Научная статья на тему 'Требования к первичным источникам питания телеметрической системы'

Требования к первичным источникам питания телеметрической системы Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
141
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Рахматуллин Ильмир Алмазович, Душко Станислав Русланович, Ока Александр Викторович, Маннапов Даян Айсович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Требования к первичным источникам питания телеметрической системы»

Список литературы

1. Мамонова В.Г. Управление процессами. Часть 1. Подготовка бизнес-процессов к моделированию. Инструменты моделирования: учебное пособие / В.Г. Мамонова, И.Н. Томилов, Н.В. Мамонова. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. 96 с.

2. Мамонова В.Г. Моделирование систем: методические указания к курсовой работе / В.Г. Мамонова, Н.И. Лыгина. Новосибирск: НГТУ, 2010. 44 с.

3. Графический язык моделирования бизнес-процессов BPMN. Версия 2.0. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.elma-bpm.ru/ (дата обращения: 22.05.2017).

4. Мамонова В.Г., Ганелина Н.Д., Мамонова Н.В. Моделирование бизнес-процессов: учебное пособие. Новосибирск: НГТУ, 2012.

5. Белова А.Н. Руководство по реабилитации больных с двигательными нарушениями / А.Н. Белова, О.Н. Щепетова. Москва: Антидор, 1998. 224 с.

ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРВИЧНЫМ ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Рахматуллин И.А.1, Душко С.Р.2, Ока А.В.3, Маннапов Д.А.4

'Рахматуллин Илъмир Алмазович — магистрант;

2Душко Станислав Русланович — магистрант;

3Ока Александр Викторович — магистрант;

Маннапов Даян Айсович — магистрант, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин, горно-нефтяной факультет, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

Наклонно-направленное бурение давно стало основным видом бурения, как на суше, так и на море при бурении скважин с платформ различных типов. Одновременно с развитием наклонно-направленного бурения существует тенденция повышения требований к точности попадания забоя скважин в заданную точку и к соблюдению проектного профиля скважины. В связи с этим возникает необходимость обеспечения эффективного контроля пространственного положения ствола скважины [1].

В настоящее время существуют два основных вида каротажа в процессе бурения MWD (Measurement While Drilling) и LWD (Logging While Drilling). MWD системы используется для измерения технологических и инклинометрических параметров в процессе бурения и получения оперативной информации по гидроканалу с целью корректировки траектории ствола скважины. LWD системы, кроме измерения технологических и инклинометрических параметров, включают аппаратуру для измерения свойств разбуриваемых пород. Информация о свойствах разбуриваемых горных пород и траектории ствола, получаемая в режиме реального времени, позволяет более точно направлять ствол скважины относительно зон различной насыщенности и интересующих коллекторов [2].

Все системы MWD обычно имеют три основных подкомпонента:

- Система питания;

- Телеметрическая система;

- Направленный датчик.

Рассмотрим подробнее системы питания

Энергетические системы в MWD могут быть отнесены к одному из двух типов: батарея или турбина. Оба типа энергосистем имеют свои преимущества и недостатки. Во многих системах MWD используется комбинация этих двух типов источников питания инструмента, чтобы не прерывалась подача энергии во время остановки циркуляции бурового раствора. Системы аккумуляторов

Литиево-тионилхлоридные батареи широко используются в системах MWD благодаря их превосходному сочетанию высокой плотности энергии и производительности при высоких температурах. Они обеспечивают стабильный уровень напряжения до самого конца срока их службы, и не требуют сложной электроники для питания. Однако эти батареи имеют ограниченную мгновенную мощность. Хотя эти батареи безопасны при более низких температурах, при нагревании выше 180°C они могут подвергаться сильной ускоренной реакции и взрываться. Несмотря на то, что эти батареи очень эффективны в течение срока их службы, они не подзаряжаются, и их утилизация подчиняется строгим экологическим нормам [3].

Турбинные системы

Второй источник электроэнергии - турбина, передающая вращение генератору. Вращение турбины осуществляется за счет потока бурового раствора. Вращательное движение передается ротором турбины на генератор переменного тока через общий вал, генерируя трехфазный переменный ток. Преобразователь тока выпрямляет переменный ток в постоянный. Роторы турбин должны допускать широкий диапазон расходов для обеспечения всех возможных условий, диапазонов, в рамках которых могут изменяться параметры бурового раствора. Аналогичным образом, роторы должны быть способны выдерживать значительные количества шлама, который увлекается буровым раствором [3].

Для передачи данных с забоя на устье в забойной телеметрической системе (ЗТС) используется канал связи. В России самым популярным является ЗТС с электромагнитным каналом связи. Процесс Передачи сигнала у этого канала связи осуществляется по массиву горной породы, которая окружает колону бурильных труб, что позволяет уменьшить расходы на монтаж, закупку и эксплуатацию ЗТС, так как уменьшается потребность в расходных материалах и количестве дополнительного оборудования.

Множество фирм производителей ЗТС с электромагнитным каналом связи в качестве первичного источника питания скважинной аппаратуры используют скважинный генератор (СГ), который является бесконтактной машиной. Обычно скважинный генератор сконструирован на базе вентильного генератора постоянного тока, а именно трехфазного магнитоэлектрического генератора с ротором.

