انواع ابزار بررسی ژیرو در چاه های نفت و گاز

ژیروسکوپ معمولی

ژیروسکوپ معمولی یا ژیروسکوپ آزاد از دهه 1930 وجود داشته است. آزیموت سوراخ چاه را از یک ژیروسکوپ در حال چرخش بدست می آورد. فقط جهت چاه را تعیین می کند و شیب را تعیین نمی کند. زاویه شیب معمولاً با شتاب سنج ها به دست می آید. ژیروسکوپ{5}}تک شات-بر اساس فیلم از یک آونگ آویزان شده در بالای کارت قطب نما (که به محور خارجی گیمبال متصل است) استفاده می کند تا شیب را بدست آورد. یک ژیروسکوپ معمولی دارای جرم چرخشی است که معمولاً در 20000 تا 40000 دور در دقیقه می چرخد ​​(برخی حتی سریعتر می چرخند). اگر هیچ نیروی خارجی روی آن وارد نشود و جرم دقیقاً در مرکز ثقل خود قرار گیرد، ژیروسکوپ ثابت می‌ماند. متأسفانه، نمی توان جرم را در مرکز ثقل دقیق خود نگه داشت و نیروهای خارجی بر روی ژیروسکوپ وارد می شوند. بنابراین، ژیروسکوپ با زمان حرکت خواهد کرد.

از نظر تئوری، اگر یک ژیروسکوپ شروع به چرخش کند و در یک جهت خاص نشانه گرفته شود، نباید به طور اساسی در طول زمان تغییر جهت دهد. بنابراین، در سوراخ اجرا می شود و حتی با اینکه کیس به دور خود می چرخد، ژیروسکوپ آزادانه حرکت می کند و در همان جهت می ماند. از آنجایی که جهتی که ژیروسکوپ در آن قرار دارد مشخص است، جهت سوراخ چاه را می توان با تفاوت بین جهت ژیروسکوپ و جهت بدنه حاوی ژیروسکوپ تعیین کرد. جهت محور چرخش باید قبل از اجرای ژیروسکوپ در سوراخ مشخص باشد. به این می گویند ارجاع به ژیروسکوپ. اگر ژیروسکوپ به درستی ارجاع داده نشده باشد، کل بررسی خاموش است، بنابراین ابزار باید قبل از اجرا در سوراخ چاه های نفت و گاز به درستی ارجاع داده شود.

یکی دیگر از معایب ژیروسکوپ های معمولی این است که با گذشت زمان حرکت می کند و باعث ایجاد خطا در آزیموت اندازه گیری شده می شود. ژیروسکوپ به دلیل ضربه های سیستم، سایش یاتاقان ها و چرخش زمین حرکت می کند. ژیروسکوپ همچنین می تواند به دلیل نقص در ژیروسکوپ حرکت کند. نقص ها می توانند در طول ساخت یا ماشین کاری ژیروسکوپ ایجاد شوند، زیرا مرکز دقیق جرم در مرکز محور چرخش نیست. رانش در استوای زمین کمتر و در عرض های جغرافیایی بالاتر نزدیک قطب ها بیشتر است. به طور کلی، ژیروسکوپ های معمولی در عرض های جغرافیایی یا شیب های بالاتر از 70 درجه استفاده نمی شوند. نرخ دریفت معمولی برای یک ژیروسکوپ سنتی 0.5 درجه در دقیقه است. رانش ظاهری ناشی از چرخش زمین با اعمال نیروی خاصی به حلقه داخلی گیمبال اصلاح می شود. نیروی اعمال شده به عرض جغرافیایی که در آن ژیروسکوپ استفاده خواهد شد بستگی دارد.

به دلیل این دلایل، همه ژیروسکوپ های معمولی با مقادیر مشخصی حرکت می کنند. هر زمان که یک ژیروسکوپ سنتی اجرا می شود، دریفت نظارت می شود و بررسی برای آن رانش تنظیم می شود. اگر مرجع یا رانش به اندازه کافی جبران نشود، داده های نظرسنجی جمع آوری شده نادرست خواهد بود.

