Сейсмоакустическая и акустико-спектральная диагностика
Архипов Алексей Германович
Архипов Алексей Германович
Доктор технических наук, генеральный директор

СИГР-2 и АРК-1 — забойная аппаратура и радиотелеметрия

Забойная аппаратура СИГР-2 для исследования геологического разреза в процессе бурения с передачей данных на поверхность по бескабельному электромагнитному каналу связи

Забойная аппаратура СИГР-2 для исследования геологического разреза в процессе бурения
Рис.1. Забойная аппаратура СИГР-2 для исследования геологического разреза в процессе бурения

1 — акустоэлектрический преобразователь; 2 — забойный блок электроники; 3 — забойный блок аккумуляторных батарей питания; 4 — бурильные трубы; 5 — изолятор-разделитель; 6 — наземный измерительный пульт

Историческая справка: Аппаратура СИГР-2 разработана во Всероссийском научно-исследовательском институте методики и техники разведки (ВИТР) впериод 1983–1991 гг. Состав группы разработчиков: Б. Б. Шатров, О. С. Андреев, Д. Н. Стрыгин, Н. П. Рудакова, С. Авдеев, А. Г. Архипов и др. Руководитель разработки Б. Б. Шатров. Аппаратура СИГР-2 прошла приемочные испытания и сдана в серийное производство в 1991 г. Аппаратура до настоящего времени не имеет аналогов в России и за рубежом. В настоящее время требуется модернизация аппаратуры под современные комплектующие. Возможна продажа полного комплекта конструкторской документации аппаратуры.

Забойный контейнер аппаратуры СИГР-2, встраиваемый в колонну бурильных труб над породоразрушающим инструментом
Рис.2. Забойный контейнер аппаратуры СИГР-2, встраиваемый в колонну бурильных труб над породоразрушающим инструментом

Аппаратура СИГР-2 предназначена для: литологического расчленения разреза; определение момента (глубины) вхождения породоразрушающего инструмента в рудные тела, определения мощности рудных тел; фиксации зон тектонических нарушений, зон дробления, трещин; контроля и регулирования режима бурения, диагностики аварийно опасных режимов путем исследования и передачи на поверхность параметров акустических колебаний, возникающих при взаимодействии породоразрушающего инструмента с горной породой в процессе бурения скважин на твердые полезные ископаемые и воду.

Принцип работы аппаратуры основан на регистрации, анализе и передаче на поверхность параметров акустических колебаний (вибраций) нижней части бурового снаряда в процессе бурения.

Наземный измерительный пульт и комплекс программно-аппаратных средств размещается в здании буровой установки (или автомашине).

Забойный контейнер (сборка) встраивается в нижнюю часть бурового снаряда над породоразрушающим инструментом. Акустический датчик взабойном контейнере преобразует акустические колебания, возникающие при разрушении горной породы и вибрации породоразрушающего инструмента, в электрические колебания. В блоке электронике производится измерение среднеквадратичного значения сигнала в нескольких частотных диапазонах. Измеренные значения преобразуются последовательно в двоичный код, запоминаются, дополнительно кодируются помехоустойчивым кодом и передаются по беспроводному электрическому каналу связи к наземному пульту (приемнику).

Передача информации основана на явлении распространения электромагнитных волн вдоль колонны бурильных труб и окружающей ее среде. Электромагнитные волны генерируются забойным передатчиком, выходы которого подключены к нижней и верхней частям колонны, которые гальванически разделены изолятором — разделителем. Наземный пульт принимает и усиливает электрические сигналы, возникающие между верхней частью колонны и заземлителем; демодулирует и декодирует информацию и выдает ее на цифровое табло лицевой панели (рис). Далее сигналы могут обрабатываться в комплексе программно-аппаратных средств.

В процессе бурения акустический датчик принимает колебания нескольких источников: взаимодействия породоразрушающего инструмента с горной породой, взаимодействия колонны бурильных труб со стенками скважины, протекание промывочной жидкости. Расположение чувствительных элементов в датчике и цифровая обработка сигналов позволяют контролировать протекание различных процессов при бурении.

