Главная › Новости

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ КАРОТАЖНОГО КАБЕЛЯ

Опубликовано: 18.11.2018

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ КАРОТАЖНОГО КАБЕЛЯ

А. И. Ишемгужин

Аннотация

В статье рассмотрено построение электрической модели каротажного кабеля с использованием последовательного соединения четырехполюсников в цепочную схему замещения.

Моделирование необходимо при исследовании погрешностей токовых измерительных систем, когда датчик и измерительное устройство размещены на значительном удалении друг от друга и электрически связаны каротажным кабелем, находящимся в скважине. Поскольку условия, в которых находятся участки кабеля, по длине различны, параметры цепочной схемы замещения непостоянны, то есть цепочная схема оказывается неоднородной.

В режиме постоянного тока предлагается алгоритм вычисления напряжений и токов в начале и конце каротажного кабеля (цепочной схемы замещения), основанный на рекуррентных соотношениях, получаемых на основе смешанных параметров четырехполюсников. По результатам вычислений строится модель каротажного кабеля в виде одного четырехполюсника с сосредоточенными параметрами.

В нестационарном электрическом режиме каротажный кабель также моделируется цепочной схемой замещения. При этом в продольных ветвях четырехполюсников отсутствуют индуктивности, а в поперечных – активные проводимости. Это объясняется тем, что энергия, запасаемая в распределенных емкостях кабеля значительно больше, чем энергия, запасаемая в распределенных индуктивностях кабеля, в связи с чем последние не будут оказывать заметного влияния на переходной процесс. Не будут оказывать большого влияния на переходной процесс и распределенные активные проводимости утечки, поскольку на переменном токе они заметно меньше, чем реактивные проводимости, обусловленные распределенными емкостями кабеля.

Особенностью полученного решения является то, что вектор начальных условий, определяется независимо от состояния и нагрузки всей цепочной схемы замещения, а исходя только из режимов холостого хода и подключения нагрузки на выходе первого четырехполюсника. Решение для последнего четырехполюсника схемы замещения получается из матричного разностного уравнения, которое описывает цепочную схему замещения.

Ключевые слова

borehole cable;chained circuit;differential equation;electric mode;equivalent circuit modeling;four-pole equivalent circuit;quadrupole;recurrence relations;the electrical energy;каротажный кабель;моделирование;разностное уравнение;рекуррентные соотношения;схема замещения;цепочная схема;четырехполюсник;электрическая энергия;электрический режим

Литература

Моисеенко А.С., Егорова И.В. Исследование характеристик лабораторного эквивалента бронированного каротажного кабеля: методические указания. М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2008. 76 c.

Новгородцев А.Б. Теоретические основы электротехники. 2-е изд. СПб.: Питер, 2006. 576 с.

Ишемгужин А.И. Основы электротехники: учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. 71 с.

Горбенко Л. А. Каротажные кабели и их эксплуатация. М.: Недра, 1978. 160 с.

К расчету влияния параметров геофизического кабеля на точность глубинных измерительных преобразователей для нефтяных скважин /Ишемгужин А.И., Азина О.А., Коловертнов Ю.Д., Хамзин Н.Н. // Актуальные проблемы нефти и газа: тез. докл. респ. науч. – техн. конф. Уфа, 1984. С. 94.

Ишемгужин А.И., Азина О.А., Коловертнов Ю.Д. Применение численных методов для расчета установившихся и переходных процессов в каротажном кабеле // Автоматизация и метрологическое обеспечение измерений в нефтяной и газовой промышленности. Уфа, 1984. С. 69-73.

Ишемгужин А.И., Коловертнов Ю.Д. Стационарные и переходные электрические режимы каротажного кабеля // Известия вузов. Нефть и газ, 1986. №10. С. 74-77.

Фидлер Д. К., Найтингейл К. Машинное проектирование электронных схем. М.: Высшая школа, 1985. 216 с.