Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах

Сикора, Евгений Александрович

Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Сикора, Евгений Александрович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах»

Автореферат диссертации на тему "Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах"

На правах рукописи

Сикора Евгений Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНАХ

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и

аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 2 ДЕК 2010

Томск-2010

004616166

Работа выполнена на кафедре «Автоматизация и роботизация в машиностроении» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук, доцент Ведущая организация:

Крауиньш Петр Янович

Сердюков

Сергей Владимирович Рудаченко

Александр Валентинович

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул).

Защита состоится «28» декабря 2010 г. в 14 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.01 при ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр-т Ленина, 30 а.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского, 55.

Автореферат разослан «ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.01, к.т.н., доцент

Т.Г. Костюченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы заключается в повышении достоверности определения уровня жидкости (скважинного флюида) в нефтедобывающих и газовых скважинах с использованием устройств генерации зондирующего сигнала. В нефтяной отрасли определение уровня жидкости проводится при мониторинге нефтедобывающих скважин, оборудованных насосами различных типов (механизированный фонд скважин), гидродинамических исследованиях (ГДИС) нефтедобывающих скважин с различными способами эксплуатации-механизированной и немеханизированной добычей - и для оценки фильтрационно-емкостных свойств пластов углеводородного сырья. В газовой отрасли- для контроля уровня попутной жидкости, осевшей в затрубном пространстве.

В настоящее время одной из основных задач геолого-промысловых исследований является контроль уровня жидкости в затрубном пространстве нефтяных скважин с механизированной добычей, который является ключевым параметром работы насосного оборудования. При правильной эксплуатации электроцентробежные и штанговые насосы должны быть полностью погружены в жидкость и иметь «подпор» (столб жидкости над насосом), величина которого регламентируется производителем. Фильтрационные свойства пласта не постоянны, поэтому приток жидкости из пласта постоянно изменяется. Эти изменения могут произойти достаточно быстро, приводя к перегреву электродвигателя из-за недостаточного притока жидкости из пласта и, как следствие, к срыву подачи. Согласно отраслевому регламенту контроль уровня жидкости для каждой добывающей скважины должен проводиться не реже двух раз в месяц, но на практике проводится даже чаще.

В настоящее время для определения уровня раздела «газ-жидкость» в затрубном пространстве получил широкое применение метод эхометрирования, основанный на измерении времени прохождения звуковой волны в затрубном пространстве скважины от устройства генерации зондирующего импульса до раздела «газ-жидкость» и обратно. На точность измерения уровня жидкости в затрубном пространстве скважины этим методом основное влияние оказывает сложность распознавания временного положения отражений от уровня на эхограмме. При этом на акустический сигнал воздействуют шум насоса, вибрация колонны НКТ и переотражения от неоднородностей в скважине и осложняет его распознавание. Все вышеперечисленное приводит к тому, что во многих случаях сигнал полностью маскируется шумами.

Ситуация также осложняется тем, что на сегодняшний день практически во всех нефтяных компаниях РФ активно проводится политика интенсификации добычи нефти, при этом, как правило, увеличивается депрессия на пласт в зоне скважины, а для этого снижают высоту столба жидкости над насосом. При этом расстояние от устья скважины до уровня жидкости возрастает еще более, увеличивается влияние шумов от насосного

оборудования, а, следовательно, увеличивается и диссипация энергии эхосигнала.

Таким образом, задача повышения точности определения уровня жидкости в скважинах имеет важное значение для добывающей промышленности и актуальность темы диссертационной работы не вызывает сомнений.

Поэтому одним из перспективных направлений повышения точности определения уровня жидкости в скважинах является разработка новых устройств генерации сигнала и методов зондирования скважины на основе формирования более точных энергетических посылок и применения более эффективных алгоритмов для оценки времени регистрации отраженных сигналов.

Объектом исследования является источник акустических сигналов приборов, измеряющих уровень жидкости в скважинах методом эхометрирования.

Цель диссертационной работы: разработка и исследование эффективности средств генерации сигналов для определения уровня жидкости в скважине при наличии высокого уровня шумов методом эхометрирования.

Задачи исследования:

1. Выявить достоинства и недостатки существующих средств и методов для определения уровня жидкости в скважинах.

2. Исследовать характеристики скважины как канала, в котором распространяется сигнал: спектр шумов и собственные частоты канала.

3. Разработать и исследовать эффективность алгоритмов корреляционного и спектрального прослеживания эхограмм для надежного определения временного положения информативных сигналов.

4. Разработать схемные и конструктивные решения импульсных пороховых генераторов звуковых волн для эхометрирования уровня жидкости в скважинах.

5. Разработать и исследовать математическую модель динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн.

6. Провести экспериментальные исследования динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн на испытательном стенде, имитирующем затрубное пространство скважины.

7. Разработать конструктивные решения пороховых генераторов многоимпульсных сигналов и оценить эффективность их применения с помощью математического моделирования динамики процесса.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Обоснована необходимость согласования параметров скважины и устройства генерации зондирующего сигнала для повышения точности определения уровня отражающей границы.

2. Изучены спектральные характеристики скважины и установлены частотные «области прозрачности» с минимальной энергией шумов, генерация сигнала в которых позволяет повысить точность и надежность эхометрирования.

3. Разработана математическая модель динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн для эхометрирования уровня жидкости в скважинах.

4. Уточнены и дополнены алгоритмы корреляционного и спектрального прослеживания эхограмм для надежного определения временного положения информативных сигналов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов обеспечивается корректным применением современных численных методов решения задач динамики п теории колебаний с общепринятыми допущениями, многочисленными экспериментальными исследованиями, устойчивой воспроизводимостью результатов и сопоставлением результатов, полученных разными методами. Справедливость выводов об эффективности пороховых источников для эхометрирования подтверждена статистическим моделированием и опытно-методической обработкой реальных эхограмм.

Практическая значимость заключается в разработке конструктивных решений и практических рекомендаций для построения пороховых импульсных источников и методов прослеживания эхограмм для определения уровня жидкости в скважинах, где традиционные методы моноимпульсного зондирования оказываются не эффективными.

Основные положения, выносимые па защиту:

1. Результаты исследования характеристик скважины как акустического канала, в котором распространяется зондирующий сигнал. Закономерности динамических процессов излучения и распространения возмущения, которые позволяют определить основные параметры и характеристики генераторов.

2. Математическая модель динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн для эхометрирования уровня жидкости в скважинах.

3. Результаты сравнительных экспериментальных исследований и математического моделирования порохового генератора.

4. Схемные и конструктивные решения пороховых генераторов с регулированием частоты излучения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XIV и XV Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2008 и 2009 гг.), IV Международной научно-технической конференции «Современные проблемы

машиностроения» (г. Томск, 2008 г.), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2009 г.)

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Ее содержание изложено на 129 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков и 9 таблиц. Библиографический справочник содержит 131 наименование.

Личный вклад. Предложены способы повышения точности эхометрирования на базе корреляционного и спектрального анализа, которые реализованы в модернизированном алгоритме определения временного положения отраженных сигналов на эхограммах. Разработан и исследован одноимпульсный взрывной источник, проведены его сравнительные испытания и разработана математическая модель. Рассмотрено формирование многоимпульсного зондирующего сигнала для эхометрирования скважин и оценена перспективность их использования, выбрана огибающая амплитуды зондирующего СВИП-сигнала, предложены конструкционные схемы источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, приведено описание содержания работы и выносимых на защиту основных положений, отражена научная новизна полученных результатов и их практическая значимость.

