Gyroundersökningsverktygstyper i olje- och gaskällor

Konventionell gyro

Det konventionella gyrot eller fria gyrot har funnits sedan 1930-talet. Den erhåller borrhålets azimut från ett snurrande gyro. Den bestämmer bara riktningen för borrhålet och bestämmer inte lutningen. Lutningsvinkeln erhålls vanligtvis med accelerometrar. Det filmbaserade, single-shot gyrot använder en pendel upphängd ovanför ett kompasskort (fäst på den yttre kardanaxeln) för att få lutningen. Ett konventionellt gyro har en roterande massa som vanligtvis svänger vid 20 000 till 40 000 rpm (vissa svänger ännu snabbare). Gyrot kommer att förbli fixerat om inga yttre krafter verkar på det och massan stöds i sin exakta tyngdpunkt. Tyvärr är det inte möjligt att hålla massan vid sin exakta tyngdpunkt, och yttre krafter verkar på gyrot. Därför kommer gyrot att driva med tiden.

Teoretiskt, om ett gyro börjar snurra och pekar i en specifik riktning, bör det inte väsentligt ändra riktning över tiden. Därför körs den i hålet, och även om höljet vänder sig, är gyrot fritt att röra sig, och det fortsätter att peka i samma riktning. Eftersom riktningen i vilken gyrot pekar är känd, kan riktningen för borrhålet bestämmas av skillnaden mellan orienteringen av gyrot och orienteringen av höljet som innehåller gyrot. Rotationsaxelns orientering måste vara känd innan gyrot körs i hålet. Detta kallas att referera till gyrot. Om gyrot inte refereras korrekt är hela mätningen avstängd, så verktyget måste refereras på lämpligt sätt innan det körs i hålet för olje- och gaskällor.

Nackdelar

En annan nackdel med ett konventionellt gyro är att det kommer att driva med tiden, vilket orsakar fel i den uppmätta azimuten. Gyrot kommer att driva på grund av systemchocker, lagerslitage och jordens rotation. Gyrot kan också driva på grund av brister i gyrot. Defekterna kan utvecklas under tillverkningen eller bearbetningen av gyrot, eftersom den exakta mitten av massan inte är i mitten av spinnaxeln. Driften är mindre vidJordens ekvator och högre på högre breddgrader nära polerna. I allmänhet används inte konventionella gyron vid breddgrader eller lutningar över 70°. En typisk drifthastighet för ett traditionellt gyro är 0,5° per minut. Den skenbara driften som orsakas av jordens rotation korrigeras genom att en speciell kraft appliceras på den inre kardanringen. Den applicerade kraften beror på den latitud där gyrot kommer att användas.

På grund av dessa skäl kommer alla konventionella gyron att driva med specifika mängder. Driften övervakas när ett traditionellt gyro körs och mätningen justeras för den driften. Om referensen eller avdriften inte kompenseras tillräckligt, kommer de insamlade undersökningsdata att vara felaktiga.

Prisintegrerande eller nordsökande gyro

Ett hastighets- eller nordsökande gyro utvecklades för att förhindra bristerna hos det konventionella gyrot. Ett kursgyro och ett nordsökande gyro är i huvudsak samma saker. Det är ett gyro med bara en frihetsgrad. Hastighetsintegreringsgyrot används för att bestämma sann nord. Gyrot löser upp jordens spinvektor i horisontella och vertikala komponenter. Den horisontella komponenten pekar alltid mot den sanna norden. Behovet av att referera till gyrot elimineras, vilket ökar noggrannheten. Latituden för borrhålet måste vara känd eftersom jordens rotationsvektor kommer att vara annorlunda eftersom latituden varierar.

Under inställningen mäter hastighetsgyrot automatiskt jordens spinn för att eliminera driften som orsakas av jordens rotation. Denna designfunktion gör det mindre sannolikt att det uppstår fel jämfört med ett konventionellt gyro. Till skillnad från ett traditionellt gyro kräver inte hastighetsgyrot en referenspunkt för att kunna siktas in, vilket eliminerar en potentiell felkälla. Krafterna som verkar på gyrot mäts av det, medan tyngdkraften mäts av accelerometrarna. De kombinerade avläsningarna av accelerometrarna och gyrot tillåter beräkning av lutningen och azimuten för borrhålet.

