产品名称： XACT公司SandSentry完井无线数据传输设备

项目时间： 2015

项目地点： 美国

项目国家： 美国

所属公司：  SandSentry

项目简介：

SandSentry声波遥感探测系统是XACT公司研发的一款能够与钻杆联合使用（安装间隔一般为4000到5000英尺）、具有感应功能的井下测量工具，这种工具既可以充当中继器协助声波信号传输到地面，同时也可以作为单独的测量节点探测井下数据。由于井下信号的传输都是经过钻杆完成的，所以利用该工具能够实现井筒内任意一点的数据测量，为钻井工作提供更多、更详细的数据。

主要问题：

常规的数据传输是利用泥浆脉冲产生的压力波将井下的实时数据传导到地面，但是在深水条件下，尤其是在完井安装作业中，传统的泥浆脉冲技术并不能满足作业者的需求。XACT公司的声波遥感系统改变了这一现状，该系统利用沿钻杆分布的测量节点构建了一个井下声波遥感探测网络，只要钻具还在井下，这套工具就能够为作业者提供实时的测量数据。

解决方案：

Andy Hawthorn 是XACT公司的应用主管，他说：“钻完井过程中，超过90%的作业都会有钻具在井下。如果信号能够通过钻杆来传输，这就意味着90%的作业时间里你都有机会获取井下的实时数据，这听起来是非常诱人的。” 该系统由类似于钻铤的节点组成，安装方式与钻杆的联结方式一样，在钻杆上每隔4,000 到 5,000 英尺安装一个测量节点。这些节点既能作为声波传输的中继器，也可以独立的测量井筒内部和外部的温度和压力、 钻具重量、 扭矩和弯曲等数据。获得的数据通过工具发射的高压电脉冲声波信号沿钻柱传输到地面。

当信号传到地面，它会被安装在顶驱或者压裂头的声电接收器俘获，接收器再将数据以无线的方式传输给井场的电脑进行处理。地面电脑将这些井下数据与地面其他数据整合后，一并提供作业控制中心还有其他部门。 由于声波信号是沿着钻柱的外壁传输的，所以该系统内整个传输网络独立于地层和各种气液流体，不受干扰，而其他常规的电磁遥感探测系统则无法做到这一点，在某些复杂地层会遇到传输问题。据XACT公司介绍，他们的独特设计使得这个数据传输网络在所有地层都有非常高的传输效率。

Hawthorn指出，依靠泥浆作为传输介质的井下测量系统在下钻和停泵时无法向地面提供数据，而数据表明75%的井涌发生在这个时候。XACT公司的遥感探测网络能够在低流量或是无流体流动的环境下正常工作，这也意味着它在压力可控，欠平衡以及井漏的情况下依然能够有效地工作。 分布于钻杆上的每个节点既能增强信号，又可以独立的测量，这样的分布式测量网络可以帮助用户实时监测每个井段的动态，而不是像以往只能依赖于井底、地面的测量数据，更不需要在事后进行数据分析。

XACT的主席兼CEO Jason Roe说，“与现有传输和测量系统相比， XACT 的系统能提供更加智能化的井下实时数据，这些数据让作业者可以及时的作出决定，而以前的情况是只能分析事后的数据然后应用到下一口井。通过利用实时数据分析井下的状况，操作人员及时地采取措施保证钻井的高效和稳定性，让钻完井过程实现降本增效。“ 这个系统在钻杆上的安装并不影响钻杆的全通径性能，所以作业者可以通过这个系统实施固井，压裂，投球或是下刮管胶塞等多种操作。

BP和壳牌赞助了这个声波遥感探测网络的开发，能够与这些大型的作业者紧密合作，让XACT可以在多种类型的井中测试和应用这套系统，同时帮助公司了解作业者面临的现实问题并就此研发出解决问题的方法。“你最不希望看到的情况就是拿着解决方案去寻找问题，而且随着井下状况复杂性增加，作业者需要对井下的情况进行更准确有效的实时监测”。

XCAT公司的声波遥感探测网络已经被应用于墨西哥湾的多个深水井项目，包括固井，下尾管和压裂组件的安装。为这些指定区域提供实时的井下数据在以前是没法实现的。 “在不久的将来，公司将增强这个网络的功能使其具备双向传输的能力”，Hawthorn介绍说，这个遥感探测系统的妙处在于当你在管柱中激发信号的时候，他们是自动向上下两端传播的。我们在努力改进这个系统使它能够双向通讯，这样在接收数据的同时，我们还可以与井下工具进行沟通。作业者就可以在需要的时候，通过这个网络向井下工具发送指令来更改工具或是其他机械设备内部的设置。 ”

案例分析：

2015年，XACT与BP合作，在墨西哥湾深水区完成了首个SandSentry声波遥感探测网络的现场实验。 SandSentry遥感探测工具能够测量钻具的重量，扭他，弯曲，压力和温度，同时将这些数据通过无线传输的方式上传到地面，不受流体，深度和地层类型的影响。这个系统能够在井底环境复杂的情况下提供实时的井下测量和一体化的解决方案，而现有的其他技术还做不到。 2015年10月末，两个钻铤结构的全通径SandSentry工具应用在墨西哥湾深水项目的完井作业中。这些工具是专门为现今苛刻的钻井条件和挑战性深水井设计。在测量节点的间隔超过5000英尺的低传输能量设置条件下, 无论井筒中有无流体存在，这套工具都能够在井筒中高效的传输和接收数据。 XACT 的主席和CEO Jason Roe　说“对于首个深水防砂项目的成功应用我们非常激动，我们非常感谢BP VENTURE和BP Upstream Technology　对XACT公司和BP墨西哥湾区项目的支持，让我们能够有机会展示我们遥感探测系统的能力，我们希望继续保持密切的合作，进一步展示我们如何利用这个网络为作业者降低作业风险并提高施工效率。” 马克 Barrilleaux，BP完井顾问补充说，“BP 一直处在井下实时监测技术的最前沿，我们非常高兴能够成为这个创新项目的一部分。此次现场试验的成功，表明 XACT 公司的声波遥感探测系统极具潜力，我们期待着这项技术的商业应用。

亮点：

能够实时传输完井作业井下数据。

将来有可能传输指令控制井下工具。