Gyroundersøkelsesverktøytyper i olje- og gassbrønner

Konvensjonell gyro

Den konvensjonelle gyroen eller frigyroen har eksistert siden 1930-tallet. Den oppnår asimuten til brønnhullet fra en spinnende gyro. Den bestemmer bare retningen til borehullet og bestemmer ikke helningen. Helningsvinkelen oppnås vanligvis med akselerometre. Den filmbaserte, single-shot gyroen bruker en pendel hengt over et kompasskort (festet til den ytre kardanaksen) for å få helningen. En konvensjonell gyro har en roterende masse som vanligvis svinger ved 20 000 til 40 000 rpm (noen svinger enda raskere). Gyroen vil forbli fast hvis ingen ytre krefter virker på den og massen støttes på sitt eksakte tyngdepunkt. Dessverre er det ikke mulig å holde massen på sitt nøyaktige tyngdepunkt, og ytre krefter virker på gyroen. Derfor vil gyroen drive med tiden.

Teoretisk sett, hvis en gyro begynner å spinne og peker i en bestemt retning, bør den ikke endre retning over tid. Derfor kjøres den i hullet, og selv om kassen snur seg, er gyroen fritt til å bevege seg, og den forblir pekende i samme retning. Siden retningen som gyroen peker i er kjent, kan retningen til brønnhullet bestemmes av forskjellen mellom orienteringen av gyroen og orienteringen av huset som inneholder gyroen. Orienteringen av spinnaksen må være kjent før gyroen kjøres i hullet. Dette kalles å referere til gyroen. Hvis gyroen ikke er korrekt referert, er hele undersøkelsen av, så verktøyet må være hensiktsmessig referert før det kjøres i hullet for olje- og gassbrønner.

Ulemper

En annen ulempe med en konvensjonell gyro er at den vil drive med tiden, og forårsake feil i den målte asimut. Gyroen vil drive på grunn av systemsjokk, lagerslitasje og jordens rotasjon. Gyroen kan også drive på grunn av ufullkommenhet i gyroen. Defektene kan utvikle seg under produksjon eller maskinering av gyroen, da det nøyaktige sentrum av massen ikke er i sentrum av spinnaksen. Avdriften er mindre vedJordens ekvator og høyere på høyere breddegrader nær polene. Vanligvis brukes ikke konvensjonelle gyroer ved breddegrader eller helninger over 70°. En typisk drifthastighet for en tradisjonell gyro er 0,5° per minutt. Den tilsynelatende driften forårsaket av jordens rotasjon korrigeres ved å bruke en spesiell kraft på den indre kardanringen. Den påførte kraften avhenger av breddegraden der gyroen skal brukes.

På grunn av disse årsakene vil alle konvensjonelle gyroer drive med spesifikke mengder. Driften overvåkes hver gang en tradisjonell gyro kjøres, og undersøkelsen justeres for denne driften. Hvis referansen eller avdriften ikke er tilstrekkelig kompensert, vil de innsamlede undersøkelsesdataene være feil.

Prisintegrerende eller nordsøkende gyro

En rate eller nordsøkende gyro ble utviklet for å forhindre manglene til den konvensjonelle gyroen. En rategyro og en nordsøkende gyro er i hovedsak de samme tingene. Det er en gyro med bare én frihetsgrad. Den hastighetsintegrerende gyroen brukes til å bestemme sann nord. Gyroen løser opp jordens spinnvektor i horisontale og vertikale komponenter. Den horisontale komponenten peker alltid mot det sanne nord. Behovet for å referere til gyroen er eliminert, noe som øker nøyaktigheten. Breddegraden til borehullet må være kjent fordi jordens spinnvektor vil være forskjellig ettersom breddegraden varierer.

Under oppsett måler hastighetsgyroen automatisk jordens spinn for å eliminere driften forårsaket av jordens rotasjon. Denne designfunksjonen gjør det mindre sannsynlig å produsere feil sammenlignet med en konvensjonell gyro. I motsetning til en tradisjonell gyro, krever ikke hastighetsgyroen et referansepunkt for å bli siktet inn, og eliminerer dermed én potensiell feilkilde. Kreftene som virker på gyroen måles av den, mens tyngdekraften måles av akselerometrene. De kombinerte avlesningene av akselerometrene og gyroen tillater beregning av helningen og asimut til brønnhullet.