В первом разделе выполнен обзор и проведен системный анализ существующих клапанных генераторов. Рассмотрены возможные подходы совершенствования динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважине методами одно-и многоимпульсного эхометрирования.

Отмечена важность оперативного и достоверного контроля уровня газ-жидкость методом эхометрирования при эксплуатации добывающих механизированных скважин, т. к. в результате проведения исследований определяются величина «подпора» (столба жидкости) над насосной установкой и забойное давление, получаемое при пересчете из величины уровня жидкости и устьевого давления в скважине.

Сфокусировано внимание на распространении акустического зондирующего сигнала при эхометрировании по затрубному пространству скважины- специфическому акустическому каналу, характеризующемуся шумами оборудования, вибрацией колонны НКТ, переотражениями от неоднородностей, наличием столба пены на переходе «газ-жидкость».

Рассмотрены способы определения временного положения отражений от уровня жидкости на эхограммах, работающие только во временной области и не использующие возможности корреляционного и спектрального анализа для увеличения точности измерения параметров сигнала на регистрируемых эхограммах за счет повышения отношения «сигнал / шум» и устойчивого выделения сигнала на фоне помех. Определены основные факторы, снижающие точность эхометрирования: зашумление зондирующего сигнала при излучении, низкое отношение «сигнал / шум».

Эффективность решения задач в эхолокации зависит от применяемых источников, которые характеризуются способом возбуждения сигнала, геометрическими и энергетическими параметрами, выходной величиной (сигналом). Поэтому были рассмотрены клапанные импульсные источники сигналов и проведен поиск готовых решений и подходов для создания альтернативных источников, позволяющих генерировать в скважину точный незашумленный сигнал. В результате показана возможность применения для создания бесклапанного источника монтажных патронов с нормированной энергией зарядов со специальным стволом-камерой.

Для выделения на фоне помех сигналы таких источников должны характеризоваться максимальным соотношением «сигнал / шум». Этого можно добиться путем увеличения длительности импульса или применением сложных многоимпульсных (многопатронных) сигналов.

В результате проведенного анализа сформулированы задачи исследования акустических источников.

Во втором разделе проведена обработка накопленных экспериментальных данных по стандартной аппаратуре.

Исследованы временные и спектральные характеристики зондирующего и отраженного акустических сигналов, скважинных шумов. Установлено, что низкая точность определения (невозможность определения) уровня жидкости методом эхометрирования обусловлена низкой точностью и большой зашумленностью излучаемого зондирующего сигнала, а также его реверберацией и рассеиванием в скважине. Основные переотражения сигнала в скважине происходят от муфт НКТ, частота возникновения которых на пути сигнала кратна 15...20 Гц. При этом полоса частот, в которой сосредоточена основная энергия зондирующего сигнала, составляет 10... 15 Гц.

Изучены спектральные характеристики скважины и установлены частотные «области прозрачности»- 150...220, 270...400 Гц- с минимальной энергией шумов (рис. 1), генерация сигнала в которых позволяет повысить точность эхометрирования. Исходя из этого, можно сделать вывод об излучении зондирующего сигнала клапанными источниками на одних частотах с шумами.

1 «ш

L.__ Ь 1—«,«»1

ИТ, ;Я . ,

1 _ Л, ?' 4 ' ;

0 V.Í 100 160 200 250 300 350 -iOO 450_ 500 "'5 J ;

Рис. 1. Статистически накопленный Рис. 2. Автокорреляционные

спектр шумов скважин функции шумов скважины

Анализ автокорреляционной функции шумов (рис. 2) показал, что шумы носят случайных характер и не обладают периодичностью, поэтому не могут дать при обработке эхограммы ложных отражений.

Для оценки потенциала существующих уровнемеров модернизирован алгоритм определения временного положения отраженных сигналов на эхограммах с использованием разработанных способов повышения точности на базе корреляционного и спектрального анализа (рис. 3). Примененный «оконный» способ предложен исходя из того, что стандартный корреляционный анализ позволяет определить степень сходства двух сигналов между собой, но в случае эхометрирования зондирующий и отраженный сигналы регистрируются на одной эхограмме, поэтому предложено попарно анализировать участки эхограмм, разнесенные во временной области и охватываемые «окнами» с шириной N, равной длительности зондирующего сигнала.

11ачало 1

Выбор исследуемой эхограммы

Фильтрация

Ж.

Определение длительности N и времени начала излучения /о _ЧОЩЩПУЮШСГР еш-напп

«Визуальный».

Установка I и 2 окон анализа в начальное положение

Нормирование на I участков эхограммы

Корреляционный для участков эхограммы

Корреляционный для спектров участков эхограммы

Вычисление АЧХ участков эхограммы

Построение графика эхограммы

Вычисление АКФ эхограммы Расчет коэффициента корреляции участков

Достигнут конец эхограммы? чГда

Построение графика АКФ Построение графиков КФ

Перемещение 2 окна анализа на опии шаг

Подсчет временных интервалов между экстремумами огибающей функции

Анализ временных интервалов, полученных _разными способами_

Определение временного положения уровня _и погрешности_

Конец

Рис. 3. Структурная схема алгоритма определения временного положения уровня

Проведенные исследования на эхограммах модернизированного алгоритма показали, что точность полученных оценок временного положетм уровня высока даже при отношениях «сигнал / шум» близких к единице, и его применение дает положительный результат на проблемных скважинах. При этом данный алгоритм обработки можно применять как на эхограммах, полученных при одиночном зондирующем сигнале, так и при многоимпульсном зондировании. Проверено, что в случае одноимпульсного зондирования обеспечивается стабильный уровень точности определения раздела «газ-жидкость» 10...25 м.

Третий раздел посвящен разработке и исследованию одноимпульсного взрывного источника акустического сигнала для эхометрирования.

Анализ существующих клапанных уровнемеров, условий эхометрирования и требований к точности определения уровня жидкости в скважине показал, что наиболее целесообразным методом улучшения технологических характеристик систем эхометрирования является создание и подробное теоретическое и экспериментальное исследование новой конструкции импульсного акустического источника сигналов с положительным передним фронтом, использующего энергию пороховых газов. Поэтому в ходе выполнения работы была разработана принципиальная схема и конструкция порохового источника

Рис. 4. Конструктивная схема порохового источника акустического сигнала: 1) ствол-камера; 2) патронник; 3) патрон; 4) прижим; 5) боёк; 6) муфта присоединительная

В ходе работы проведены сравнительные испытания функциональных возможностей источников - порохового бесклапанного и клапанного - на экспериментальной установке (рис. 5), имитирующей затрубное пространство скважины, в которой зондирующий сигнал имеет возможность многократно отражаться от закупоренного конца трубы. Для регистрации эхограмм (рис. 6) использовалось стандартное измерительное оборудование, входящее в состав уровнемера марки «СУДОС». Полученные эхограммы позволили оценить длительность, форму сигналов и диапазоны частот, присущих излученному и отраженному сигналам, и показали принципиальную возможность применения порохового источника на скважинах.

Рис. 5. Схема испытательного стенда уровнемеров: 1) присоединительный патрубок; 2) шаровой кран отсечения волновода; 3) манометр; 4) шаровой кран

отсечения компрессора; 5) рабочий стол; 6) компрессор; 7) звуковой канал постоянного сечения, закупоренный с одного конца; 8) соединительный шланг подачи давления; 9) рама крепления волновода

1 —Патрон 1

Автомат

I 1

Рис. 6. Эхограммы, полученные на испытательном стенде при давлении 3 атм

Сравнительный анализ показал, что сигнал порохового источника обладает большей информативностью и компактностью по сравнению с сигналом от автоматического клапана. Поэтому использование пороховых источников позволяет в 2 раза снизить ошибку определения уровня раздела газ-жидкость.

