鉆井井下聲波遙測網(wǎng)絡

加拿大XACT井下遙測公司在殼牌和BP兩大國際石油公司的支持下，成功開發(fā)了鉆井井下聲波遙測技術(shù)，并投入商業(yè)應用。該技術(shù)是使用壓電或電磁材料產(chǎn)生縱波，使之沿鉆柱高速傳輸至地面的一種信號傳輸技術(shù)。它可消除鉆井液脈沖傳輸只能針對井下單一位置進行傳輸?shù)木窒蓿毓苤帱c測量壓力、溫度、扭矩、撓度、拉力等數(shù)據(jù)，全程連續(xù)提供全井筒和管柱信息，可在任意環(huán)境下提供高速、實時數(shù)據(jù)傳輸，并實現(xiàn)地面與井下的雙向通信，傳輸不受井深和水深的影響。

聲波遙測網(wǎng)絡工具由信號發(fā)生系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。信號發(fā)生系統(tǒng)采用壓電或電磁換能器作為聲波發(fā)生器，其他組成部分還包括驅(qū)動電路、信號產(chǎn)生電路和電源等。傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵是克服傳輸過程中信號的衰減(尤其是長距離傳輸)。聲波遙測網(wǎng)絡采用鉆柱作為傳輸信道，需要每隔一段距離設置一個中繼器，進行信號的接收、放大和再發(fā)射。每個中繼器的長度及操作與鉆桿大致相同。中繼器同時又是傳感器，可多點測量壓力、溫度、扭矩、撓度、拉力等管內(nèi)外數(shù)據(jù)，由此構(gòu)成了一個地下的測量與傳輸網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)全井筒測量與傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率最大可達33 bit/s。地面接收系統(tǒng)是利用安裝在頂驅(qū)上的一個小型的加速度計收集和解碼井下傳輸?shù)穆暡〝?shù)據(jù)流，采用無線方式傳輸至控制計算機，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠程客戶。

XACT聲波遙測網(wǎng)絡技術(shù)已在北美400多口井中應用，在欠平衡鉆井、空氣錘鉆井和長水平段水平井鉆井作業(yè)中均獲得良好的應用效果。

（供稿 春 輝）