Ett hastighetsgyro kommer att mäta vinkelhastigheten genom en vinkelförskjutning. Hastighetsintegreringsgyrot beräknar integralen av vinkelhastigheten (vinkelförskjutning) genom en utgående vinkelförskjutning.

Nyare versioner av gyrot kan övervakas under rörelse, men begränsningar finns. De behöver inte stå stilla för att få en undersökning. Den totala undersökningstiden kan minskas, vilket gör verktyget mer kostnadseffektivt.

Ring Laser Gyro

Ringlasergyrot (RLG) använder en annan typ av gyro för att bestämma brunnens riktning. Sensorn består av lasergyron med tre ringar och tre accelerometrar av tröghetsgrad monterade för att mäta X-, Y- och Z-axlarna. Det är mer exakt än ett kurs eller nordsökande gyro. Enkätverktyget behöver inte stoppas för att göra en undersökning, så undersökningar går snabbare. Den yttre diametern på ringlasergyrot är dock 5 1/4 tum, vilket innebär att detta gyrot endast kan köras i ett hölje på 7 tum och större (se vårhöljesdesignguide). Det kan inte köras genom enborrsträngmedan ett hastighets- eller nordsökande gyro kan köras genom en borrsträng eller rörsträngar med mindre diameter.

Komponenter

I sin enklaste form består ringlasergyrot av ett triangulärt glasblock som borrats ut för tre helium-neonlaserhål med speglar i 120-graderspunkterna – hörnen3. Motroterande laserstrålar – en medurs och den andra moturs samexisterar i denna resonator. Vid något tillfälle övervakar en fotosensor strålarna där de skär varandra. De kommer konstruktivt eller destruktivt att interferera med varandra, beroende på den exakta fasen för varje stråle.

Om RLG är stationär (ej roterande) med avseende på sin centrala axel, är den relativa fasen för de två strålarna konstant, och detektorns utsignal är konsekvent. Om RLG:n roteras kring sin centrala axel, kommer strålarna medurs och moturs att uppleva motsatta dopplerförskjutningar; en kommer att öka i frekvens och den andra kommer att minska i frekvens. Detektorn känner av skillnadsfrekvensen från vilken exakt vinkelposition och hastighet kan bestämmas. Detta är känt somSagnac effekt.

Det som mäts är integralen av vinkelhastighet eller vinkel vriden sedan räkningen började. Vinkelhastigheten kommer att vara derivatan av slagfrekvensen. En dubbel (kvadratur) detektor kan användas för att härleda rotationsriktningen.

Tröghetsgyro

Det mest exakta mätinstrumentet inom olje- och gasfältet är tröghetsgyrot, ofta kallat Ferranti-verktyget. Det är hela navigationssystemet anpassat från flygteknik. På grund av den högsta noggrannheten hos detta gyrot jämförs de flesta mätverktyg med det för att bestämma deras respektive noggrannhet. Enheten använder tre hastighetsgyron och tre accelerometrar monterade på en stabiliserad plattform.

Systemet mäter förändringen i plattformens riktning (plattformsriggar) och avståndet den rör sig. Den mäter inte bara brunnens lutning och riktning utan bestämmer också djupet. Den använder inte kabeldjupet. Den har dock en ännu större dimension på 10⅝ tums OD. Som ett resultat kan den endast köras i höljesstorlekar på 13 3/8″ och större.

Gyroskoplutningsmätaren från Vigor är testad i den enklaste och lättanvända formen, och kunden behöver bara installera och felsöka den enligt videon av Vigor efter att ha mottagit varan. Om du behöver vår hjälp kommer Vigors eftermarknadsavdelning också att svara 24 timmar om dygnet för att hjälpa dig hantera problemet omgående, om du är intresserad av Vigors gyroskoplutningsmätare, tveka inte att ta kontakt med Vigors ingenjörsteam för att få ut det mesta professionell teknik och den bästa kvaliteten bekymmersfri högkvalitativ service.

För mer information kan du skriva till vår brevlådainfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com