быть быстро решены при наличии точной видео и координатной информации о нештатной ситуации.
Комплексная текущая оптимизация ремонта на основе современных аппаратных средств включает в себя оперативное вмешательство в работу скважины, а также видеомониторинг и видеоконтроль в течение всего срока службы.
Операции перфорирования скважин и торпедирования при проведении радикального восстановления производительности (2) требуют тщательной визуальной подготовки и обследования всего зондируемого пространства для точного расчета мощности БЧ.
Решение задач по видеоинформационному обеспечению производится в разработанной по заданию ОАО «Газпром» в ГУП «НПО Астрофизика» и ООО «ВНИИНЕФТЕ-МАШ-НПО» мобильной информационно-телевизионной системе. Система проходит предварительные испытания, в ней используется комплекс последних достижений науки и техники в электронной, цифровой, телекоммуникационной и телевизионной областях.
Возможности системы позволяют создавать документированную базу данных для АСУ при реализации принципа «интеллектуальной» скважины. Система представляет собой новое поколение современного цифрового электронного комплекса с волоконно-оптической системой передачи цветного изображения для контроля состояния нефтегазовых скважин со 100% резервированием канала цифровой связи и соответствует идее «промышленного внутреннего глаза». Многоспектральное обна-
ружение при разделенном спектральном лазерном подсвете дает возможность обнаружить и распознать нештатный объект с вероятностью до 0,9. Высокоточное обнаружение объекта обеспечивает целевое наведение и торпедирование с высокой надежностью. Возможность моделирования по результатам обнаружения процесса торпедирования в реальном масштабе времени позволяет точно рассчитать степень, зону поражения и восстановления продуктивности.
При проведении перфорирования и торпедирования подготовительные работы в объектовом пространстве на 90% определяют возможность достижения цели операции. Автоматизация превенторного оборудования обеспечивает позиционирование мобильного комплекса высокой проходимости в любых погодных условиях и оперативное выдвижение на объект без остановки рабочего процесса. Высокая степень компьютеризации дает возможность обнаружить практически любой нештатный объект в зондируемом пространстве с минимальными временными затратами.
Передача информации с кабельной катушки производится по оптическому дуплексному пятикилометровому каналу волоконно-оптического кабеля через специальный вращающийся оптический коннектор. Самонесущий волоконно-оптический кабель толщиной 6 мм может функционировать в агрессивных средах с температурой до 130° С, герметичная оболочка позволяет выдерживать давления до 1000 атм., разрывное усилие до 1200 кг. Внутри находятся два оптических волокна в герметичных металломо-дулях. Каждый канал (один резерв) позволяет вести дуплексную передачу цифровых видео и датчиковых данных в поме-
хоустойчивом цифровом коде, в реальном масштабе времени, со скоростью до 1,5 Гбит/ с по технологии DWDM. Запись текущего изображения производится на магнитные, оптические носители и в компьютерную базу данных для дальнейшей обработки.
Объектив коаксиальной конструкции, рассчитанный на высокие давления, обеспечивает подсвет рабочего зондируемого пространства в боковом угловом секторе двенадцатью диодными лазерами и регистрацию отраженного излучения матрицей фотоприемников. Информационное содержание изображения при 12 независимых источниках в соответствии с энтропийным критерием соответствует максимальной разрешающей способности изображения в естественном свете. Разрешающая способность позволяет распознавать дефекты с размерами менее 1 мм на расстояниях до 1,5 м в сложных жидкостных условиях. Блок связи обеспечивает работу в дуплексном режиме с передачей видеоинформации на борт на длине волны 1,55 мкм и приеме на длине волны 1,3 мкм командной информации по управлению режимом функционирования. Спектральная развязка каналов минимизирует перекрестные помехи и обеспечивает дуплексный режим работы со скоростью до 250 Мбит/с. Потенциал линии обеспечивает надежную передачу данных с динамическим уровнем изгибных потерь в кабеле до 5 дБ.