Для изучения динамики порохового источника была построена его математическая модель с сосредоточенными параметрами:

0(1) = И ■ Ътв ■ л — ■ ^Рист(')-Гу(1)

V Рг

Ру(1)=Р0 +

Ру ■]<&)■&

5 -с-1

°скв и 1

М1-1тк)

' ист ('ш«с)'е *

Рцст Опик)~*~ —

Р„

+ Р0,

»■\m-dt

при 0 <1<1„

при 1п

.<1

описывающая физические процессы формирования импульса (рис. 7).

Рис. 7. Процесс истечения пороховых газов через отверстие: 1) ствол-камера;

2) конически-сходящееся отверстие муфты; 3) канал-скважина; а) порция пороховых газов; б) фронт звуковой волны В результате исследования математической модели была показана ее адекватность реальным процессам и установлены основные параметры, влияющие на процесс формирования сигнала и длительность импульса А/': энергия порохового заряда Е\ объем ствола-камеры КИС(П; площадь поперечного сечения отверстия истечения газа 50/;гв (рис. 8, 9).

РО'Л 0 0015 0.

13035 ОСО! Ш15 >/002 00025

а б

Рис. 8. Зависимость длительности переднего фронта сигнала А/' от объема ствола-камеры источника Уист

0013 0.Ш

-х- Е. = 200 П>-

-£зг 800 Дж

Й0Й01 00002 0 000"' ОГЛШ ' ОШ

Рис. 9. Зависимость длительности переднего фронта сигнала АI' от площади поперечного сечения отверстия Ботв

При эхометрировании скважин необходимо стремиться к получению более компактного и мощного импульса, который характеризуется широкополосностыо и обеспечивает необходимое соотношение «сигнал / шум».

В четвертом разделе рассмотрено модельное исследование эхометрирования скважин на основе многоимпульсных зондирующих сигналов, применение которых позволяет добиться существенного увеличения отношения «сигнал / шум» на эхограммах.

Формирование многоимпульсного зондирующего сигнала базируется на выборе схемного решения источника с оптимальной огибающей амплитуды зондирующего СВИП-сигнала. В качестве вариантов принципиальных схем преложены и рассмотрены источники двух типов: «свисток» и «диск» (рис. 9, 10), способных генерировать СВИП-сигнал с выбранной синусоидальной огибающей.

Рис. 9. Конструктивная схема источника сигналов типа «диск»: 1) полость; 2) двигатель с частотой вращения гэ(/); 3) диск с отверстиями

Рис. 9. Конструктивная схема источника сигналов типа «свисток»: 1) полость; 2) свисток; 3) стенка-поршень; С - жесткость пружины

АТА

скважина]

Благодаря модельной генерация эхограммы с многоимпульсным зондирующим сигналом удалось оценить точностные характеристики метода, его стабильность работы при высоком уровне шумов.

Рекомендуется использовать многоимпульсное эхометрирование для локации уровня жидкости в скважинах:

1. При проведении долговременных технологических операций, связанных с многократным измерением уровня жидкости. Например, при выводе скважины на режим, во время которого у операторов нет времени на проведение многократных повторных измерений и кропотливого исследования эхограммы и нет возможности увеличить отношение «сигнал / шум», воздействуя на объект исследования (отключая нефтедобывающую установку, увеличивая устьевое давление, перекрывая патрубок между межтрубным пространством и выкидной линией и пр.).

2. При проведении гидродинамических исследований, связанных с многократным измерением уровня жидкости, таких как регистрация кривых падения и восстановления уровня. В этом случае контроль уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины производится по четко установленной программе, при этом крайне важно выполнять измерения в строго определенное время. Во время проведения таких долговременных исследований отношение «сигнал / шум» может меняться.

Эффективность применения многоимпульсного зондирования падает при малых уровнях жидкости: чем ближе уровень жидкости к устью скважины, тем мене эффективным становится многоимпульсная локация уровня жидкости. Это связано с тем, что для нормальной работы алгоритмов отраженный сигнал не должен накладываться на зондирующий импульс на эхограмме, то есть длина зондирующего сигнала должна быть меньше двойного времени его распространения от устья до уровня жидкости.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Генерация сигналов с длиной волны равной или кратной длине НКТ - с частотами близкими к 17, 34, 51 Гц и т.д. - приводит к появлению «посторонних» низкоамплитудных отражений на эхограмме, снижается точность эхометрирования.

2. Существующие уровнемеры с клапанными источниками генерируют зашумленный зондирующий сигнал без осуществления контроля за его выходными характеристиками. Повышение точности вычисления временного положения уровня требует излучения сигнала по определенному закону, учитывающему характеристики затрубного пространства скважины - специфического акустического канала, для которого выявлены частотные «области прозрачности» с минимальной энергией шумов 150...220,270...400 Гц.

3. Модернизация алгоритма определения временного положения отражений с использованием корреляционного и спектрального анализа позволила добиться стабильного уровня точности определения раздела «газ-жидкость» 10...25 м.

4. Показана принципиальная возможность применения для генерации зондирующего сигнала монтажных патронов с нормированной энергией зарядов. Применение предложенного порохового источника позволило увеличить эффективность метода эхометрирования и в 2 раза снизить ошибку определения временного положения уровня, в 7 раз повысить информативность сигнала и в 2 раза сократить его длительности.

5. Составленная математическая модель порохового источника с сосредоточенными параметрами адекватно описывает процесс формирования звукового сигнала и подходит для проведения различных исследований. Основными параметрами, влияющими на процесс формирования сигнала и длительность импульса, являются энергия порохового заряда Е, объем ствола-камеры Уист и площадь поперечного сечения отверстия истечения газа Ботв.

6. Увеличение длительности зондирующего сигнала без изменения его формы повышает отношение «сигнал / шум», но снижает точность распознавания отклика. В этом случае необходимо генерировать СВИП-сигналы с синусоидальной огибающей. Такие сигналы обеспечивают наилучшее выделение полезной информации на фоне принятых помех, потому что обладают наиболее компактной АКФ, при этом компактность возрастает с увеличением базы сигнала.

7. Предложены конструктивные решения многоимпульсных (многопатронных) источников двух типов: «свисток» и «диск», способных генерировать СВИП-сигналы сложной формы и с синусоидальной огибающей.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пат. на изобр. 2359107 РФ. МПК Е21В37/00. Устройство для очистки скважины / ПЛ. Крауиньш, С.А. Смайлов. Д.П. Крауиньш, К.А. Кувшинов, Е.А. Сикора. Заявлено 07.12.2007; Опубл. 20.06.2009, Бюл. №17. - 8 е.: ил.

2. Сикора Е.А. Моделирование динамики вибро-импульсного источника сигналов// "Современные техника и технологии": Труды

XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск, 2008. - Т. 1.-С. 311-313.

3. Сикора Е.А., Крауиньш П.Я. Вибро-импульсный источник сигналов для наземной неразрушающей сейсморазведки. Корреляционные свойства излучаемых сигналов // "Современные проблемы машиностроения": Труды IV Международной научно-технической конференции. - Томск, 2008. - С. 450-454.

