Các loại công cụ khảo sát con quay hồi chuyển trong giếng dầu khí

Con quay hồi chuyển thông thường

Con quay hồi chuyển thông thường hoặc con quay hồi chuyển tự do đã có từ những năm 1930. Nó thu được góc phương vị của giếng từ một con quay hồi chuyển quay. Nó chỉ xác định hướng của giếng và không xác định được độ nghiêng. Góc nghiêng thường thu được bằng gia tốc kế. Con quay hồi chuyển quay một lần dựa trên phim sử dụng một con lắc treo phía trên thẻ la bàn (gắn với trục gimbal bên ngoài) để có được độ nghiêng. Một con quay hồi chuyển thông thường có khối lượng quay thường quay với tốc độ 20.000 đến 40.000 vòng/phút (một số thậm chí còn quay nhanh hơn). Con quay hồi chuyển sẽ đứng yên nếu không có ngoại lực nào tác động lên nó và khối lượng được đỡ tại chính trọng tâm của nó. Thật không may, không thể giữ khối lượng ở trọng tâm chính xác của nó và các lực bên ngoài tác dụng lên con quay hồi chuyển. Vì vậy, con quay sẽ trôi theo thời gian.

Về mặt lý thuyết, nếu một con quay hồi chuyển bắt đầu quay và hướng về một hướng cụ thể thì về cơ bản nó sẽ không thay đổi hướng theo thời gian. Do đó, nó được chạy trong lỗ và mặc dù vỏ máy quay lại, con quay hồi chuyển vẫn có thể tự do di chuyển và nó vẫn hướng về cùng một hướng. Vì hướng mà con quay đang hướng tới đã được biết nên hướng của giếng có thể được xác định bằng sự khác biệt giữa hướng của con quay và hướng của hộp chứa con quay. Hướng của trục quay phải được biết trước khi con quay hồi chuyển chạy vào lỗ. Điều này được gọi là tham chiếu con quay hồi chuyển. Nếu con quay hồi chuyển không được tham chiếu chính xác thì toàn bộ quá trình khảo sát sẽ bị tắt, vì vậy công cụ này phải được tham chiếu phù hợp trước khi chạy vào lỗ giếng dầu và khí đốt.

Nhược điểm

Một nhược điểm khác của con quay hồi chuyển thông thường là nó sẽ bị trôi theo thời gian, gây ra sai số về góc phương vị đo được. Con quay hồi chuyển sẽ bị trôi do chấn động hệ thống, mài mòn ổ trục và chuyển động quay của Trái đất. Con quay cũng có thể bị trôi do sự không hoàn hảo của con quay. Các khuyết tật có thể phát triển trong quá trình chế tạo hoặc gia công con quay hồi chuyển, vì tâm chính xác của khối lượng không nằm ở tâm của trục quay. Sự trôi dạt ít hơn ởđường xích đạo của trái đất và cao hơn ở các vĩ độ cao hơn gần các cực. Nói chung, con quay hồi chuyển thông thường không được sử dụng ở vĩ độ hoặc độ nghiêng trên 70°. Tốc độ trôi điển hình của con quay hồi chuyển truyền thống là 0,5° mỗi phút. Độ lệch rõ ràng do chuyển động quay của Trái đất gây ra được điều chỉnh bằng cách tác dụng một lực đặc biệt lên vòng gimbal bên trong. Lực tác dụng phụ thuộc vào vĩ độ nơi con quay hồi chuyển sẽ được sử dụng.

Vì những lý do này, tất cả các con quay hồi chuyển thông thường sẽ bị trôi theo một lượng nhất định. Độ lệch được theo dõi bất cứ khi nào con quay hồi chuyển truyền thống chạy và khảo sát được điều chỉnh theo độ lệch đó. Nếu tham chiếu hoặc độ lệch không được bù thỏa đáng thì dữ liệu khảo sát thu thập được sẽ không chính xác.

Tỷ lệ tích hợp hoặc con quay tìm kiếm hướng Bắc

Một con quay hồi chuyển tốc độ hoặc hướng về phía bắc đã được phát triển để ngăn chặn những thiếu sót của con quay hồi chuyển thông thường. Con quay hồi chuyển tốc độ và con quay hồi chuyển hướng bắc về cơ bản là giống nhau. Đó là một con quay hồi chuyển chỉ có một bậc tự do. Con quay hồi chuyển tích hợp tốc độ được sử dụng để xác định hướng Bắc thực sự. Con quay hồi chuyển phân giải vectơ quay của Trái đất thành các thành phần ngang và dọc. Thành phần nằm ngang luôn hướng về hướng Bắc thực sự. Nhu cầu tham chiếu con quay hồi chuyển bị loại bỏ, điều này làm tăng độ chính xác. Vĩ độ của giếng phải được biết vì vectơ quay của Trái đất sẽ khác nhau khi vĩ độ thay đổi.

Trong quá trình thiết lập, con quay hồi chuyển tốc độ sẽ tự động đo độ quay của Trái đất để loại bỏ sự trôi dạt do chuyển động quay của Trái đất gây ra. Đặc điểm thiết kế này giúp nó ít xảy ra lỗi hơn so với con quay hồi chuyển thông thường. Không giống như con quay hồi chuyển truyền thống, con quay hồi chuyển tốc độ không yêu cầu phải nhìn thấy điểm tham chiếu, do đó loại bỏ một nguồn lỗi tiềm ẩn. Các lực tác dụng lên con quay hồi chuyển được đo bằng nó, trong khi lực hấp dẫn được đo bằng gia tốc kế. Các số liệu kết hợp của gia tốc kế và con quay hồi chuyển cho phép tính toán độ nghiêng và góc phương vị của giếng.

