أنواع أدوات المسح الجيروسكوبي في آبار النفط والغاز

الجيروسكوب التقليدي

الجيروسكوب التقليدي أو الجيروسكوب الحر موجود منذ ثلاثينيات القرن العشرين. إنه يحصل على سمت حفرة البئر من الدوران الدوار. إنه يحدد فقط اتجاه حفرة البئر ولا يحدد الميل. عادة ما يتم الحصول على زاوية الميل باستخدام مقاييس التسارع. يستخدم الجيروسكوب ذو اللقطة الواحدة المعتمد على الفيلم بندولًا معلقًا فوق بطاقة البوصلة (المتصلة بمحور المحور الخارجي) للحصول على الميل. يحتوي الجيروسكوب التقليدي على كتلة دوران تدور عادة عند 20.000 إلى 40.000 دورة في الدقيقة (بعضها يدور بشكل أسرع). سيظل الجيروسكوب ثابتًا إذا لم تؤثر عليه أي قوى خارجية وستظل الكتلة مدعومة في مركز ثقلها الدقيق. لسوء الحظ، ليس من الممكن الحفاظ على الكتلة عند مركز ثقلها الدقيق، وتؤثر القوى الخارجية على الجيروسكوب. لذلك، سوف ينجرف الجيروسكوب مع مرور الوقت.

من الناحية النظرية، إذا بدأ الجيروسكوب في الدوران وتم توجيهه في اتجاه معين، فلا ينبغي أن يغير اتجاهه بشكل كبير بمرور الوقت. لذلك، يتم تشغيله في الحفرة، وعلى الرغم من دوران العلبة، فإن الجيروسكوب حر في الحركة، ويظل يشير في نفس الاتجاه. وبما أن الاتجاه الذي يشير إليه الجيروسكوب معروف، فيمكن تحديد اتجاه حفرة البئر من خلال الفرق بين اتجاه الجيروسكوب واتجاه العلبة التي تحتوي على الجيروسكوب. يجب معرفة اتجاه محور الدوران قبل تشغيل الجيروسكوب في الحفرة. وهذا ما يسمى الرجوع إلى الجيروسكوب. إذا لم تتم الإشارة إلى الجيروسكوب بشكل صحيح، فسيتم إيقاف المسح بالكامل، لذلك يجب الإشارة إلى الأداة بشكل مناسب قبل تشغيلها في الفتحة الخاصة بآبار النفط والغاز.

العيوب

عيب آخر للجيروسكوب التقليدي هو أنه سوف ينجرف مع مرور الوقت، مما يسبب أخطاء في السمت المقاس. سوف ينجرف الجيروسكوب بسبب صدمات النظام وتآكل المحامل ودوران الأرض. يمكن أن ينجرف الجيروسكوب أيضًا بسبب عيوب في الجيروسكوب. يمكن أن تتطور العيوب أثناء تصنيع أو تصنيع الجيروسكوب، حيث أن مركز الكتلة الدقيق ليس في مركز محور الدوران. الانجراف أقل فيخط استواء الارض وأعلى عند خطوط العرض العليا بالقرب من القطبين. بشكل عام، لا يتم استخدام الجيروسكوبات التقليدية عند خطوط العرض أو الميول التي تزيد عن 70 درجة. معدل الانجراف النموذجي للجيروسكوب التقليدي هو 0.5 درجة في الدقيقة. يتم تصحيح الانحراف الظاهري الناتج عن دوران الأرض عن طريق تطبيق قوة خاصة على حلقة المحور الداخلي. تعتمد القوة المطبقة على خط العرض الذي سيتم استخدام الجيروسكوب فيه.

وبسبب هذه الأسباب، فإن جميع الجيروسكوبات التقليدية سوف تنجرف بكميات محددة. تتم مراقبة الانجراف كلما تم تشغيل الجيروسكوب التقليدي، ويتم ضبط المسح لهذا الانجراف. إذا لم يتم تعويض المرجع أو الانحراف بشكل كافٍ، فستكون بيانات المسح المجمعة غير صحيحة.

معدل التكامل أو الجيروسكوب المتجه نحو الشمال

تم تطوير الجيروسكوب المعدل أو المتجه نحو الشمال لمنع عيوب الجيروسكوب التقليدي. الجيروسكوب المعدل والجيروسكوب المتجه نحو الشمال هما في الأساس نفس الأشياء. إنه جيروسكوبي يتمتع بدرجة واحدة فقط من الحرية. يتم استخدام معدل تكامل الجيروسكوب لتحديد الشمال الحقيقي. يقوم الجيروسكوب بتحليل متجه دوران الأرض إلى مكونات أفقية ورأسية. يشير المكون الأفقي دائمًا إلى الشمال الحقيقي. يتم التخلص من الحاجة إلى الرجوع إلى الجيروسكوب، مما يزيد من الدقة. ويجب معرفة خط عرض حفرة البئر لأن متجه دوران الأرض سيكون مختلفًا مع اختلاف خط العرض.

أثناء الإعداد، يقوم جيروسكوب المعدل تلقائيًا بقياس دوران الأرض للتخلص من الانحراف الناتج عن دوران الأرض. تجعل ميزة التصميم هذه من احتمالية حدوث أخطاء أقل مقارنة بالجيروسكوب التقليدي. على عكس الجيروسكوب التقليدي، لا يتطلب الجيروسكوب المعدل رؤية نقطة مرجعية، وبالتالي القضاء على مصدر واحد محتمل للخطأ. يتم قياس القوى المؤثرة على الجيروسكوب من خلاله، بينما يتم قياس قوة الجاذبية بواسطة مقاييس التسارع. تسمح القراءات المجمعة لمقاييس التسارع والجيروسكوب بحساب ميل وسمت حفرة البئر.