Область применения: бурение разведочных скважин на твердые полезные ископаемые и воду, бурение инженерно-геологических и технических скважин, учебный процесс подготовки инженеров в ВУЗе.

Состав аппаратуры: скважинный (забойный) прибор, наземный измерительный пульт, комплекс программно-аппаратных средств. Скважинный прибор состоит из контейнера с акустическим датчиком (вибропреобразователем), контейнера с электронным блоком, контейнера с аккумулятором, контейнера с забойным передатчиком, изолятора-разделителя. Комплекс программно-аппаратных средств включает: выносной модуль аналого-цифрового преобразования, персональный компьютер Note Book, программное обеспечение для регистрации и цифровой обработки данных.

Технические характеристики аппаратуры СИГР-2

  • Глубина регистрации колебаний с забоя, м, не более 1000
  • Основная относительная погрешность измерения звукового давления (виброускорения), % + 15
  • Габаритные размеры забойного контейнер (диаметр, высота), мм 40х3500
  • Масса забойного контейнера, кг 20
  • Преимущества: оперативная информация о процессе бурения: смене геологического разреза, рациональным режимам бурения; предотвращение возникновения аварийных режимов бурения.

Комплект поставки: скважинный (забойный) прибор, наземный измерительный пульт, комплекс программно-аппаратных средств. руководство по эксплуатации

Формы сотрудничества: модернизация аппаратуры под современные комплектующие (по заказу).

Стоимость: по согласованию

Срок поставки: по согласованию

Акустический радиокомплекс для исследования процесса бурения АРК-1

При поставке будет модернизирован на современной аппаратурной базе

Аппаратура предназначена для: литологического расчленения геологического разреза; определение момента (глубины) вхождения породоразрушающего инструмента в рудные тела и водоносные горизонты, определения мощности рудных тел и водоносных горизонтов; фиксации зон тектонических нарушений, зон дробления, трещин; контроля и регулирования режима бурения, диагностики аварийно опасных режимов путем исследования акустических колебаний (вибраций) верхней части колонны бурильных труб при бурении.

Область применения: бурение скважин на твердые полезные ископаемые и воду, бурение инженерно-геологических и технических скважин, учебный процесс подготовки инженеров в ВУЗе.

Состав аппаратуры: акустический радиокомплекс и комплекс программно-аппаратных средств.

Акустический радиокомплекс состоит из: акустического датчика с радиопередатчиком, приемной антенны и радиоприемника. Комплекс программно-аппаратных средств включает: выносной модуль аналого-цифрового преобразования, персональный компьютер Note Book, программное обеспечение для регистрации и цифровой обработки данных.

Принцип работы аппаратуры основан на регистрации и анализе акустических колебаний (вибраций) верхней части колонны бурильных труб (ведущей трубе) в процессе бурения. Акустический датчик устанавливается на ведущую трубу (ниже сальника-вертлюга), комплекс программно-аппаратных средств — в здании буровой установки (балке, автомашине). В процессе бурения акустический датчик принимает и передает колебания нескольких источников: взаимодействия породоразрушающего инструмента с горной породой, взаимодействия колонны бурильных труб со стенками скважины, сальника-вертлюга, бурового станка. Сигналы регистрируются и обрабатываются в комплексе программно-аппаратных средств. Расположение чувствительных элементов в датчике и цифровая обработка сигналов позволяют контролировать протекание различных процессов при бурении.

Технические данные

  • Глубина регистрации колебаний с забоя, м, не более 200
  • Частота вращения ведущей трубы, мин -1, не более 600
  • Основная относительная погрешность измерения звукового давления (виброускорения), % + 15
  • Габаритные размеры акустического датчика (диаметр, высота), мм 170х250
  • Масса акустического датчика, кг 3
  • Питание акустического датчика осуществляется от аккумуляторов напряжением 9 В.
  • Преимущества: оперативная информация о процессе бурения: смене геологического разреза, рациональным режимам бурения; предотвращение возникновения аварийных режимов бурения.

Комплект поставки: акустический радиокомплекс, комплекс программно-аппаратных средств, руководство по эксплуатации

  • Формы сотрудничества: продажа аппаратуры.
  • Стоимость: по согласованию
  • Срок поставки: по согласованию