Žiroskopu izpētes rīku veidi naftas un gāzes urbumos

Parastais žiroskops

Parastais žiroskops jeb bezmaksas žiroskops pastāv kopš 1930. gadiem. Tas iegūst urbuma azimutu no rotējoša žiroskopa. Tas nosaka tikai urbuma virzienu un nenosaka slīpumu. Slīpuma leņķi parasti iegūst ar akselerometriem. Filmas bāzes žiroskops ar vienu kadru izmanto svārstu, kas piekārts virs kompasa kartes (kas piestiprināts pie ārējās kardāna ass), lai iegūtu slīpumu. Parastajam žiroskopam ir griešanās masa, kas parasti griežas pie 20 000 līdz 40 000 apgr./min (daži griežas pat ātrāk). Žiroskops paliks fiksēts, ja uz to neiedarbosies nekādi ārēji spēki un masa tiks atbalstīta tā precīzajā smaguma centrā. Diemžēl masu nav iespējams noturēt precīzā smaguma centrā, un ārējie spēki iedarbojas uz žiroskopu. Tāpēc žiroskops laika gaitā dreifēs.

Teorētiski, ja žiroskops sāk griezties un ir vērsts noteiktā virzienā, tam laika gaitā nevajadzētu būtiski mainīt virzienu. Tāpēc tas tiek palaists caurumā, un, lai gan korpuss apgriežas, žiroskops var brīvi kustēties, un tas paliek vērsts tajā pašā virzienā. Tā kā ir zināms virziens, kurā žiroskops ir vērsts, urbuma virzienu var noteikt pēc žiroskopa orientācijas un žiroskopa korpusa orientācijas. Pirms žiroskopa palaišanas caurumā ir jāzina griešanās ass orientācija. To sauc par žiroskopa atsauci. Ja žiroskops nav pareizi norādīts, viss apsekojums ir izslēgts, tāpēc instrumentam ir jābūt atbilstoši norādītam, pirms tas tiek iedarbināts naftas un gāzes urbumu atverē.

Trūkumi

Vēl viens parastā žiroskopa trūkums ir tas, ka tas laika gaitā dreifēs, radot kļūdas izmērītajā azimutā. Žiroskops dreifēs sistēmas triecienu, gultņu nodiluma un Zemes rotācijas dēļ. Žiroskops var arī dreifēt žiroskopa nepilnību dēļ. Defekti var rasties žiroskopa ražošanas vai apstrādes laikā, jo precīzs masas centrs neatrodas griešanās ass centrā. Drifts ir mazāks pieZemes ekvators un augstāks augstākos platuma grādos pie poliem. Parasti parastos žiroskopus neizmanto platuma grādos vai slīpumos virs 70°. Tradicionālajam žiroskopam tipisks dreifēšanas ātrums ir 0,5° minūtē. Šķietamais novirze, ko izraisa Zemes rotācija, tiek koriģēta, pieliekot īpašu spēku iekšējam kardāna gredzenam. Pielietotais spēks ir atkarīgs no platuma, kurā tiks izmantots žiroskops.

Šo iemeslu dēļ visi parastie žiroskopi novirzīsies par noteiktu daudzumu. Dreifs tiek uzraudzīts ikreiz, kad tiek palaists tradicionāls žiroskops, un aptauja tiek pielāgota šim novirzei. Ja atsauce vai novirze nav atbilstoši kompensēta, apkopotie aptaujas dati būs nepareizi.

Novērtējiet integrējošu vai ziemeļu virzienu žiroskopu

Ātruma jeb ziemeļu virziena žiroskops tika izstrādāts, lai novērstu parastā žiroskopa trūkumus. Ātruma žiroskops un uz ziemeļiem vērsts žiroskops būtībā ir vienas un tās pašas lietas. Tas ir žiroskops ar tikai vienu brīvības pakāpi. Ātrumu integrējošo žiroskopu izmanto, lai noteiktu patiesos ziemeļus. Žiroskops sadala Zemes griešanās vektoru horizontālos un vertikālos komponentos. Horizontālā sastāvdaļa vienmēr norāda uz patiesajiem ziemeļiem. Nepieciešamība atsaukties uz žiroskopu ir novērsta, kas palielina precizitāti. Urbuma platums ir jāzina, jo Zemes griešanās vektors būs atšķirīgs, jo platums mainās.

Iestatīšanas laikā ātruma žiroskops automātiski mēra Zemes griešanos, lai novērstu Zemes rotācijas izraisīto novirzi. Šī dizaina iezīme samazina kļūdu iespējamību salīdzinājumā ar parasto žiroskopu. Atšķirībā no tradicionālā žiroskopa ātruma žiroskopam nav nepieciešams saskatīt atskaites punktu, tādējādi novēršot vienu iespējamo kļūdu avotu. Spēkus, kas iedarbojas uz žiroskopu, mēra ar to, savukārt gravitācijas spēku mēra ar akselerometriem. Apvienotie akselerometru un žiroskopa rādījumi ļauj aprēķināt urbuma slīpumu un azimutu.

