Vrste alata za žiroskopsko istraživanje u naftnim i plinskim bušotinama

Konvencionalni žiroskop

Konvencionalni žiroskop ili besplatni žiroskop postoji od 1930-ih. Dobiva azimut bušotine iz rotirajućeg žiroskopa. Određuje samo smjer bušotine, a ne nagib. Kut nagiba obično se dobiva pomoću akcelerometara. Žiroskop za jednu snimku koji se temelji na filmu koristi njihalo obješeno iznad kartice kompasa (pričvršćene na vanjsku os kardana) za dobivanje nagiba. Konvencionalni žiroskop ima rotirajuću masu koja se obično okreće pri 20 000 do 40 000 okretaja u minuti (neki se okreću i brže). Žiroskop će ostati fiksiran ako na njega ne djeluju nikakve vanjske sile i ako se masa drži u svom točnom središtu gravitacije. Nažalost, nije moguće držati masu u njezinom točnom težištu, a vanjske sile djeluju na žiroskop. Stoga će se žiroskop s vremenom povući.

Teoretski, ako se žiroskop počne okretati i usmjeri u određenom smjeru, ne bi trebao značajno promijeniti smjer tijekom vremena. Stoga se pokreće u rupu, a iako se kućište okreće, žiroskop se slobodno kreće i ostaje usmjeren u istom smjeru. Budući da je smjer u kojem je žiroskop usmjeren poznat, smjer bušotine može se odrediti razlikom između orijentacije žiroskopa i orijentacije kućišta u kojem se nalazi žiroskop. Orijentacija osi vrtnje mora biti poznata prije nego što se žiroskop pusti u rupu. To se zove referenciranje žiroskopa. Ako žiroskop nije ispravno referenciran, cijelo istraživanje je isključeno, tako da alat mora biti odgovarajuće referenciran prije nego što se pokrene u bušotini za naftne i plinske bušotine.

Nedostaci

Još jedan nedostatak konvencionalnog žiroskopa je taj što će se povući s vremenom, uzrokujući pogreške u izmjerenom azimutu. Žiroskop će se povući zbog udara sustava, istrošenosti ležaja i rotacije Zemlje. Žiroskop također može zalutati zbog nesavršenosti žiroskopa. Greške se mogu razviti tijekom proizvodnje ili strojne obrade žiroskopa, budući da točno središte mase nije u središtu osi vrtnje. Zanos je manji naZemljin ekvator a viši na višim geografskim širinama u blizini polova. Općenito, konvencionalni žiroskopi se ne koriste na geografskim širinama ili nagibima iznad 70°. Tipična stopa pomaka za tradicionalni žiroskop je 0,5° u minuti. Prividno pomicanje uzrokovano rotacijom Zemlje ispravlja se primjenom posebne sile na unutarnji kardanski prsten. Primijenjena sila ovisi o geografskoj širini na kojoj će se žiroskop koristiti.

Zbog ovih razloga, svi će konvencionalni žiroskopi odstupati za određene količine. Drift se prati kad god se izvodi tradicionalni žiroskop, a pregled se prilagođava tom driftu. Ako referenca ili pomak nisu adekvatno kompenzirani, prikupljeni podaci istraživanja bit će netočni.

Integracija brzine ili žiroskop koji traži sjever

Brzina ili žiroskop usmjeren prema sjeveru razvijen je kako bi se spriječili nedostaci konvencionalnog žiroskopa. Brzinski žiroskop i žiroskop usmjeren prema sjeveru u biti su iste stvari. To je žiroskop sa samo jednim stupnjem slobode. Žiroskop koji integrira brzinu koristi se za određivanje pravog sjevera. Žiroskop razdvaja Zemljin vektor vrtnje na horizontalne i vertikalne komponente. Vodoravna komponenta uvijek pokazuje na pravi sjever. Potreba za referenciranjem žiroskopa je eliminirana, što povećava točnost. Zemljopisna širina bušotine mora biti poznata jer će Zemljin vektor vrtnje biti drugačiji kako geografska širina varira.

Tijekom postavljanja, žiroskop brzine automatski mjeri vrtnju Zemlje kako bi eliminirao pomicanje uzrokovano rotacijom Zemlje. Ova značajka dizajna smanjuje vjerojatnost da će proizvesti pogreške u usporedbi s konvencionalnim žiroskopom. Za razliku od tradicionalnog žiroskopa, brzi žiroskop ne zahtijeva referentnu točku da bi se nazirao, čime se eliminira jedan potencijalni izvor pogreške. Njime se mjere sile koje djeluju na žiroskop, a akcelerometrima sila gravitacije. Kombinirana očitanja akcelerometara i žiroskopa omogućuju izračun nagiba i azimuta bušotine.

