Сборник статей

Каталог публикаций Интернет-изданий

переводы публикаций из социальной сети для учёных ResearchGate и из других открытых источников Интернета

Использование технологических датчиков на базе беспроводной технологии


Инструментальное разведочное бурение широко используется в инженерно-геологической и нефтегазовой промышленности для определения характеристик геологических формаций и исследования наличия подповерхностных полостей и мягких пятен. 

Процесс, который иногда называют «измерением во время бурения (MWD)», включает мониторинг процесса бурения путем установки нескольких датчиков на роторных разрушающих буровых установках для измерения параметров бурения, таких как давление жидкости, крутящий момент, скорость бурения или скорость проникновения, тяга на буровую коронку и скорость вращения [1]. Результатом процесса является набор журналов, которые описывают изменение параметров бурения с глубиной. 

Для инженерных геотехнических приложений эти параметры бурения можно отслеживать и интерпретировать в режиме реального времени или после завершения процесса бурения, чтобы охарактеризовать подземные условия, которые включают определение стратиграфии, получение показателя качества и определение местоположения слабых зон, трещин и т.д. или полости [2]. В нефтегазовом месторождении параметры бурения могут использоваться для раннего предупреждения о типе породы, насыщенности углеводородов и местонахождении потенциально опасных зон высокого давления [3]. В дополнение к их применению в вышеупомянутых областях, инструментальное бурение скважин становится обычным явлением в областях, связанных с разработкой грунтовых вод, горными работами, геофизическими и геологическими исследованиями, в дополнение к области охраны окружающей среды.

В нескольких исследованиях сообщалось о практических проектах, которые включали использование инструментального бурения скважин для исследования недр для различных геотехнических систем, начиная от старой футеровки туннелей [1], высотных зданий [2], методов биоремедиации для горных водоносных горизонтов [4], забивки почвы гвоздями в выветренные склоны [5], характеристика каверн в карстовых ландшафтах [6] и горные работы [7]. 

Большинство этих исследований было выполнено с использованием одного из двух наиболее распространенных регистраторов параметров бурения - технологических датчиков, доступных на рынке. Первая система называется Explofor и производится компанией Apageo. Основными параметрами, измеряемыми и регистрируемыми Explofor, являются скорость проходки, крутящий момент, давление на буровую головку, усилие проникновения буровой штанги и давление закачиваемых жидкостей. Это достигается за счет использования датчиков давления и системы намотки для определения скорости проникновения. 

Другая система разработана Jean Lutz. Он измеряет и записывает глубину проникновения, мгновенную скорость продвижения, осевое усилие и сопротивление, давление воды, крутящий момент, скорость вращения, отраженную ударную волну и скорость потока воды, грязи или воздуха.

Процесс сбора данных, используемый при обычном бурении скважин с инструментами, страдает рядом ограничений, связанных с использованием кабелей, которые проходят между датчиками на буровой установке и записывающим устройством бурения, размещенным на некотором расстоянии от буровой установки. Кабели могут быть повреждены во время бурения и могут нарушить процесс сверления. Сбой также может произойти из-за повреждения системы намотки, вызванного грунтом и грязью в результате застревания в процессе бурения кабеля намотки. Кроме того, большинство современных систем для инструментального бурения не имеют возможности для анализа собранных данных в реальном времени и обычно не позволяют осуществлять удаленный доступ и управление данными и самим процессом бурения. 

Использованные источники

[1] M.W, Gui, K. Soga, M.D. Bolton, and J.P. Hamelin, Instrumented borehole drilling for subsurface investigation, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 128(4) (2002), 283–291.

[2] S.S, Sadkowski, K.P. Stetson, J. Benoit, Investigating rock quality using drilling parameters in Boston, MA, USA, Proceedings of the 3rd International Conference on Geotechnical and Geophysical Site Characterization  (2008), 1359–1364.

[3] J.Lutz, Retrieved July 28, 2009, Website: jeanlutzsa.fr/default.aspx?lang=en

[4] J. Benoit, S.S, Sadkowski, and W.A. Bothner, Rock characterization using drilling parameters, Proceedings of the 2nd International Conference on Geotechnical and Geophysical Site  Characterization  (2004), 665–670.

[5] Z.Q. Yue, C.F. Lee, L.G. Tham, Automatic drilling process monitoring for rationalizing soil nail design and construction, Proceedings of the 2004 Annual Seminar of HKIE Geotechnical Division, Hong  Kong, China, 2004, 217-234.

[6] W. Gao, J. Chen, and Z.Q. Yue, Characterization of cavities in marble from automatic monitoring of hydraulic rotary drilling in ground investigation, The 42nd U.S. Rock Mechanics Symposium (USRMS) , San Francisco, CA (2008).

[7] P. de Groulard, Drilling parameters and their application in mining and exploration, Proceedings of Exploration 97: Fourth Decennial International Conference on Mineral Exploration, (1997), 721–722.


Exploratory Drilling with Recorded Parameters using Wireless Technology
Imad H. Elhajj, Shadi S. Najjar

Авторизация
Забыли свой пароль?