Ātruma žiroskops mērīs leņķisko ātrumu, izmantojot leņķisko nobīdi. Ātrumu integrējošais žiroskops aprēķina leņķiskā ātruma integrāli (leņķisko nobīdi), izmantojot izejas leņķisko nobīdi.

Jaunākas žiroskopa versijas var apskatīt kustības laikā, taču pastāv ierobežojumi. Viņiem nav jāpaliek nekustīgi, lai saņemtu aptauju. Kopējo aptaujas laiku var samazināt, padarot rīku rentablāku.

Gredzenu lāzera žiroskops

Gredzenveida lāzera žiroskops (RLG) izmanto cita veida žiroskopu, lai noteiktu urbuma virzienu. Sensors ietver trīs gredzenu lāzera žiroskopus un trīs inerces pakāpes akselerometrus, kas uzstādīti X, Y un Z asu mērīšanai. Tas ir precīzāks par ātrumu vai uz ziemeļiem vērstu žiroskopu. Aptaujas rīks nav jāaptur, lai veiktu aptauju, tāpēc aptaujas ir ātrākas. Tomēr gredzenveida lāzera žiroskopa ārējais diametrs ir 5 1/4 collas, kas nozīmē, ka šis žiroskops var darboties tikai 7 collu un lielākā korpusā (skatiet mūsukorpusa dizainsceļvedis). To nevar palaist caur aurbšanas aukla, savukārt ātruma vai uz ziemeļiem vērstu žiroskopu var izlaist cauri urbju virknei vai mazāka diametra cauruļu virknēm.

Sastāvdaļas

Vienkāršākajā formā gredzenveida lāzera žiroskops sastāv no trīsstūrveida stikla bloka, kas izurbts trim hēlija-neona lāzera urbumiem ar spoguļiem 120 grādu punktos – stūros3. Pretēji rotējoši lāzera stari - viens pulksteņrādītāja virzienā un otrs pretēji pulksteņrādītāja virzienam šajā rezonatorā pastāv līdzās. Kādā brīdī fotosensors uzrauga starus, kur tie krustojas. Tie konstruktīvi vai destruktīvi traucēs viens otru atkarībā no katra stara precīzas fāzes.

Ja RLG nekustas (negriežas) attiecībā pret savu centrālo asi, abu staru relatīvā fāze ir nemainīga un detektora izvade ir konsekventa. Ja RLG tiek pagriezts ap savu centrālo asi, pulksteņrādītāja virzienā un pretēji pulksteņrādītāja virzienam stari piedzīvos pretējas Doplera nobīdes; vienam palielinās biežums, bet otram biežums samazināsies. Detektors uztvers atšķirības frekvenci, no kuras var noteikt precīzu leņķisko stāvokli un ātrumu. Tas ir pazīstams kāSagnac efekts.

Mērīts ir leņķiskā ātruma integrālis vai leņķis, kas pagriezts kopš skaitīšanas sākuma. Leņķiskais ātrums būs sitienu frekvences atvasinājums. Rotācijas virziena noteikšanai var izmantot dubulto (kvadratūras) detektoru.

Inerces pakāpes žiroskops

Visprecīzākais apsekošanas instruments naftas un gāzes laukā ir inerciālās pakāpes žiroskops, ko bieži sauc par Ferranti instrumentu. Tā ir visa navigācijas sistēma, kas pielāgota kosmosa tehnoloģijām. Šī žiroskopa augstākās precizitātes dēļ lielākā daļa apsekošanas rīku tiek salīdzināti ar to, lai noteiktu to atbilstošo precizitāti. Ierīce izmanto trīs ātruma žiroskopus un trīs akselerometrus, kas uzstādīti uz stabilizētas platformas.

Sistēma mēra platformas virziena izmaiņas (platformas platformas) un attālumu, ko tas pārvietojas. Tas ne tikai mēra urbuma slīpumu un virzienu, bet arī nosaka dziļumu. Tas neizmanto vadu līnijas dziļumu. Tomēr tam ir vēl lielāka dimensija - 10⅝ collu OD. Rezultātā to var darbināt tikai 13 3/8 collu un lielākā korpusā.

Vigor žiroskopa slīpuma mērītājs tiek pārbaudīts visvienkāršākajā un ērti lietojamā formā, un klientam tas ir tikai jāinstalē un jāatkļūdo saskaņā ar Vigor video pēc preču saņemšanas. Ja jums nepieciešama mūsu palīdzība, Vigor pēcpārdošanas nodaļa atbildēs arī 24 stundas, lai palīdzētu jums steidzami tikt galā ar problēmu. Ja jūs interesē Vigor žiroskopa slīpuma mērītājs, lūdzu, nevilcinieties sazināties ar Vigor inženieru komandu, lai iegūtu vislabāko. profesionālas tehnoloģijas un labākās kvalitātes, bezrūpīgas augstas kvalitātes serviss.

Lai iegūtu vairāk informācijas, varat rakstīt uz mūsu pastkastītiinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com