En hastighetsgyro vil måle vinkelhastigheten gjennom en vinkelforskyvning. Hastighetsintegreringsgyroen beregner integralet av vinkelhastigheten (vinkelforskyvning) gjennom en utgangsvinkelforskyvning.

Nyere versjoner av gyroen kan kartlegges mens du beveger deg, men det finnes begrensninger. De trenger ikke stå stille for å få en undersøkelse. Total undersøkelsestid kan reduseres, noe som gjør verktøyet mer kostnadseffektivt.

Ring Laser Gyro

Ringlasergyroen (RLG) bruker en annen type gyro for å bestemme retningen til brønnen. Sensoren består av lasergyroer med tre ringer og tre akselerometre av treghetsgrad montert for å måle X-, Y- og Z-aksene. Det er mer nøyaktig enn en rate eller nordsøkende gyro. Undersøkelsesverktøyet trenger ikke å stoppes for å ta en undersøkelse, så undersøkelser er raskere. Den ytre diameteren til ringlasergyroen er imidlertid 5 1/4 tommer, noe som betyr at denne gyroen bare kan kjøre i et 7" og større kabinett (sjekk vårforingsrør designguide). Det kan ikke kjøres gjennom enborestreng, mens en hastighet eller nordsøkende gyro kan kjøres gjennom en borestreng eller rørstrenger med mindre diameter.

Komponenter

I sin enkleste form består ringlasergyroen av en trekantet glassblokk boret ut for tre helium-neon laserboringer med speil i 120-graderspunktene – hjørnene3. Motroterende laserstråler – en med klokken og den andre mot klokken eksisterer samtidig i denne resonatoren. På et tidspunkt overvåker en fotosensor strålene der de krysser hverandre. De vil konstruktivt eller destruktivt forstyrre hverandre, avhengig av den nøyaktige fasen til hver stråle.

Hvis RLG er stasjonær (ikke roterende) angående sin sentrale akse, er den relative fasen til de to strålene konstant, og detektorutgangen er konsistent. Hvis RLG roteres om sin sentrale akse, vil strålene med klokken og mot klokken oppleve motsatte Doppler-skift; den ene vil øke i frekvens, og den andre vil avta i frekvens. Detektoren vil registrere forskjellsfrekvensen som nøyaktig vinkelposisjon og hastighet kan bestemmes fra. Dette er kjent somSagnac-effekt.

Det som blir målt er integralet av vinkelhastighet eller dreid vinkel siden tellingen begynte. Vinkelhastigheten vil være den deriverte av slagfrekvensen. En dobbel (kvadratur) detektor kan brukes til å utlede rotasjonsretningen.

Treghetsgrad Gyro

Det mest nøyaktige måleinstrumentet i olje- og gassfeltet er treghetsgyroen, ofte kalt Ferranti-verktøyet. Det er hele navigasjonssystemet tilpasset fra romfartsteknologi. På grunn av den høyeste nøyaktigheten til denne gyroen, sammenlignes de fleste undersøkelsesverktøyene med den for å bestemme deres respektive nøyaktigheter. Enheten bruker tre hastighetsgyroer og tre akselerometre montert på en stabilisert plattform.

Systemet måler endringen i retning av plattformen (plattformrigger) og avstanden den beveger seg. Den måler ikke bare hellingen og retningen til brønnen, men bestemmer også dybden. Den bruker ikke kabeldybden. Imidlertid har den en enda større dimensjon på 10⅝ tommers OD. Som et resultat kan den bare kjøres i foringsrørstørrelser på 13 3/8" og større.

Gyroskopinklinometeret fra Vigor er testet i den enkleste og brukervennlige formen, og kunden trenger kun å installere og feilsøke det i henhold til videoen til Vigor etter mottak av varene. Hvis du trenger vår hjelp, vil Vigors ettersalgsavdeling også svare 24 timer i døgnet for å hjelpe deg med å håndtere problemet raskt, hvis du er interessert i Vigors gyroskopinklinometer, ikke nøl med å ta kontakt med Vigors ingeniørteam for å få mest mulig profesjonell teknologi og den beste kvaliteten bekymringsfri service av høy kvalitet.

For mer informasjon kan du skrive til vår postkasseinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com