4. Сикора Е.А. Повышение точности измерения уровня жидкости (скважинного флюида) в нефтедобывающих скважинах методом эхометрирования // "Современные техника и технологии": Труды

XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск, 2009. - Т. 1. - С. 332-334.

5. Сикора Е.А. Алгоритмы повышения точности определения уровня скважинного флюида методом эхометрирования // "Наука. Технологии. Инновации": Труды Всероссийской научной конференции молодых ученых. - Новосибирск, 2009. - Ч. 1.-С. 138-140.

6. Сикора Е.А. Алгоритмы повышения точности определения уровня скважинного флюида методом эхометрирования // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - Т. 89. - № 4-2. - С. 157-163.

7. Сикора Е.А. Экспериментальные характеристики порохового генератора акустических сигналов для эхометрирования скважин // Известия ТПУ. - 2010. - Т. 317. - № 1. - С. 82-86.

8. Сикора Е.А., Крауиньш П.Я. Многоимпульсные источники сигналов для эхометрирования нефтяных скважин // "Современные проблемы машиностроения": Труды V Международной научно-технической конференции. - Томск, 2010. - С. 492-496.

Подписано к печати 12.11.2010. Формат 60x84/16. Бумага «Снауроча».

Печать XEROX. Усл.печ.л. 0,81. Уч.-изд.л. 0,74. _Заказ 1896-10 Тираж 105 экз._

—— Национальный исследовательский Томский политехнический университет ^ft Система менеджмента качества

■SO9001 Томского политехнического университета сертифицирована

|шшша NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2008

KuifwrioVra. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Сикора, Евгений Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор и анализ средств и методов определения уровня жидкости в скважинах.

1.1. Описание мониторинга эксплуатации нефтяного месторождения.

1.2. Процесс эхометрирования нефтяных скважин.

1.2.1. Методы определения скорости звука в затрубном газе.

1.2.2. Способы определения временного положения отражений от уровня жидкости на эхограмме.

1.3. Характеристики генераторов акустических сигналов.

1.3.1. Анализ клапанных импульсных источников сигналов.

1.3.2. Анализ бесклапанных импульсных источников сигналов.

1.4. Эхометрирование скважин многоимпульсными сигналами.

Выводы по первому разделу.

2. Обработка накопленных экспериментальных данных по стандартной аппаратуре.

2.1. Исследование временных и спектральных характеристик эхограмм.

2.1.1. Анализ характеристик зондирующего и отраженного акустических сигналов.

2.1.2. Статистический анализ скважинных шумов.

2.2. Алгоритмы определения временного положения отраженных сигналов на эхограммах.

2.2.1. Разработка способов повышения точности эхометрирования на базе корреляционного и спектрального анализа.

2.2.2. Модернизация алгоритма определения временного положения отраженных сигналов на эхограммах.

2.2.3. Исследование стабильности и точностных характеристик модернизированного алгоритма.

Выводы по второму разделу.

3. Разработка и исследование одноимпульсного взрывного источника акустического сигнала для эхометрирования.

3.1. Разработка и обоснование принципиальной схемы и конструкции порохового источника.

3.2. Сравнительные испытание предложенного источника для локации уровня жидкости.

3.2.1. Описание экспериментальной установки.

3.2.2. Сравнительный анализ характеристик источников сигналов.

3.3. Описание динамики и построение математической модели физического источника с монтажным патроном.

3.3.1. Описание физического процесса формирования импульса.

3.3.2. Исследование математической модели формирования звукового сигнала пороховым источником.

Выводы по третьему разделу.

4. Модельное исследование многоимпульсных источников.

4.1. Формирование многоимпульсного зондирующего сигнала для эхометрирования скважин.

4.1.1. Схемы построения источника для многоимпульсного эхометрирования

4.1.2. Выбор огибающей амплитуды зондирующего СВИП-сигнала.

4.2. Модельная генерация эхограммы с многоимпульсным зондирующим сигналом.

4.3. Рекомендации по использованию многоимпульсного эхометрирования для локации уровня жидкости в нефтяных скважинах.

Выводы по четвертому разделу.

Введение диссертация по механике, на тему "Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах"

Организация мониторинга разработки и освоения месторождений геофизическими и гидродинамическими методами является важным направлением при создании' современных проектов извлечения нефти и газа. Данная работа посвящена решению задачи повышения достоверности определения уровня жидкости (скважинного флюида) в нефтедобывающих и газовых скважинах с использованием устройств генерации зондирующего сигнала. В нефтяной отрасли определение уровня жидкости проводится при мониторинге нефтедобывающих скважин, оборудованных насосами различных типов (механизированный фонд скважин), гидродинамических исследованиях (ГДИС) нефтедобывающих скважин с различными способами эксплуатации-механизированной и немеханизированной добычей - и для оценки фильтрационно-емкостных свойств пластов углеводородного сырья. В газовой отрасли— для контроля уровня попутной жидкости, осевшей в затрубном пространстве.

В настоящее время одной из основных задач геолого-промысловых исследований является контроль уровня жидкости в затрубном пространстве нефтяных скважин с механизированной добычей, который, во-первых, является ключевым параметром работы насосного оборудования. При правильной эксплуатации электроцентробежные (ЭЦН) и штанговые (ШГН) насосы должны быть полностью погружены в жидкость и иметь «подпор» (столб жидкости над насосом), величина которого регламентируется производителем [51]. Во-вторых, уровень жидкости часто служит для оценки забойного давления при ГДИС. Действительно, для абсолютного большинства ГДИС, проводящихся на механизированном фонде скважин, основным параметром, по которому проводятся расчеты, является забойное давление, либо давление на приеме насоса. Существуют два способа определения забойного давления: стационарные погружные системы телеметрии и оперативные исследования [57].

Применение систем телеметрии позволяет оперативно контролировать глубинные давления в режиме реального времени. Однако, точность большинства таких систем достаточно низка, а затраты на их приобретение и эксплуатацию высоки. Агрессивные компоненты скважинного флюида, высокие температурные и вибрационные воздействия часто приводят к полному или параметрическому отказу датчиков системы телеметрии, даже в течение одного межремонтного периода скважины (6. 18 месяцев). Необходимо отметить, что существуют надежные системы телеметрии зарубежного производства, обладающие высокими точностными характеристиками, но из-за высокой стоимости они используются только на высокодебитных скважинах [79].

Оперативные исследования можно также разделить на два типа: глубинные и поверхностные. В первом случае непосредственное измерение давления осуществляется при помощи погружных скважинных приборов (манометров-термометров), спускаемых на проволоке или кабеле. При поверхностных исследованиях точность расчетов будет зависеть от корректности определения уровня жидкости, т. к. косвенные оценки забойного давления проводятся путем пересчета поверхностно-определенного уровня жидкости и устьевого давления в затрубном пространстве скважины.

Измерения, осуществляемые при помощи погружных манометров, не осуществляются на механизированном фонде скважин или проводятся крайне редко. Для этого требуется остановка и подъем насосного оборудования, что приводит к серьезным финансовым потерям, связанным со стоимостью не извлеченного углеводородного сырья, затратами на последующую установку насосного оборудования и выводом скважины на режим. Спуск погружных манометров возможен только при определенном типе подъема жидкости из скважины, при котором внутреннее пространство колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) свободно от оборудования [90].

Косвенные оценки забойного давления путем пересчета уровня жидкости в затрубном пространстве скважины и устьевого затрубного давления используются очень широко для механизированного фонда скважин. Этот метод дешев, не требует прерывания добычи нефти и не зависит от типа подъема жидкости.