Con quay hồi chuyển tốc độ sẽ đo vận tốc góc thông qua chuyển vị góc. Con quay hồi chuyển tích hợp tốc độ tính toán tích phân của vận tốc góc (độ dịch chuyển góc) thông qua độ dịch chuyển góc đầu ra.

Các phiên bản mới hơn của con quay hồi chuyển có thể được khảo sát trong khi di chuyển, nhưng vẫn tồn tại những hạn chế. Họ không cần phải đứng yên để thực hiện khảo sát. Tổng thời gian khảo sát có thể giảm xuống, giúp công cụ này tiết kiệm chi phí hơn.

Con quay Laser dạng vòng

Con quay hồi chuyển laser vòng (RLG) sử dụng một loại con quay hồi chuyển khác để xác định hướng của giếng. Cảm biến bao gồm con quay laser ba vòng và ba gia tốc kế cấp quán tính được gắn để đo trục X, Y và Z. Nó chính xác hơn so với tỷ lệ hoặc con quay hồi chuyển hướng về phía bắc. Công cụ khảo sát không cần phải dừng lại để thực hiện khảo sát, do đó việc khảo sát diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, đường kính bên ngoài của con quay hồi chuyển laze dạng vòng là 5 1/4 inch, có nghĩa là con quay hồi chuyển này chỉ có thể chạy trong vỏ 7 inch và lớn hơn (kiểm tra của chúng tôithiết kế vỏhướng dẫn). Nó không thể chạy qua mộtdây khoan, trong khi con quay hồi chuyển tốc độ hoặc hướng bắc có thể chạy qua dây khoan hoặc dây ống có đường kính nhỏ hơn.

Linh kiện

Ở dạng đơn giản nhất, con quay hồi chuyển laser vòng bao gồm một khối thủy tinh hình tam giác được khoan cho ba lỗ khoan laser helium-neon với các gương ở các điểm 120 độ – các góc3. Các chùm tia laser quay ngược chiều - một chiều kim đồng hồ và một ngược chiều kim đồng hồ cùng tồn tại trong bộ cộng hưởng này. Tại một thời điểm nào đó, bộ cảm biến quang sẽ giám sát các chùm tia nơi chúng giao nhau. Chúng sẽ giao thoa tăng cường hoặc triệt tiêu lẫn nhau, tùy thuộc vào pha chính xác của mỗi chùm tia.

Nếu RLG đứng yên (không quay) so với trục trung tâm của nó thì pha tương đối của hai chùm tia là không đổi và đầu ra máy dò là nhất quán. Nếu RLG quay quanh trục trung tâm của nó, các chùm tia theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ sẽ chịu sự dịch chuyển Doppler ngược chiều nhau; một cái sẽ tăng tần số, và cái kia sẽ giảm tần số. Máy dò sẽ cảm nhận được tần số chênh lệch mà từ đó có thể xác định được vị trí và vận tốc góc chính xác. Đây được gọi làHiệu ứng Sagnac.

Cái đang được đo là tích phân của vận tốc góc hoặc góc quay kể từ khi bắt đầu đếm. Vận tốc góc sẽ là đạo hàm của tần số nhịp. Một máy dò kép (vuông góc) có thể được sử dụng để xác định hướng quay.

Con quay cấp quán tính

Công cụ khảo sát chính xác nhất trong lĩnh vực dầu khí là con quay hồi chuyển cấp độ quán tính, thường được gọi là công cụ Ferranti. Đó là toàn bộ hệ thống định vị được điều chỉnh từ công nghệ hàng không vũ trụ. Do con quay hồi chuyển này có độ chính xác cao nhất nên hầu hết các công cụ khảo sát đều được so sánh với nó để xác định độ chính xác tương ứng của chúng. Thiết bị sử dụng ba con quay hồi chuyển tốc độ và ba gia tốc kế được gắn trên nền tảng ổn định.

Hệ thống đo lường sự thay đổi hướng của nền tảng (giàn khoan) và quãng đường nó di chuyển. Nó không chỉ đo độ nghiêng và hướng của giếng mà còn xác định độ sâu. Nó không sử dụng độ sâu của đường dây. Tuy nhiên, nó thậm chí còn có kích thước lớn hơn 10⅝ inch OD. Do đó, nó chỉ có thể chạy ở kích thước vỏ từ 13 3/8 inch trở lên.

Máy đo độ nghiêng con quay hồi chuyển của Vigor được thử nghiệm ở dạng đơn giản, dễ sử dụng nhất và khách hàng chỉ cần cài đặt và gỡ lỗi theo video của Vigor sau khi nhận hàng. Nếu bạn cần chúng tôi giúp đỡ, bộ phận hậu mãi của Vigor cũng sẽ trả lời 24/24 để giúp bạn xử lý vấn đề khẩn cấp, nếu bạn quan tâm đến máy đo độ nghiêng con quay hồi chuyển của Vigor, vui lòng liên hệ với đội ngũ kỹ sư của Vigor để được hỗ trợ tốt nhất công nghệ chuyên nghiệp và chất lượng tốt nhất, dịch vụ chất lượng cao không lo lắng.

Để biết thêm thông tin, bạn có thể viết thư vào hộp thư của chúng tôiinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com