Brzinski žiroskop će mjeriti kutnu brzinu kroz kutni pomak. Žiroskop koji integrira brzinu izračunava integral kutne brzine (kutni pomak) kroz izlazni kutni pomak.

Novije verzije žiroskopa mogu se promatrati tijekom kretanja, ali postoje ograničenja. Oni ne moraju stajati kako bi dobili anketu. Ukupno vrijeme istraživanja može se smanjiti, čineći alat isplativijim.

Prstenasti laserski žiroskop

Prstenasti laserski žiroskop (RLG) koristi drugu vrstu žiroskopa za određivanje smjera izvora. Senzor se sastoji od laserskih žiroskopa s tri prstena i tri akcelerometra inercijalnog stupnja postavljenih za mjerenje X, Y i Z osi. Točniji je od žiroskopa za mjerenje brzine ili smjera prema sjeveru. Alat za anketu ne mora se zaustaviti da bi se izvršila anketa, tako da su ankete brže. Međutim, vanjski promjer prstenastog laserskog žiroskopa je 5 1/4 inča, što znači da ovaj žiroskop može raditi samo u kućištu od 7 inča i većem (provjerite našedizajn kućištavodič). Ne može se pokrenuti kroz abušaći niz, dok se brzina ili žiroskop za traženje sjevera može provesti kroz niz za bušenje ili nizove cijevi manjeg promjera.

Komponente

U svom najjednostavnijem obliku, prstenasti laserski žiroskop sastoji se od trokutastog bloka stakla izbušenog za tri provrta helij-neonskog lasera sa zrcalima na točkama od 120 stupnjeva – uglovima3. Suprotno rotirajuće laserske zrake – jedna u smjeru kazaljke na satu i druga u suprotnom smjeru koegzistiraju u ovom rezonatoru. U nekom trenutku, fotosenzor prati zrake na mjestima gdje se sijeku. One će konstruktivno ili destruktivno interferirati jedna s drugom, ovisno o preciznoj fazi svake zrake.

Ako RLG miruje (ne rotira) u odnosu na svoju središnju os, relativna faza dviju zraka je konstantna, a izlaz detektora je dosljedan. Ako se RLG rotira oko svoje središnje osi, zrake u smjeru kazaljke na satu iu suprotnom smjeru doživjet će suprotne Dopplerove pomake; jedan će povećati frekvenciju, a drugi će smanjiti frekvenciju. Detektor će osjetiti razliku frekvencije iz koje se može odrediti točan kutni položaj i brzina. Ovo je poznato kaoSagnac efekt.

Ono što se mjeri je integral kutne brzine ili zaokrenuti kut od početka brojanja. Kutna brzina bit će derivacija frekvencije otkucaja. Dvostruki (kvadraturni) detektor može se koristiti za određivanje smjera rotacije.

Inercijski žiroskop

Najprecizniji instrument za istraživanje u polju nafte i plina je inercijski žiroskop, koji se često naziva Ferrantijev alat. To je cijeli navigacijski sustav prilagođen zrakoplovnoj tehnologiji. Zbog najveće točnosti ovog žiroskopa, većina alata za mjerenje se uspoređuje s njim kako bi se utvrdila njihova točnost. Uređaj koristi žiroskop s tri brzine i tri akcelerometra postavljena na stabiliziranu platformu.

Sustav mjeri promjenu smjera platforme (platformske platforme) i udaljenost koju prijeđe. Ne samo da mjeri nagib i smjer bunara, već također određuje dubinu. Ne koristi dubinu žice. Međutim, ima čak i veću dimenziju od 10⅝ inča OD. Kao rezultat toga, može se koristiti samo u veličinama kućišta od 13 3/8 inča i većim.

Žiroskopski inklinometar tvrtke Vigor testiran je u najjednostavnijem obliku koji je jednostavan za korištenje, a kupac ga samo treba instalirati i otkloniti pogreške prema videu tvrtke Vigor nakon primitka robe. Ako trebate našu pomoć, Vigorov odjel za postprodaju također će odgovoriti 24 sata kako bi vam pomogao da hitno riješite problem, ako ste zainteresirani za Vigorov žiroskopski inklinometar, nemojte se ustručavati stupiti u kontakt s Vigorovim timom inženjera kako biste dobili najviše profesionalna tehnologija i najkvalitetnija bezbrižna usluga visoke kvalitete.

Za više informacija možete pisati u naš mailboxinfo@vigorpetroleum.comimarketing@vigordrilling.com