Для всех уровнемеров существуют два основных фактора, определяющих точность измерения уровня жидкости в затрубном пространстве скважины:

1. Низкая точность оценки скорости звука в затрубном газе исследуемой скважины.

2. Сложность распознавания временного положения отражений от уровня жидкости на эхограмме.

В последнее время компании, производители уровнемеров, предлагают новые методы оценки скорости звука, удовлетворяющие по точности современным требованиям, чего нельзя сказать о методах распознавания временного положения сигналов на эхограммах.

Все существующие алгоритмы распознавания отраженного эхосигнала работают только во временной области, хотя и используют различные первоначальные данные о сигнале: его фазе, амплитуде и длительности. Однако из-за несовершенства устройств генерации сигнала, обогащения сигнала при излучении шумами - сигнал генерируется «грязным», эти алгоритмы не позволяют получить надежной оценки временного положения отраженных сигналов. Основная энергия шума может располагаться как раз в информационной части сигнала, либо отношение «сигнал / шум» принимает настольно низкое значение, что данный подход является недостаточно эффективным и не дает желаемого результата.

Поэтому одним из перспективных направлений повышения точности определения уровня жидкости в затрубном пространстве скважин является разработка новых устройств генерации сигнала и методов зондирования скважины на основе формирования более точных энергетических посылок и применения более эффективных алгоритмов для оценки времени регистрации отраженных сигналов.

Цель работы: разработка и исследование эффективности средств генерации сигналов для определения уровня жидкости в скважине при наличии высокого уровня шумов методом эхометрирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Научная новизна работы заключается в следующем:

Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается корректным применением современных численных методов решения задач динамики и теории колебаний с общепринятыми допущениями, многочисленными экспериментальными исследованиями, устойчивой воспроизводимостью результатов и сопоставлением результатов, полученных разными методами. Справедливость выводов об эффективности пороховых источников для эхометрирования подтверждена статистическим моделированием и опытно-методической обработкой реальных эхограмм.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Математическая модель динамических процессов в пороховом генераторе акустичексих волн для эхометрирования уровня жидкости в скважинах.

4. Схемные и конструктивные решения пороховых генераторов с регулированием частоты излучения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих Международных и Всероссийских конференциях:

1. XIV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», г. Томск, 2008 г.

2. IV Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы машиностроения», г. Томск, 2008 г.

3. XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», г. Томск, 2009 г.

4. Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», г. Новосибирск, 2009 г.

Публикации. Полученные результаты достаточно полно изложены в 7 научных работах: 2 статьи в журналах центральной печати, 4 статьи в сборниках трудов конференций, 1 патент на изобретение. Перечень их наименований представлен в списке цитируемой литературы [84,102, 99,103,100,101, 104].

В диссертации принята двойная нумерация формул, рисунков и таблиц. Первая цифра отражает номер главы, а вторая - порядковый номер рисунка, таблицы или формулы внутри соответствующей главы.

В работе используются следующие основные обозначения: А(() — амплитуда колебаний сигнала; А(а)) - суммарная амплитуда сигнала частоты со;

А/ - эффективная частотная пропускная полоса измерительного тракта, Гц; с - скорость звука в газе, м¡с ; Е - энергия порохового заряда, Дэю;

Нперф — глубина скважины от устья до зоны перфорации, м ; к - показатель адиабаты затрубного газа; Ь - уровень жидкости в затрубном пространстве, м; Мг — молярная масса затрубного газа, кг/моль;

N — количество дискретных значений, описывающих зондирующий сигнал; Л^о - спектральная плотность мощности шума; Рд - невозмущенное затрубное давление, Па; Ратм — атмосферное давление, Па;

Рист > Рист (0 ~ давление в стволе-камере источника, Па;

Рист(0 - избыточное давление, возникающее в стволе-камере источника. Па;

Рзаб ~ давление в забойной зоне скважины, Па;

Ру, Ру (/) - затрубное давление на устье скважины, Па;

АР - перепад давления при формировании зондирующего сигнала, Па; АРист (/) — изменение давления в стволе-камере источника, Па

АРу{1) - изменение давления на устье скважины, Па г(т) - коэффициент корреляции; 2

2(/) - расход газа при истечении через отверстие, м /с; с 2

Ьотв - площадь поперечного сечения отверстия истечения газа, м ; о

Бскв — площадь поперечного сечения затрубного пространства скважины, м t - время, с;

0 - время начала генерации сигнала, с; tк - время окончания генерации сигнала, с; tкл - время полного открытия клапана, с;

А^ - шаг дискретизации, с;

Г - период сигнала, с;

Тзатр - температура затрубного газа, К;

То, Тсигн — период опорного сигнала, с;

Увозм - объем возмущенных газов, м

Уиспг - объем ствола-камеры порохового источника, м ;

АУ - изменение объема газа, м х(/) - сигнал; 3 , кг!м а - коэффициент пропорциональности плотности и давления газа,-;

Па

Я — коэффициент, учитывающий скорость детонации порохового заряда;

Рист ~ модуль упругости пороховых газов источника, Н / м 9

Зу - модуль упругости газов скважины, Н /м 2 - темп нарастания частоты, 1/ с ; // — коэффициент расхода;

-2 рг - плотность затрубного газа, кг / м ; рж - плотность жидкости в скважине, кг/м ; г — временной сдвиг корреляции сигналов, с; 2

Uy¿) — скорость ударной волны после взрыва, м/с ; со — частота сигнала, Гц; cüq — начальная частота развертки сигнала, Гц; сок — конечная частота развертки сигнала, Гц; А со — девиация частоты следования импульсов, Гц; ср^ - начальная фаза колебаний; g — ускорение свободного падения, g = 10 м/с ; R — универсальная газовая постоянная, i? = 8,31 Дж/(К-моль).

Неуказанные в основных обозначениях величины пояснены в тексте.

Заключение диссертации по теме "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры"

Выводы по четвертому разделу

1. На базе порохового источника предложены возможные схемы реализации конструкций источников многоимпульсных сигналов, позволяющих управлять частотой и амплитудой импульсов по определенному закону, и тем самым возбуждать СВИП-сигнала в затрубном пространстве скважины. Обоснование возможности их реализации и практического применения требуется проведение дальнейших исследований.

2. Проведен анализ влияния формы огибающей амплитуды усилия СВИП-сигнала на АКФ. Отмечено, что сигналы с синусоидальной огибающей обладают наиболее компактной АКФ, обеспечивающей наилучшее выделение полезной информации на фоне принятых помех. При увеличении базы сигнала компактность АКФ увеличивается.

3. Сгенерирован кодоимпульсный сигнал и исследованы его точностные характеристики. Эффективность применения зондирующего сигнала из N импульсов по сравнению с традиционным одноимпульсным зондированием выражается в М-кратном увеличении отношения «сигнал / шум». Показано, что применение в качестве зондирующей посылки многоимпульсного сигнала с последующими процедурами сжатия (фильтрации) и корреляционной обработки существенно увеличивает отношения «сигнал / шум» на регистрируемых эхограммах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пороховой акустический источник является достаточно простым устройством и может применяться не только для эхометрирования. В' сравнении с другими источниками рассматриваемый обладает рядом несомненных преимуществ, связанных с возможностью простой настройки частоты и амплитуды сигнала параметрами, генерирующей системы перед работой.