Автономное аккумуляторное бортовое электропитание обеспечивает в течение 20 часов работу на взрывоопасных участках. Блок аккумуляторов имеет подзарядку через специальный разъем на поверхности прочного корпуса и автоматическую защиту от короткого замыкания. Бортовая гидравлическая
новые технопогии
лебедка с автоматизированным управлением и ТВ-контролем регулирует спуск-подъем в диапазоне скоростей 0—6 м/с. Компактная комплектация на базе КамАЗа высокой проходимости рассчитана на присутствие на борту дежурного экипажа из двух специалистов в 30-минутной готовности. Дополнение спускаемого модуля специальным волоконно-оптическим гироскопом дает возможность проводить диагностику кривизны ствола скважины и повышает на 60% вероятность идентификации нештатной ситуации. Применение комплекса для мониторинга скважины
значительно сокращает время восстановления рабочего режима и позволяет повысить экономическую эффективность добычи. Практически восстановление одной скважины окупает стоимость комплекса.
Выводы
Дополнение стандартного оборудования современным видеоинформационным комплексом дает возможность значительно ускорить и повысить точность диагностики нештатной ситуации. Повышение экономической эффективности промысла подтверждает
необходимость оснащения каждых 100 скважин отдельным комплексом для проведения опережающего мониторинга рабочего режима и создания карты периодического контроля внутрискважинного оборудования.
Литература
1. Статистика //Нефтегазовая вертикаль. — №2. — 2004. — С. 85.
2. 4.13. Торпедирование скважин / / Справочник по буровзрывным работам / Под ред. М. Ф. Друковатого. — Киев: На-укова Думка, 1973. — С. 420.
Государственный научный центр РФ ГУП «НПО «Астрофизика»
Мобильная установка волоконно-оптической системы ТВ-видеосъемки и контроля скважин
Назначение
Мобильная установка предназначена для контроля состояния нефтяных и газовых скважин и подземного оборудования. Система позволяет проводить телевизионную съемку, контроль состояния подземного оборудования с обеспечением компьютерной обработки параметров, что сокращает затраты при ремонте, эксплуатации и обслуживании газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин.
Описание разработки
Мобильная установка позволяет проводить телевизионную спектрозональную видеосъемку рабочей зоны, имеет регулировки по частоте кадров, уровню подсвета и чувствительности при глубине погружения до 5 км. Управление параметрами видеокамеры дает возможность адаптировать изображение к условиям рабочей зоны и осуществлять выборочную спектральную обработку изображений. Подсвет, синхронизированный с кадровой разверткой, осуществляется лазерными диодами 3 длин волн. Волоконно-оптическая дуплексная линия передачи данных использует специальный самонесущий кабель толщиной 6,5 мм, в котором одно волокно используется для связи, а второе — резерв. Специальный волоконно-оптический кабель-трос имеет прочность на разрыв до 1200 кг при диаметре 6,5 мм. Непрерывный оптический контроль состояния кабеля позволяет прогнозировать работоспособность линии связи и расстояние до рабочей зоны.
Передача информации с кабельной катушки осуществляется специальным вращающимся оптическим коннектором, что позволяет осуществлять высокоскоростную передачу данных на компьютерное оборудование. Запись текущего изображения производится на магнитные, оптические носители и в компьютерную базу данных для дальнейшей обработки.
Преимущества
Мобильная установка обладает повышенными возможностями спектрозональной видеосъемки с регулируемыми характеристиками, позволяющими проводить первичную оперативную обработку изображения с глубин до 5 км при давлении 1000 атм. Полностью оптическая одноволоконная дуплексная высокоскоростная линия связи до 300 Мбит/ с на глубинном кабеле-тросе. Разрешающая способность дает возможность распознавать дефекты с размерами менее 1 мм. Автономное бортовое электропитание позволяет проводить работы на взрывоопасных участках. Специальное оборудование позволяет проводить работу на скважине. Компактная комплектация на базе КамАЗа.
Стадия разработки
Изготовленопытный образец, проведены полевые испытания. Конструкция запатентована в России. Стоимость базового комплекта — 580 тыс. долл. Комплектация может дополняться датчиками и гироскопом. Стоимость определяется поставочной партией.
Предложения по сотрудничеству
Совместное серийное производство, финансирование. Изготовление по заказам, обучение персонала. Срок поставки — 12 месяцев.
Организация-разработчик — ГУП «НПО «Астрофизика»
Адрес: 125424 Москва, Волоколамское шоссе, д. 95,
ГУП «НПО «Астрофизика»
Тел.: (095) 491-18-57 Факс: (095) 491-62-92 E-mail: aphysica@aha.ru
Контактный тел. (095) 490-90-11.
Сорокин Юрий E-mail: soyurij@yandex.ru
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.