Требования к первичному источнику питания телеметрической системы

Стоит отметить, что требования к скважинному генератору включают в себя список требований предъявляемых к типу месторождения, конструкции скважины, надежности и технологичности скважинного оборудования, требований безопасности. К наиболее важным требованиям можно отнести: - температура эксплуатации СГ может достигать 100°С (при глубине забоя до 3500 м); - выходная мощность СГ при номинальной нагрузке и частоте вращения ротора должна составлять не менее 100 Вт, значение фазного напряжения не менее 15-16 В (требуется для бесперебойной работы скважинной аппаратуры); - частота вращения ротора СГ не более 3000 об/мин. (при условии сохранения герметичности конструкции); -большой диапазон расходов бурового раствора и его вязкостных характеристик, при которых выходные данные генератора должны мало изменяться;- жесткое ограничение по габаритам (по диаметру и по длине) при обеспечении необходимой мощности электропитания, которое связанно с унификацией ЗТС с наружным диаметром корпусных деталей от 240 до 89 мм; -использование переменного гармонического напряжения, которое вырабатывает генератор для модуляции сигнала электромагнитного канала связи [4].

Так же стоит учесть требования связанные с повышением удельной мощности скважинного генератора. Повышение удельной мощности СГ необходимо для обеспечения стабильной работы ЗТС в сложных геологических условиях, при глубинах скважины более 2000 м, а также для расширения функциональных возможностей телеметрической системы, которые требуют дополнительного питания.

Применение для изготовления ротора постоянных магнитов с увеличенными коэрцитивной силы и остаточной индукцией является одним из способов увеличения удельной мощности СГ, но не следует забывать про Точку Кюри. Использование в конструкции постоянных магнитов на основе сплава «неодим-железо-бор» (Ш-Ре-Б) позволяет получить в зоне расположения статорных обмоток величину коэрцитивной силы 900 кА/м и выше [4].

Так как основным требованием к скважинным генераторам является стабильная работа в сложных геологических условиях, а именно при высоких значениях температур (до 120°С) и составных частей самого генератора, стоит отметить, что величина остаточной индукции и коэрцитивной силы постоянного магнита зависят от температурного класса высококоэрцитивного сплава. Так же помимо этого не все марки постоянных магнитов с большими значениями коэрцитивной силы и остаточной индукцией, возможно использовать для изготовления ротора, это объясняется тем, что не все из этих магнитов имеют достаточно высокий класс устойчивости по температуре. К примеру, ГОСТ Р 52956-2008 максимальное значение коэрцитивной силы по магнитной индукции и остаточную магнитную индукцию имеют магниты с предельной температурой 120°С. Магниты с максимальной рабочей температурой выше 120 °С имеют гораздо более низкие значения коэрцитивной силы и остаточной индукции. В результате чего анализ температурного состояния элементов скважинного генератора в рабочем режиме для верного выбора температурного класса его материалов является актуальной задачей [4].

Имеются различные данные моделирования теплового состояния СГ из которых можно сделать вывод, что для изготовления индуктора скважинного генератора желательно выбирать постоянные магниты с рабочей температурой до 120°С. Так, согласно ГОСТ Р 52956-2008 в указанной температурной группе можно отметить марку магнита НмБ 150/160 с величиной.

HcB = 920- 980кА/м

HcB коэрцитивная сила по магнитной индукции

Br = 1,33 -1,39 Тл.

Br остаточная магнитная индукция

Выбор марки постоянных магнитов с большими значениями коэрцитивной силы и остаточной индукцией при изготовлении индуктора СГ позволят сконструировать генератор с более высокими значениями выходной мощности с сохранением габаритов и стандартных размеров.

Список литературы

1. Левинсон Л.М. Техника и технология бурения и навигация сложнопрофильных скважин: ООО «Монография», 2016. 164 с.

2. Spinnler R.F. and Stone F.A., 1978. Mud Pulse Logging While Drilling Telemetry System: Design, Development and Demonstrations. Presented at the IADC Drilling Technology Conference. Houston. Texas. USA, 7 March.

3. Отраслевой ресурс по нефтегазовому делу // PetroWiki, 2007. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://petrowiki.org/Measurement_while_drilling_(MWD)/ (дата обращения: 25.04.2017).

4. Киселев А.В. Применение программного продукта ELCUT 5.1 для выбора рациональной геометрии синхронного магнитоэлектрического генератора: Недра, 2012. № 3. С. 20-50.

ПРОБЛЕМЫ И СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ГИБКОЙ МЕТОДОЛОГИИ

РАЗРАБОТКИ SCRUM Тепляков Н.Ю.

Тепляков Николай Юрьевич - студент, кафедра информационных систем, Институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий, Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, г. Орел

Аннотация: очень важно на стадии реализации ПО выбрать методологию разработки. Scrum, как один из методов гибкой методологии, показывает себя очень эффективно, но имеет ряд недостатков. К ним можно отнести: не эффективна, если специалист не имеет должной квалификации; низкое внимание тестам на разных стадиях разработки программного проекта; узкая специализация методологии. Для улучшения Scrum были предложены следующие способы: учет сложности задач; переоценка приоритетов на каждой итерации спринта; декомпозиция задач; использование принципа: задача не является выполненной, пока не проведены все тесты. Ключевые слова: гибкая методология разработки, Scrum.

Процесс выбора методологии разработки программного обеспечения является очень важным на начальной стадии проектирования продукта. Разработка ПО, как и любая другая техническая дисциплина, имеет дело со следующими основными проблемами: качество, стоимость и надежность [2, с. 6]. В связи с этим правильная организация процесса разработки программного обеспечения является основой достижения лучшего результата в ожидаемые сроки, с хорошим уровнем качества и с запланированным бюджетом.

Одним из популярных и эффективных методологий разработки ПО является гибкая методология (англ. Agile software development) - серия подходов к разработке программного обеспечения, ориентированных на использование интерактивной разработки, динамическое формирование требований и обеспечение их реализации, в результате постоянного взаимодействия внутри самоорганизующихся рабочих групп, состоящих из специалистов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.