Отличительная особенность при создании современных технологических акустических источников заключается в том, что для реализации точных и эффективных технологий необходимо использование таких схем источников, которые наряду с высокими энергетическими конструктивными параметрами, позволяли бы одновременно и адаптацию источника к реальным условиям применения. К сожалению, традиционные клапанные источники в этом смысле, несмотря на их широкое применение, являются наиболее нерациональной схемой.

Рассматриваемые в данной работе пороховые источники обладают рядом преимуществ. Поэтому в работе анализируются основные особенности источников данного класса, выделив дополнительно пороховой.привод.

Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в данной работе с целью разработки и исследования эффективности средств генерации сигналов для определения уровня жидкости в скважине при наличии высокого уровня шумов методом эхометрирования, позволили решить поставленные задачи. Подводя итог данной работы, выделим главные моменты и выводы, полученные в результате изучения моделей пороховых источников одно- и многоимпульсного эхометрирования:

1. Проведен анализ существующих средств и методов для определения уровня жидкости в скважинах.

2. Исследованы характеристики скважины как канала, в котором распространяется сигнал — шумы, собственные частоты канала.

3. Путем анализа и уточнения алгоритмов обработки и изучения существующих приборов (генераторов) выявлены особенности распространения сигнала и шума. Исследована эффективность разработанных алгоритмов корреляционного и спектрального прослеживания эхограмм для надежного определения временного положения информативных сигналов.

4. Созданы научные и инженерные предпосылки для создания нового класса генераторов для измерения уровня жидкости — экологически чистого — стреляешь в скважину, без выпуска затрубного газа в атмосферу.

5. Разработаны схемные и конструктивные решения импульсных пороховых генераторов звуковых волн для эхометрирования уровня жидкости в скважинах. Подробно рассмотрены параметры элементов, входящих в источник, и необходимые как для проектирования, так и расчета динамики.

6. Проведены экспериментальные исследования динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн на испытательном стенде, имитирующем затрубное пространство скважины.

7. Установлено, что процесс генерации сигнала пороховым источником описывается достаточно простыми соотношениями, которые с удовлетворительной точностью воспроизводят данные, полученные в ходе эксперимента. Составлена и исследована полная математическая модель порохового источника, установлены основные параметры его настройки. В некоторых случаях для оценки достоверности модели, проведены сравнения с экспериментами, полученными при проведении стендовых и полигонных полевых испытаний образцов нового источника.

8. Разработана и исследована математическая модель динамических процессов в пороховом генераторе звуковых волн. На компьютерной модели рассмотрены варианты управления пороховыми источниками.

9. Разработаны конструктивные решения пороховых генераторов многоимпульсных сигналов и оценена эффективность их применения с помощью математического моделирования динамики процесса.

Безусловно, исследования, проведенные в этой работе, не рассматривают всех вариантов решения проблем акустических источников для эхометрирования. Весьма важным неисследованным объектом остаются:

- процесс формирования заднего фронта акустического импульса. Особенно при генерации многоимпульсных сигналов, когда происходят наложения с первыми отраженными сигналами скважины;

- вопрос «просвечивания» пены на границе «газ / жидкость».

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Сикора, Евгений Александрович, Томск

1. Алимов О.Д., Шапошников И.Д., Дворников JI.T. Исследование эффективности формы ударного импульса при вращательно-ударном бурении шпуров // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1971.-№5.-С. 51-60.

2. Артиллерия / под ред. В.П.Внукова. М.: Государственное Военное Издательство Наркомата Обороны Союза ССР, 1938. — 368 с.

3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1983. - 536 с.

4. Басниев К.С. Нефтегазовая гидродинамика. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 480 с.

5. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. — М.: Недра, 1980. 535 с.

6. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983. - 312 с.

7. БлиноваЛ.П. Акустические измерения.- М.: Изд-во стандартов, 1971.-271 с.

8. Боббер Р.Дж. Гидроакустические измерения. М.: Мир, 1974. - 362 с.

9. Бойко B.C. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1990.-426 с.

10. Борисов В.И. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью. М.: Радио и связь, 2003.640 с.

11. Бузинов С.Н. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов. — М.: Недра, 1984. 269 с.

12. Бузинов С.Н. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов. -М.: Недра, 1984. 269 с.

13. БутыринН.Г., Исаев Ю.М., Квартальнов Б.В., Рыбаков В.Н., Щербина А.Н. Конструкции и системы управления гидровибраторов для создания низкочастотных колебаний // Проблемы вибрационного просвечивания Земли. М.: Наука, 1977. - С. 104-115.

14. Быстров В.Н., Кочегуров А.И. Выделение огибающей широкополосных сигналов по функциям их группового запаздывания // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. трудов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002.

15. ВаракинЛ.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и связь, 1985. 384 с.

16. Вопросы перспективной радиолокации / Под ред. А.В. Соколова. М.: Радиотехника, 2003. - 508 с.

17. Гавура В.Е. Контроль и регулирование процесса разработки нефтяных и газонефтяных месторождений. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001. — 339 с.

18. Гантмахер В.Е. Шумоподобные сигналы: Анализ, синтез, обработка. -СПб.: ООО «Наука и Техника», 2005. 396 с.

19. ГаусП.О., Лавров В.В., Налимов Г.П., СеменчукВ.Е. Определение скорости звука в газовой среде скважин диагностическим комплексом «СиамМастер 2С» // Нефтяное хозяйство. 2001. - № 10. - С. 76-78.

20. Глухарев К.К., Фролов К.В. Взаимодействие колебательной системы с двумя источниками энергии // Изв. АН СССР МТТ. 1977. - № 4. -С. 65-71.

21. Гольденберг Л.М. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1985.-312 с.

22. Гольдин C.B. Введение в геометрическую сейсмику. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. - 263 с.

23. Гродзянская Т.М., Лукашин Ю.П. Сейсморазведка на непрерывных волнах. М.: ВНИИОЭНГ, 1969. - 125 с.

24. Гурин А.Г., Конотоп В.В., КругликН.И. Электродинамические ударные устройства для сейсмических исследований // Проблемы вибрационного просвечивания Земли. М.: Наука, 1977. - с. 137-144.

25. Дерюшева В.Н. Модели пневмогидравлического ударного узла с учетом свойств формирователя импульса и нагрузки: дис. канд. техн. наук. Томск, 2009.

26. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971.-316 с.

27. Дюдин Б.В. Прикладные задачи акустики. Таганрог: Изд-во ТРТИ, 1976.-112 с.

28. Евчатов Г.П., Михаэлис Ю.В., Юшин В.И. К выбору огибающей вибросейсмического сигнала // Вибрационная сейсморазведка на продольных и поперечных волнах: Тр. СНИИГГиМСа. 1975. -Вып. 219. - С. 65-71.

29. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1986. - 332 с.

30. Жуков И.А. Формирование упругих волн в волноводах при ударе по ним полукатеноидальными бойками: дис. канд. техн. наук. — Томск, 2005.

31. Зайцев Ю.В. Технология и техника эксплуатации нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1986. - 301 с.

32. Запольский К.К. Частотно-временные исследования сейсмических колебаний. М.: ИФЗ РАН, 2004. - Т. 1. - 202 с.

33. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. — М.: Наука, 1966.

34. Зуев A.A. Методы расширения частотного диапазона вибросейсмических колебаний. Новосибирск: ИГИГ, 1987. - 146 с.

35. Зюбенко В.Д. Следящие измерители частоты, фазы и времени запаздывания шумоподобных сигналов. — J1.: ЛЭТИ, 1990. 54 с.

36. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров A.A. Оборудование для добычи нефти и газа. М.: Нефть и газ, 2002. - Т. 1. - 768 с.

37. Иванченков В.П., Кочегуров А.И. Определение временного положения сейсмических сигналов по оценкам их фазочастотных характеристик// Геология и геофизика. 1988. — № 9. - С. 77-83.

38. Иванченков В.П., Кочегуров А.И. Фазочастотные алгоритмы оценки местоположения пространственно-временных сигналов в условиях априорной неопределенности // Изв.вузов. Физика. 1995. - № 9. -С. 100-104.

39. Иофе В.К. Справочник по акустике. М.: Связь, 1979. - 312 с.

40. Кайно Г. Акустические волны. Устройства, визуализация и аналоговая обработка сртгналов. М.: Мир, 1990. - 652 с.

41. Клюев В.И. Частотно-временные преобразования сигналов в линейных. Алма-Ата: Наука КазССР, 1987. - 228 с.

42. Козленко Н.И. Передача непрерывных сообщений методом фазо-импульсной модуляции. Воронеж: ВНИИС, 1997. - 534 с.

43. Комаров A.A. Надежность гидравлических систем. М.: Машиностроение, 1969. - 317 с.

44. Котяхов Ф.И. Физика нефтяных и газовых коллекторов. М., Недра, 1977. - 287 с.

45. Кочегуров А.И. Алгоритмическое и программное обеспечение систем обработки сейсмической информации на основе методов частотного прослеживания: дис. канд. техн. наук. — Томск, 1986.

46. Кочегуров А.И., Быстров В.Н. Определение временного положения сложных сигналов в среде с дисперсией и поглощением // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2002. - № 3-4. - С. 50-54.

47. Красильников В.А. Введение в акустику. М.: Изд-во МГУ, 1992.-151 с.

48. Красильников В.А. Звуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. -М.: Изд-во технико-теоретической литературы, 1954. 440 с.

49. Красильников В.А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. М.: Физматгиз, 1960. - 560 с.

50. Крауиныи П.Я. Динамика вибромеханизма на упругих оболочках с гидрообъемным приводом: дис. д-ра. техн. наук. Томск, 1995.

51. Крец В.Г. Нефтегазопромысловое оборудование. — Томск: Изд-во ТПУ, 1998.-184 с.

52. Кузьмин В.А. Динамика виброактивных систем и конструкций: дис. канд. техн. наук. Омск, 1977.

53. КукЧ., БернфельдМ. Радиолокационные сигналы. М.: Советское радио, 1971.-568 с.

54. Кутателадзе С.С. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976.-296 с.

55. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.

56. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Курс теоретической физики: Гидродинамика. М.: Физматлит, 2001. - Т. 6. - 736 с.

57. Лапук Б.Б.Теоретические основы разработки месторождений природных газов. -Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 296 с.

58. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

59. Логвин А.И. Аналоговые и дискретные виды модуляции в радиопередающих устройствах. М.: МИИГА, 1991. - 80 с.

60. Мальцева О.А. Распространение низкочастотных волн в магнитосфере Земли М.: Наука, 1987. - 118 с.

61. Мангус К. Введение в исследование колебательных систем. — М.: Мир, 1982.-304 с.

62. Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. — 628 с.

63. Матвеев И.Б. Гидропривод машин ударного и вибрационного действия. М.: Машиностроение, 1974. - 184 с.

64. Махмудов С.А. Монтаж, обслуживание и ремонт скважинных электронасосов. М.: Недра, 1995. - 217 с.

65. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. М: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 816 с.

66. Мойзес Б.Б., Крауинын П.Я. Виброимпульсный источник сейсмических сигналов для разведочной геофизики // Новейшие технологии в приборостроении: Труды Российской научно-практической конференции. Томск, 1999. - С. 45-49.

67. Мойзес Б.Б., Крауинып П.Я. Ударно-вибрационный источник сейсмических сигналов для полевой геофизики // Современные техника и технологии: Труды V областной научно-практическойконференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 2000. - С. 98-103.

68. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра, 1978.-448 с.

69. Налимов Т.П., Гауе П.О., Семенчук В.Е., Пугачев Е.В. Оборудование и технология контроля уровня жидкости для исследования скважин // Нефтяное хозяйство 2004. - № 4. с. 78-81.

70. Налимов К.Г. Информационная система эхометрирования многоимпульсными сигналами для определения уровня жидкости в нефтедобывающих скважинах: дис. канд. техн. наук. — Томск, 2007.

71. Налимов К.Г. Определение уровня жидкости в затрубном пространстве скважин методом эхометрирования с зондированием многоимпульсными сигналами // Нефтяное хозяйство. 2006. - № 4. -С. 112-114

72. Налимов К.Г., Кочегуров А.И. Повышение точности оценок уровня жидкости в нефтедобывающих скважинах // Химия нефти и ее переработка: Материалы 2-го Международного форума «Актуальные проблемы современной науки». Самара, 2006. - Т. 14. — С. 30-34.

73. Никитин A.A. Теоретические основы обработки геофизической информации. М.: Недра, 1986. - 342 с.

74. Никоненко И.С. Создание систем автоматизированного управления в добыче газа. М.: Недра, 2001. - 191 с.

75. Никонова И.П., Покровской Г.Н., Серпенинов Б.Н. Влияние формы импульса на передачу удара в системе «боек штанга - среда» // Передача удара и машины ударного действия. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1976 - С. 163.

76. Островский JI.A. Модулированные волны в линейных средах с дисперсией. Горький: ГГУ, 1988. - 96 с.

77. Пат. на изобр. 2297532 РФ. МПК Е21В47/04. Способ определения уровня жидкости в затрубном пространстве нефтяных добывающих скважин / П.О. Гауе, К.Г. Налимов, В.Е. Семенчук. Заявлено 16.08.2005; Опубл. 20.04.2007, Бюл. № 11. 10 е.: ил.

78. Пат. на изобр. 2359107 РФ. МПК Е21В37/00. Устройство для очистки скважины / П.Я. Крауиныд, С.А. Смайлов. Д.П. Крауиньш, К.А.

79. Кувшинов, Е.А. Сикора. Заявлено 07.12.2007; Опубл. 20.06.2009, Бюл. №17. 8 е.: ил.

80. Пат. на изобр. 299427 РФ. МПК В65С27/22. Гидравлический вибратор / И.Ф. Гончаревич, И.К. Круглов, Ф.А. Сиукаев. Заявлено 31.03.1970; Опубл. 26.03.1971, Бюл. № 12. 2 с.: ил.

81. Пат. на изобр. 511979 РФ. МПКВ06В1/14. Гидравлический генератор колебаний/ П.Я. Крауинъш, В.А.Кузьмин. Заявлено 03.07.1973; Опубл. 30.04.1976, Бюл. № 16. 2 е.: ил.

82. Пат. на полез, мод. 50599 РФ. МПК Е21В47/04. Устройство для определения уровня жидкости/ П.О. Гауе, К.Г. Налимов, В.Е. Семенчук. Заявлено 16.08.2005; Опубл. 20.01.2006, Бюл. № 2.2 с.

83. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П., Основы системного анализа. -Томск: Изд-во НТЛ, 1997. -396 с.

84. Пестряков В.Б. Фазовые радиотехнические системы. М.: Сов. Радио, 1968.-468 с.

85. Петров А.И. Глубинные приборы для исследования скважин. М.: Недра, 1980.-224 с.

86. Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в радионавигационных системах/ Под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Сов. Радио, 1975.-296 с.

87. Пугачев Е.В. К определению уровня жидкости и скорости звука в затрубном пространстве добывающих скважин // Нефтяное хозяйство. 2002. - № 5 - С. 75-78

88. Радиолокационные измерители дальности и скорости/ Под ред. В.Н. Саблина. М.: «Радио и связь», 1999. - Т. 1. - 419 с.

89. Розов А.К. Обнаружение, классификация и оценивание сигналов. Последовательные процедуры. СПб.: Политехника, 2000. - 248 с.

90. Роман В.И. Невзрывное импульсное возбуждение и массовое накопление сейсмических сигналов // Проблемы вибрационного просвечивания Земли. М.: Наука, 1977. - С. 62-71.

91. Сабель А.Г. Основы теории точности радиотехнических методов местоопределения. — М.: Оборонгиз, 1958. 54 с.

92. Саваренский Е.Ф. Сейсмические волны. М.: Недра, 1972. - 296 с.

93. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы. М.: Мир, 1988. - Т. 2. - 360 с.

94. Сикора Е.А. Алгоритмы повышения точности определения уровня скважинного флюида методом эхометрирования // "Наука. Технологии. Инновации": Труды Всероссийской научной конференции молодых ученых. Новосибирск, 2009. - Ч. 1. -С. 138-140.

95. Сикора Е.А. Алгоритмы повышения точности определения уровня скважинного флюида методом эхометрирования // Научно-технические ведомости СПбГПУ.- 2009.- Т. 89.- №4-2.-С. 157-163.

96. Сикора Е.А. Моделирование динамики вибро-импульсного источника сигналов // "Современные техника и технологии": Труды XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 2008. - Т. 1. - С. 311-313.

97. Сикора Е.А. Повышение точности измерения уровня жидкости (скважинного флюида) в нефтедобывающих скважинах методом эхометрирования// "Современные техника и технологии": Труды

98. XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 2009. — Т. 1. -С. 332-334.

99. Сикора Е.А. Экспериментальные характеристики порохового генератора акустических сигналов для эхометрирования скважин // Известия ТПУ. 2010. - Т. 317. - № 1. - С. 82-86.

100. Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976. - Т. 2. - 542 с.

101. Смирнов Н.И., Горгадзе С.Ф. Спектральные свойства ШПС. Б.м., 1989.-66 с.

102. Собисевич JI.E. Волновые процессы и резонансы в геофизике. М.: ОИФЗ РАН, 2001. - 297 с.

103. Справочник геофизика: Сейсморазведка. / Под ред. И.И. Гурвича. -М.: Недра, 1966. Т. 4. - 734 с.

104. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / Под ред. B.C. Королюка, Н.И. Портенко, A.B. Скорохода, А.Ф. Турбина. М.: Наука, 1985. - 640 с.

105. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. / Под ред. Ш.К. Гиматудинова. М., Недра, 1983. - 455 с.

106. Стариковская С.М. Импульсный разряд при высоких перенапряжениях: особенностиразвития и возбуждение внутренних степеней свободы газа: дис. д-ра физ.-мат. наук. Москва, 2000.

107. СушилинВ.А. Эхометрирование нефтяных скважин.- Баку: Гостоптехиздат, 1950. — 93 с.

108. Теория и практика заканчивания скважин / Под ред. А.И. Булатова. -М.: ОАО «Изд-во «Недра», 1998. Т. 4. - 496 с.

109. Тяпкин Ю.К. Оптимальная линейно-фазовая фильтрация сейсмических записей // Геология и геофизика. — 1984. № 3.

110. Фархуллин Р.Г. Скорость звука в газе затрубного пространства скважин // Нефтяное хозяйство. 2000. - № 7. - С. 55-58

111. Форест Г. Добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп бизнес», 2006. - 416 с.

112. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. М.: Машиностроение, 1980. - 276 с.

113. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Сов. радио, 1980. - 224 с.

114. Хисамов P.C., Сулейманов Э.И., Фархулин Р.Г., Никашев А.О., Губайдуллин A.A., Ишкаев Р.К., Хусаинов В.М. Гидродинамические исследования скважин и методы обработки результатов измерений. -М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000. 228 с.

115. Хотяновский Д.В., Кудрявцев А.Н., Иванов М.С. Течение вязкого теплопроводного газа в ударной трубе // "Новые математические модели механики сплошных сред: построение и изучение": Труды Всероссийская конференция. Новосибирск, 2009.

116. Худзинский Л.Л. О частотно-фазовом анализе сейсмических волн // В кн.: Динамика земной коры. М.: Наука, 1965. - С. 65-70.

117. Худяков Г.И. О потенциальной точности определения временного положения флюктуирующих сигналов // Вопросы радиоэлектроники. Общие вопросы радиоэлектроники. 1984. - № 8. - С. 55-60.

118. Цынкова О.Э. Гидродинамические методы увеличения нефтеотдачи. -М.: Недра, 1993.-158 с.

119. Шагинян A.C. О выборе оптимальных параметров газодинамических импульсных источников сейсмических сигналов // Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М.: Наука, 1981. -С. 176-190.

120. Шериф Р., ГелдартЛ. Сейсморазведка: Обработка и интерпретация данных. М.: Мир, 1987. - Т. 2. - 448 с.

121. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981.-416 с.

122. Шнеерсон М.Б., Майоров В.В. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний. М.: Недра, 1980 - 205 с.

123. Шпильгрейн Э.Э., Кессельман П.М. Основы теории теплофизических свойств веществ. М.: Энергия, 1977. - 245 с.

124. Aulin Т., Sundberg С.-Е. Digital phase modulation. New York: Plenum, 1986.-B. 9.-504 p.

125. Durran D.R. Numerical methods for wave equations in geophysical fluid dynamics. New York: Springer, 1999. - B. 17. - 465 p.

126. Lee M.W. Linearized inversion of reflection traveltimes Washington: GPO, 1991.-B. 4.-21 p.

127. McCoy J.N. Analyzing Well Performance VI, Southwestern Petroleum Short Couise Association, 1973, Lubbock, Texas. Available from Echometer Company, 5001 Ditto Lane, Wichita Falls, Texas 76302

128. McCoy J.N., Podio A.L., Huddleston K.L. Acoustic determination of producing bottomhole pressure. Paper SPE 14254 presented at 1985 SPE annular technical conference and exhibition, Las Vegas, NV, Sept. 22-25

129. McCoy J.N., Podio A.L., Huddleston K.L. Acoustic static bottomhole pressure. Paper SPE 13810 presented at 1985 production operations symposium, Oklahoma City, OK, Mar., 10-12

130. McCoy J.N. Analysis and Optimization of Progressing Cavity Pumping System By Total Well Management, presented at 2 SPE Progressing Cavity Pump Workshop, Tulsa, OK, Nov., 1996

131. Scattering and attenuation of seismic waves. Basel: Birkhauser, 1990. — В. III. - 437 p.

132. Thomas, Hankinson, & Phillips, Determination of Acoustic Velocities for Natural Gas, SPE #2579 of A1ME

133. Yang H. Wave packets and their bifurcations in geophysical fluid dynamics. New York: Acad, press, 1990. - B. 7. - 247 p.

134. Генераторы давления и заряды // ОАО ВНИПИвзрывгеофизика, 2010. — URL: http://vnipivzryv.ru/productions/14generatorydavlenijaizarjady (дата обращения: 21.09.2010).