سيقيس معدل الدوران السرعة الزاوية من خلال الإزاحة الزاوية. يحسب معدل تكامل الجيروسكوب تكامل السرعة الزاوية (الإزاحة الزاوية) من خلال الإزاحة الزاوية الناتجة.

يمكن مسح الإصدارات الأحدث من الجيروسكوب أثناء التحرك، ولكن توجد قيود. ليس من الضروري أن يظلوا ثابتين للحصول على المسح. يمكن تقليل إجمالي وقت المسح، مما يجعل الأداة أكثر فعالية من حيث التكلفة.

حلقة ليزر الجيروسكوب

يستخدم الجيروسكوب الليزري الحلقي (RLG) نوعًا مختلفًا من الجيروسكوب لتحديد اتجاه البئر. يشتمل المستشعر على جيروسكوبات ليزر ثلاثية الحلقات وثلاثة مقاييس تسارع بالقصور الذاتي مثبتة لقياس المحاور X وY وZ. وهو أكثر دقة من الجيروسكوب المعدل أو المتجه نحو الشمال. ليس من الضروري إيقاف أداة الاستطلاع لإجراء استطلاع، لذا تكون الاستطلاعات أسرع. ومع ذلك، فإن القطر الخارجي لجيروسكوب الليزر الحلقي هو 5 1/4 بوصة، مما يعني أن هذا الجيروسكوب لا يمكن تشغيله إلا في غلاف أكبر مقاس 7 بوصات (راجع موقعناتصميم الغلافمرشد). لا يمكن تشغيله من خلالسلسلة الحفر، في حين يمكن تشغيل الجيروسكوب المعدل أو المتجه نحو الشمال من خلال سلسلة حفر أو سلاسل أنابيب ذات قطر أصغر.

عناصر

يتكون الجيروسكوب الليزري الحلقي، في أبسط أشكاله، من كتلة مثلثة من الزجاج محفورة في ثلاث فتحات ليزر هيليوم-نيون مع مرايا عند نقاط 120 درجة - الزوايا3. أشعة الليزر ذات الدوران المعاكس - تتواجد أشعة ليزر واحدة في اتجاه عقارب الساعة والأخرى عكس اتجاه عقارب الساعة في هذا الرنان. وفي مرحلة ما، يقوم المستشعر الضوئي بمراقبة الحزم حيث تتقاطع. وسوف تتداخل بشكل بناء أو هدّام مع بعضها البعض، اعتمادًا على المرحلة الدقيقة لكل شعاع.

إذا كان RLG ثابتًا (غير دوار) فيما يتعلق بمحوره المركزي، يكون الطور النسبي للحزمتين ثابتًا، ويكون خرج الكاشف ثابتًا. إذا تم تدوير RLG حول محوره المركزي، فإن الحزم في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة سوف تواجه إزاحات دوبلر متعارضة؛ أحدهما سيزيد في التردد، والآخر سوف يقل في التردد. سوف يستشعر الكاشف فرق التردد الذي يمكن من خلاله تحديد الموقع الزاوي والسرعة بدقة. ويعرف هذا باسمتأثير سانياك.

ما يتم قياسه هو تكامل السرعة الزاوية أو الزاوية التي تم تدويرها منذ بدء العد. ستكون السرعة الزاوية مشتقة من تردد النبض. يمكن استخدام كاشف مزدوج (تربيعي) لاشتقاق اتجاه الدوران.

الجيروسكوب بالقصور الذاتي

إن أداة المسح الأكثر دقة في مجال النفط والغاز هي الجيروسكوب بالقصور الذاتي، والذي يُطلق عليه غالبًا أداة Ferranti. إنه نظام الملاحة بأكمله مقتبس من تكنولوجيا الطيران. نظرًا للدقة العالية لهذا الجيروسكوب، تتم مقارنة معظم أدوات المسح به لتحديد مدى دقتها. يستخدم الجهاز ثلاثة جيروسكوبات معدل وثلاثة مقاييس تسارع مثبتة على منصة ثابتة.

يقوم النظام بقياس التغير في اتجاه المنصة (منصات منصة) والمسافة التي يتحركها. فهو لا يقيس ميل واتجاه البئر فحسب، بل يحدد أيضًا العمق. لا يستخدم عمق السلكية. ومع ذلك، فهو يحتوي على بُعد أكبر يبلغ 10⅝ بوصة OD. ونتيجة لذلك، لا يمكن تشغيله إلا في أحجام أغلفة تبلغ 13 3/8 بوصة وأكبر.

تم اختبار مقياس الميل الجيروسكوبي من Vigor بأبسط وأسهل شكل في الاستخدام، ولا يحتاج العميل إلا إلى تركيبه وتصحيحه حسب فيديو Vigor بعد استلام البضاعة. إذا كنت بحاجة إلى مساعدتنا، فسيقوم قسم ما بعد البيع في Vigor أيضًا بالرد على مدار 24 ساعة لمساعدتك في التعامل مع المشكلة بشكل عاجل، إذا كنت مهتمًا بمقياس ميل الجيروسكوب الخاص بـ Vigor، فلا تتردد في الاتصال بفريق مهندسي Vigor للحصول على أقصى استفادة التكنولوجيا المهنية وأفضل جودة الخدمة عالية الجودة خالية من القلق.

لمزيد من المعلومات، يمكنك الكتابة إلى صندوق البريد لديناinfo@vigorpetroleum.com&Marketing@vigordrilling.com