A indústria de perfuração inaugurará a era da eletrificação de poço de poço

A eletrificação (Revolução Elétrica) é a tendência geral de muitas indústrias e a melhor maneira de implementar a intelectualização. A eletrificação na indústria de petróleo e gás ainda está sendo promovida, como promover a aplicação de equipamentos de fraturamento elétrico, todo o sistema elétrico de conclusão inteligente do poço, todo o sistema elétrico de produção subaquática, etc.

Para a perfuração, a eletrificação da superfície é realizada por décadas. A broca elétrica (incluindo a plataforma de perfuração de acionamento elétrico de frequência variável CA) tem sido a plataforma de perfuração convencional em casa e no exterior. Suas vantagens são: estrutura simples, peso leve, instalação e realocação convenientes, baixo ruído, excelente desempenho de operação e baixo custo de manutenção. No entanto, a eletrificação subterrânea não foi realizada na China, porque não resolveu os dois gargalos técnicos de fonte de alimentação subterrânea e transmissão de sinal de alta velocidade de duas vias, tanto em casa quanto no exterior, está explorando maneiras eficazes de romper esses dois gargalos técnicos e fizeram algum progresso, o que indica que a indústria de perfuração inaugurará a era da eletrificação de fundo de poço. A eletrificação de fundo de poço não é apenas a melhor maneira de realizar a inteligência do fundo do poço, mas também a escolha inevitável para substituir o sistema de perfuração de direção rotativa de alta precisão.

Novo progresso da pesquisa da comunicação de alta velocidade em popa de poço de popa e tecnologia de alimentação de fundo de poço na indústria de perfuração em casa e no exterior

"Conexão suave" tubo de perfuração de cabo

A baixa taxa de transmissão dos dados de fundo de poço é um grande gargalo técnico que tem sido uma perfuração desconcertante. Atualmente, a taxa de transmissão de dados de pulso de lama geralmente é de apenas 2 ~ 16 bits / s. Apenas uma pequena parte das informações coletadas pelo Diretor Geológico Near Bit, MWD e LWD é transmitido à superfície em tempo real, e a maioria das informações é armazenada na memória de fundo de poço e pode ser fornecida para análise após a saída. Portanto, não pode atender totalmente às necessidades das informações de fundo de poço para avaliação de formação em tempo real.

A empresa de novembro dos Estados Unidos lançou um "tubo de perfuração inteligente" em 2007, que é essencialmente um tubo de perfuração com cabos com cabos de "conexão suave": insira o cabo no tubo de perfuração, e os cabos nas duas extremidades da junta do tubo de broca têm um anel de indução; Depois que o tubo de perfuração é apertado, os dois anéis de indução não estão em contato direto, mas percebem a transmissão de alta velocidade dos sinais entre os tubos de broca através do princípio da indução eletromagnética. A taxa de transmissão de dados é tão alta quanto 57600 bits / s, o que realiza a transmissão de dados de dados e de alta velocidade, de alta velocidade, de alta capacidade e bidirecion Tecnologia de transmissão. No entanto, sua maior desvantagem é que ele apenas percebe a transmissão de alta velocidade de informação e não pode fornecer energia ao fundo do poço. Além disso, um repetidor alimentado pela bateria de lítio precisa ser instalado a cada 350 ~ 450 metros ao longo da corda de perfuração para aprimorar o sinal. O risco potencial é que, uma vez que um repetidor falhar, a transmissão de sinal será interrompida. Devido ao alto custo, esse tubo de perfuração de a fio de "conexão suave" foi colocado no mercado há mais de dez anos e, até agora, há apenas uma pequena quantidade de aplicação prática.

O Instituto de Pesquisa em Tecnologia de Engenharia da CNPC também desenvolveu um protótipo de tubulação de perfuração de informações de informações fioscrendas de "conexão suave" e está realizando o teste de campo.

Tubo contínuo composto de fibra de carbono com alcance

A Fiberspar Company, sob novembro, lançou o tubo contínuo composto de fibra de carbono com fibra de carbono há alguns anos. A linha de energia e a linha de sinal são construídas na parede do tubo para fornecer energia ao subsolo através da linha de energia, e a transmissão de dados em tempo real, de alta velocidade, alta capacidade e bidirecional é realizada através da linha de sinal. Esse tipo de tubo contínuo com fio também tem as vantagens de forte resistência à corrosão e resistência à temperatura, peso leve e transporte conveniente, mas sua aplicação na perfuração não foi relatada até agora.

O Instituto de Pesquisa de Tecnologia de Engenharia de Piús de Petróleo da CNPC desenvolveu uma amostra de tubo contínuo composto composto de fio, adequado para 1500 m de profundidade do poço e também está realizando testes de campo.

Tubo de perfuração movido a fio

Alguns anos atrás, a Reelwell Company da Noruega propôs um esquema de tubo de perfuração movido a cabo (tubo de perfuração alimentado por cabo que pode fornecer energia ao subsolo). Uma camada de trança de fio de cobre isolada é adicionada à parede interna do tubo de perfuração comum, que é trançado por 816 fios de cobre independentes. Através desses fios de cobre, a fonte de alimentação e a transmissão de dados bidirecionais são realizados (o fio de cobre pode transmitir energia e sinais - tecnologia de comunicação portadora). Um conector auto-limpeza é instalado nas duas extremidades da camada trançada. Existem 816 pontos de contato entre a camada trançada e o conector. Mesmo que alguns dos pontos de contato dêem errado, a fonte de alimentação e a transmissão de dados não serão afetadas. Depois que o tubo de broca estiver bem preso, os dois conectores adjacentes perceberão a conexão dura (molhada
conexão), para realizar a transmissão de energia e sinal entre dois tubos de perfuração. A substituição do conector é muito conveniente e pode ser concluída no poço. Não há necessidade de instalar o repetidor de sinal ao longo da string de perfuração. A taxa de transmissão de sinal não é inferior a 56000 bits / s, e a potência de transmissão é de 500 watts, o que tem o potencial de ser aumentado para 3000 watts no futuro.