یکپارچه سازی یا شمال-جستجوی ژیروسکوپ را رتبه بندی کنید

برای جلوگیری از کاستی‌های ژیروسکوپ معمولی، یک ژیروسکوپ{0}}جستجوی سرعت یا شمال ایجاد شده است. ژیروسکوپ سرعت و ژیروس{2}}جستجوی شمال اساساً یکسان هستند. این یک ژیروسکوپ با تنها یک درجه آزادی است. ژیروسکوپ یکپارچه سازی نرخ برای تعیین شمال واقعی استفاده می شود. ژیروسکوپ بردار چرخش زمین را به اجزای افقی و عمودی تفکیک می کند. مولفه افقی همیشه به شمال واقعی اشاره می کند. نیاز به ارجاع ژیروسکوپ حذف شده است که باعث افزایش دقت می شود. عرض جغرافیایی چاه باید مشخص باشد زیرا بردار چرخش زمین با تغییر عرض جغرافیایی متفاوت خواهد بود.

در طول راه اندازی، ژیروسکوپ سرعت به طور خودکار چرخش زمین را اندازه گیری می کند تا رانش ناشی از چرخش زمین را از بین ببرد. این ویژگی طراحی باعث می شود در مقایسه با ژیروسکوپ های معمولی احتمال خطا کمتر شود. برخلاف ژیروسکوپ های سنتی، ژیروسکوپ سرعت نیازی به یک نقطه مرجع برای مشاهده ندارد، در نتیجه یک منبع احتمالی خطا را حذف می کند. نیروهای وارد بر ژیروسکوپ توسط آن اندازه گیری می شود، در حالی که نیروی گرانش توسط شتاب سنج ها اندازه گیری می شود. خوانش ترکیبی شتاب سنج ها و ژیروسکوپ امکان محاسبه شیب و آزیموت سوراخ چاه را فراهم می کند.

یک ژیروسکوپ سرعت زاویه ای را از طریق یک جابجایی زاویه ای اندازه گیری می کند. ژیروسکوپ یکپارچه‌کننده سرعت، انتگرال سرعت زاویه‌ای (جابجایی زاویه‌ای) را از طریق یک جابجایی زاویه‌ای خروجی محاسبه می‌کند.

نسخه های جدیدتر ژیروسکوپ را می توان در حین حرکت بررسی کرد، اما محدودیت هایی وجود دارد. آنها مجبور نیستند برای انجام یک نظرسنجی ثابت بمانند. زمان کل نظرسنجی را می توان کاهش داد و ابزار را مقرون به صرفه تر کرد-.

ژیروسکوپ لیزری حلقه

ژیروسکوپ لیزری حلقه ای (RLG) از نوع دیگری از ژیروسکوپ برای تعیین جهت چاه استفاده می کند. این حسگر شامل سه -ژیروسکوپ لیزری حلقه‌ای و سه شتاب‌سنج درجه اینرسی- است که برای اندازه‌گیری محورهای X، Y و Z نصب شده‌اند. این دقیق تر از سرعت یا شمال{4}}ژیروسکوپ است. ابزار نظرسنجی برای شرکت در نظرسنجی نباید متوقف شود، بنابراین نظرسنجی ها سریعتر هستند. با این حال، قطر بیرونی ژیروسکوپ لیزری حلقه ای 5 1/4 اینچ است، به این معنی که این ژیروسکوپ فقط می تواند در یک پوشش 7 اینچی و بزرگتر کار کند (راهنمای طراحی بدنه ما را بررسی کنید). نمی توان آن را از طریق یک رشته مته اجرا کرد، در حالی که ژیروسکوپ سرعت یا شمال{11} را می توان از طریق یک رشته مته یا رشته های لوله با قطر کمتر اجرا کرد.

اجزاء

در ساده‌ترین شکل، ژیروسکوپ لیزری حلقه‌ای از یک بلوک شیشه‌ای مثلثی تشکیل شده است که برای سه سوراخ لیزر هلیوم-نئون با آینه‌هایی در نقاط 120{3}}درجه - گوشه‌ها3 سوراخ شده است. در این تشدیدگر پرتوهای لیزری ضد{4} چرخشی – یکی در جهت عقربه‌های ساعت و دیگری خلاف جهت عقربه‌های ساعت وجود دارند. در نقطه‌ای، یک حسگر نوری پرتوها را در محل تقاطع آنها نظارت می‌کند. آنها بسته به فاز دقیق هر پرتو، به طور سازنده یا مخرب با یکدیگر تداخل خواهند داشت.

