А.В. Вагин1, А.С. Воротынцева2

1,2 СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Санкт-Петербург, Россия)

1 av.vagin@bk.ru; 2 avorotynceva@yandex.ru

Постановка проблемы. В настоящее время увеличение объемов процедуры горизонтального направленного бурения (ГНБ) обуславливает совершенствование не только технологии проведения бурения, но и непосредственно технических требований. Одним из основных технических требований, предъявляемых к устройству ГНБ, является передача оператору информации о параметрах бурения, таких как глубина, угол поворота, угол наклона с помощью измерительных систем, устанавливаемых внутрь буровой головки (БГ). В реальных условиях бурения выделяются три канала связи: электропроводной, гидравлический и электромагнитный, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Устранить недостатки перечисленных каналов связи и обеспечить наиболее качественную процедуру ГНБ позволяет использование акустических волн, возбуждаемых во внутреннем пространстве БГ и распространяющихся в материале буровой колонны до приемника.

Цель. Представить оригинальную отечественную беспроводную систему позиционирования бурового инструмента (БГ).

Результаты. Рассмотрен акустический способ передачи информации в устройстве горизонтального направленного бурения. Предложена акустическая система позиционирования бурового инструмента для передачи информации о координатах буровой головки, которая позволяет выполнять наиболее качественную процедуру горизонтального направленного бурения с обеспечением необходимых требований по объему передаваемой информации и стабильности работы в сложных помехосигнальных условиях. Исследован акустический канал передачи информации в части построения его структурных составляющих - конструкций зонда-передатчика (электромеханического преобразователя). Описана аппаратная часть системы. Для определения требований к модулятору-демодулятору сигналов акустического канала передачи информации проведено моделирование распространения информационного пакета с учетом резонансных свойств преобразователя с помощью программы схемотехнического моделирования Multisim.

Практическая значимость. Применение предложенной акустической системы передачи информации о позиционировании БГ позволяет отказаться от дорогостоящих контактных методов определения положения БГ, которые предоставляют точечную информацию и требуют больших временны́х затрат.

Вагин А.В., Воротынцева А.С. Построение акустической системы передачи информации устройства горизонтального направленного бурения // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 2. С. 156−168. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202402-18

1. Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический учебник-справочник. М.: ПрессБюро. 2005. № 1. 304 с.
2. Менейлюк А.И., Петровский А.Ф., Борисов А.А. Новые области применения технологии горизонтально-направленного бурения // Молодой ученый. 2015. №8-1. С. 28-32.
3. Дохотеру Б.В., Салтыков В.В. Применение современных технологических средств оптимизации режимов бурения при строительстве наклонно-направленных и горизонтальных скважин // Инновационная наука. 2022. № 4-2. С. 16-18.
4. Беляков Н.В. Малогабаритная забойная телеметрическая система с комбинированным каналом связи // НТВ АИС Каротажник. 1997. № 30. С. 60-67.
5. Иванова Т.Н., Кащеев Т.Н. Особенности технологии телесистемы ЗТС-42КК // Булатовские чтения. 2020. Т. 3. С. 104-107.
6. Голодных Е.В., Бориков В.Н. Ретрансляционный модуль для телеметрической системы с электромагнитным каналом связи // Фундаментальные исследования. 2015. № 5-2. С. 269-273.
7. Гормаков А. Н., Голодных Е. В., Терехин И.В., Федулов А.В., Ульянов И.А. Технология обслуживания геофизической аппаратуры. Забойная телеметрическая система СИБ-2 // Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 1. C. 107-108.
8. Тейтельбаум Д.В., Власов А.А. Быстрые алгоритмы декодирования данных забойной телесистемы, использующей гидравлический канал связи // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014. Т. 2. № 3. С. 72-77.
9. Биктимирова К.А. Инженерно-геологическое обеспечение горизонтально-направленного бурения при строительстве различных подземных коммуникаций в условиях мегаполисов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016.
   № 12. С. 342-348.
10. Локация ГНБ. Система Digitrak Falcon F5: https://gtmachine.ru/catalog/Lokatsionnye-sistemy/lokatsiya-gnb-digitrak-falcon-f5/.
11. Sharapov R.R., Ovsyannikov Yu.G., Boychuk I.P., Agarkov A.M., Prokopenko V.S. Research of aerodynamics of recirculation systems with forced aspirated air // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. V. 10. № 21. Р. 42707-42713.
12. Агарков А.М., Шарапов Р.Р. Влияние ширины камеры рабочей зоны инерционного концентратора на гидравлическое сопротивление // Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 9. С. 19-21.
13. Вагин А.В. Акустический способ передачи информации в устройстве горизонтального направленного бурения // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2023. Т. 16. № 7. С. 15-25.
14. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Перевод с англ. Бронина Б.Н., Коротова А.И., Микшиса М.Н. и др. М.: Бином. 2015. 499 с.