Múltiplos instrumentos de monitoramento alimentados por trança de cobre podem ser colocados ao longo da corda de perfuração para estabelecer uma rede de monitoramento de poço de poço para realizar o monitoramento em tempo real de todo o furo do poço, como monitoramento de parâmetros de engenharia, como temperatura do fluido de perfuração, pressão do anel, velocidade da cadeia e velocidade de perfuração e velocidade de broca e velocidade de perfuração e perfuração e perfuração e perfuração e perfuração e perfuração e perfuração e perfuração e a perfuração de perfuração e a perfuração da corda e a perfuração e Vibração, que é propícia a aviso prévio oportuno e melhorar a segurança da operação.

O teste de campo mostra que o tubo de perfuração alimentado por cabo é confiável na fonte de alimentação e na transmissão de alta velocidade bidirecional, e sua operação é a mesma do tubo de perfuração comum. Este é um grande avanço ou uma nova revolução na tecnologia de tubulação de perfuração e tecnologia de transmissão de informações de fundo de poço, que deve ser colocada em aplicação comercial em breve.

A revolução elétrica de fundo de poço acelerará a intelectualização da indústria de perfuração

O sistema de perfuração de direção rotativa de hoje é um sistema de alta precisão de integração hidráulica eletromecânica. Sua estrutura é complexa, sua pesquisa e desenvolvimento são muito difíceis e arriscados, e seu custo de uso é muito alto. Existem apenas algumas empresas no mundo que realmente dominam essa tecnologia sofisticada, com Schlumberger, Baker Hughes e Halliburton na posição de liderança e monopólio.

Para simplificar a estrutura do sistema de perfuração de direção rotativa e reduzir seu custo, as empresas em casa e no exterior estão explorando novas rotas técnicas. A pesquisa bem -sucedida e o desenvolvimento de tubos de perfuração movidos a fio de aço rompem os dois gargalos técnicos acima, que devem promover efetivamente a pesquisa e o desenvolvimento do sistema de perfuração de direção inteligente elétrico de fundo de poço. É um robô de orientação inteligente elétrica subterrânea, que pode ser o tipo de orientação rotativa. O poder rotativo vem do solo e tem pouca demanda por energia; Também pode ser acionado por poço de poço e a energia rotativa vem de ferramentas de perfuração de energia de fundo de poço, como ferramentas de perfuração de parafuso e ferramentas de perfuração elétrica de poço de poço. Comparado com o sistema de perfuração de direção rotativa de hoje, o sistema de perfuração de direção inteligente elétrico de fundo de poço alimentado pelo cabo tem as seguintes vantagens:

A estrutura é obviamente simplificada. Com a fonte de alimentação do solo, o sistema de perfuração de direção inteligente elétrico subterrâneo não depende do gerador de turbina subterrânea para geração de energia, e o mecanismo de direção integrado hidráulico eletromecânico não é mais usado, mas o mecanismo de direção elétrico com estrutura simples. Bateria de lítio, codificador, decodificador, gerador de pulso, memória de dados, CPU etc. Não são mais necessários, o que pode melhorar significativamente a resistência à temperatura do sistema subterrâneo.

Forte capacidade de orientação. O mecanismo de orientação inteligente elétrico está próximo da broca, com forte capacidade orientadora e ampla faixa de inclinação.

É mais fácil realizar em tempo real, visualização, automação, inteligência e afastamento. Através do cabo, todos os tipos de informações subterrâneas coletadas podem ser carregadas no solo em tempo real, o que facilita a realização do controle de circuito fechado e a orientação inteligente do sistema de perfuração de direção inteligente elétrico subterrâneo. O pessoal do solo e o futuro centro de controle inteligente remoto podem dominar a atitude, a condição de trabalho e as condições geológicas do sistema de perfuração de direção inteligente elétrica subterrânea em tempo real, ele pode operar intuitivamente o sistema de perfuração de direção inteligente elétrico de fundo de poço. Comparado com a direção rotativa, o algoritmo de direção inteligente com base na ferramenta de perfuração de energia de fundo de poço é muito mais simples.

A orientação é mais eficiente, precisa e econômica. O mecanismo de direção pode ajustar automaticamente ou mesmo autonomamente, de modo a melhorar a precisão e a eficiência da direção e a taxa de penetração do reservatório. A qualidade do furo de poço é obviamente melhor que a ferramenta tradicional de perfuração de parafuso de direção e nada menos que o sistema de perfuração de direção rotativa.

Ansioso pelo futuro, o tubo de perfuração de cabo de aço e o tubo contínuo de cabo de aço que podem fornecer energia para o subterrâneo serão popularizados e aplicados; Espera-se que o sistema de perfuração de direção inteligente elétrico de fundo de poço substitua o sistema de perfuração de direção rotativa de alta precisão de hoje em grande parte; Haverá uma nova revolução profunda na perfuração - revolução elétrica subterrânea; Eletrificação de superfície + eletrificação de fundo de poço abrirá a era da eletrificação total da perfuração, que é mais propícia à era inteligente da indústria de perfuração.

(Yang Jinhua, Instituto de Ciência e Tecnologia do Petróleo, Instituto de Pesquisa Econômica e Tecnológica da China Petróleo) Fonte: Petróleo Daily 2021 (tradução autônoma)

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