اگر RLG نسبت به محور مرکزی خود ثابت باشد (نه چرخان)، فاز نسبی دو پرتو ثابت است و خروجی آشکارساز ثابت است. اگر RLG حول محور مرکزی خود بچرخد، پرتوهای جهت عقربه‌های ساعت-و خلاف جهت عقربه‌های ساعت، تغییرات داپلر مخالفی را تجربه خواهند کرد. یکی در فرکانس افزایش می یابد و دیگری در فرکانس کاهش می یابد. آشکارساز فرکانس اختلاف را حس می کند که از طریق آن می توان موقعیت و سرعت زاویه ای دقیق را تعیین کرد. این به عنوان اثر ساگناک شناخته می شود.

چیزی که اندازه گیری می شود انتگرال سرعت زاویه ای یا زاویه چرخش از زمان شروع شمارش است. سرعت زاویه ای مشتق فرکانس ضربان خواهد بود. برای بدست آوردن جهت چرخش می توان از آشکارساز دوگانه (مربع) استفاده کرد.

ژیروسکوپ درجه اینرسی

دقیق ترین ابزار بررسی در میدان نفت و گاز، ژیروسکوپ درجه اینرسی است که اغلب به آن ابزار Ferranti می گویند. این کل سیستم ناوبری است که از فناوری هوافضا اقتباس شده است. به دلیل بالاترین دقت این ژیروسکوپ، اکثر ابزارهای نظرسنجی با آن مقایسه می شوند تا دقت مربوط به آنها مشخص شود. این دستگاه از سه ژیروس سرعت و سه شتاب سنج نصب شده بر روی یک پلت فرم تثبیت شده استفاده می کند.

این سیستم تغییر جهت سکو (سکوی سکو) و فاصله حرکت آن را اندازه گیری می کند. این نه تنها شیب و جهت چاه را اندازه گیری می کند، بلکه عمق را نیز تعیین می کند. از عمق خط سیم استفاده نمی کند. با این حال، ابعاد آن حتی بزرگتر از OD 10⅝ اینچ است. در نتیجه، فقط می‌تواند در اندازه‌های بدنه 13 3/8 اینچ و بزرگتر اجرا شود.

China Vigor به‌عنوان یک تولیدکننده برتر جهانی{0}}ابزارهای نقشه‌برداری ژیروسکوپی، نقش حیاتی آن‌ها را در عملیات پایین‌چاله درک می‌کند. از سال 2015، ما به طور مداوم در تحقیق و توسعه و بهبود سیستم‌های شیب‌سنج ژیروسکوپی خود سرمایه‌گذاری کرده‌ایم. تا سال 2025، ابزارهای Vigor در سراسر میادین نفتی در آسیای مرکزی، اروپا و آفریقا مستقر شده‌اند و داده‌هایی با دقت-بالا ارائه می‌کنند که به طور قابل توجهی زمان غیرمولد- را برای مشتریان ما کاهش می‌دهد.

تیم فنی ما بارها و بارها بر روی{0}}خدمات گزارش‌گیری سایت انجام داده است و از مشتریان به رسمیت شناخته شده است.
ما همچنین مفتخریم اعلام کنیم که China Vigor آزمایشات میدانی را با موفقیت به پایان رسانده استورود به سیستم در حین حفاری (LWD)، ژیروسکوپ هنگام حفاری (GWD)و سیستم های اندازه گیری حفاری (MWD) و اکنون به طور فعال این راه حل های پیشرفته را به بازار معرفی می کنند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی ماشیب سنج ژیروسکوپی سری ProGuide™و سایر فناوری های پیشرفته حفاری می توانند کارایی عملیاتی و دقت داده های شما را افزایش دهند، لطفاً در تماس با تیم مهندسی تخصصی ما تردید نکنید. ما همیشه آماده ارائه حرفه ای ترین مشاوره و خدمات به شما هستیم.