Konvenčné gyroskopy
Konvenčný gyroskop alebo voľný gyroskop existuje už od 30. rokov minulého storočia. Azimut vrtu získava z rotujúceho gyra. Určuje len smer vrtu a neurčuje sklon. Uhol sklonu sa zvyčajne získava pomocou akcelerometrov. Filmové -jedno{6}}záberové gyroskopy využívajú na získanie sklonu kyvadlo zavesené nad kompasovou kartou (pripojenou k vonkajšej osi kardanu). Bežný gyroskop má rotujúcu hmotu zvyčajne pri 20 000 až 40 000 otáčkach za minútu (niektoré sa otáčajú aj rýchlejšie). Gyro zostane nehybné, ak naň nepôsobia žiadne vonkajšie sily a hmota je podopretá v presnom ťažisku. Bohužiaľ nie je možné udržať hmotu v jej presnom ťažisku a na gyroskop pôsobia vonkajšie sily. Preto sa gyroskop bude unášať časom.
Teoreticky, ak sa gyro začne otáčať a je nasmerované v určitom smere, nemalo by v priebehu času podstatne zmeniť smer. Preto sa pohybuje v diere a aj keď sa puzdro otočí, gyroskop sa môže voľne pohybovať a zostáva ukazovať rovnakým smerom. Pretože je známy smer, ktorým gyroskop smeruje, smer vrtu môže byť určený rozdielom medzi orientáciou gyroskopu a orientáciou puzdra obsahujúceho gyroskop. Orientácia osi otáčania musí byť známa pred spustením gyroskopu do otvoru. Toto sa nazýva odkazovanie na gyroskop. Ak gyroskop nie je správne nasmerovaný, celý prieskum je vypnutý, takže nástroj musí byť pred spustením do otvoru pre ropné a plynové vrty správne nasmerovaný.
Ďalšou nevýhodou konvenčného gyroskopu je to, že sa bude posúvať s časom, čo spôsobí chyby v meranom azimute. Gyro bude driftovať v dôsledku systémových otrasov, opotrebovania ložísk a rotácie Zeme. Gyro môže tiež driftovať kvôli nedokonalostiam v gyroskope. Chyby sa môžu vyvinúť počas výroby alebo obrábania gyroskopu, pretože presný stred hmoty nie je v strede osi otáčania. Posun je menší na zemskom rovníku a vyšší vo vyšších zemepisných šírkach v blízkosti pólov. Vo všeobecnosti sa konvenčné gyroskopy nepoužívajú v zemepisných šírkach alebo sklonoch nad 70 stupňov. Typická rýchlosť driftu pre tradičný gyroskop je 0,5 stupňa za minútu. Zdanlivý posun spôsobený rotáciou Zeme je korigovaný pôsobením špeciálnej sily na vnútorný kardanový prstenec. Aplikovaná sila závisí od zemepisnej šírky, kde sa bude gyroskop používať.
Z týchto dôvodov budú všetky bežné gyroskopy driftovať o určité množstvá. Posun sa monitoruje vždy, keď sa spustí tradičný gyroskop, a prieskum sa prispôsobí tomuto posunu. Ak referencia alebo posun nie sú primerane kompenzované, zhromaždené údaje z prieskumu budú nesprávne.
Rýchlosť integrácie alebo severného{0}}gyroskopu
Aby sa predišlo nedostatkom bežného gyroskopu, bol vyvinutý gyroskop na sever{0}}. Rýchlostný gyroskop a gyroskop hľadajúci sever- sú v podstate rovnaké veci. Je to gyroskop s iba jedným stupňom voľnosti. Rýchlostný integračný gyroskop sa používa na určenie skutočného severu. Gyro rozdeľuje vektor rotácie Zeme na horizontálne a vertikálne komponenty. Horizontálna zložka vždy ukazuje na skutočný sever. Potreba odkazovať na gyroskop je eliminovaná, čo zvyšuje presnosť. Zemepisná šírka vrtu musí byť známa, pretože vektor rotácie Zeme sa bude líšiť v závislosti od zemepisnej šírky.
Počas nastavovania rýchlostný gyroskop automaticky meria rotáciu Zeme, aby eliminoval drift spôsobený rotáciou Zeme. Táto konštrukčná vlastnosť znižuje pravdepodobnosť vzniku chýb v porovnaní s konvenčným gyroskopom. Na rozdiel od tradičného gyroskopu, rýchlostný gyroskop nevyžaduje nasmerovanie referenčného bodu, čím sa eliminuje jeden potenciálny zdroj chýb. Meria sa ním sily pôsobiace na gyroskop, zatiaľ čo sila gravitácie je meraná akcelerometrami. Kombinované údaje z akcelerometrov a gyroskopu umožňujú výpočet sklonu a azimutu vrtu.
Rýchlostný gyroskop bude merať uhlovú rýchlosť prostredníctvom uhlového posunu. Rýchlostný integračný gyroskop vypočítava integrál uhlovej rýchlosti (uhlového posunu) prostredníctvom výstupného uhlového posunu.
Novšie verzie gyroskopu je možné skúmať počas pohybu, existujú však obmedzenia. Na získanie prieskumu nemusia zostať na mieste. Celkový čas prieskumu možno skrátiť, čím sa nástroj stáva cenovo-efektívnejším.
Prstencový laserový gyroskop
Prstencový laserový gyroskop (RLG) používa na určenie smeru jamky iný typ gyroskopu. Senzor pozostáva z troch-prstencových laserových gyroskopov a troch inerciálnych{2}}akcelerometrov namontovaných na meranie osí X, Y a Z. Je presnejší ako gyroskop alebo gyroskop na-severné vyhľadávanie. Prieskumný nástroj nie je potrebné zastaviť, aby ste mohli vykonať prieskum, takže prieskumy sú rýchlejšie. Vonkajší priemer prstencového laserového gyroskopu je však 5 1/4 palce, čo znamená, že tento gyroskop môže bežať iba v 7″ a väčšom kryte (pozrite si našu príručku dizajnu krytu). Nemožno ho spustiť cez vŕtaciu kolónu, zatiaľ čo gyroskop na sever{11}}sa môže spustiť cez vŕtaciu kolónu alebo hadičky s menším priemerom.
Komponenty
Vo svojej najjednoduchšej podobe pozostáva prstencový laserový gyroskop z trojuholníkového bloku skla vyvŕtaného pre tri héliové -neónové laserové otvory so zrkadlami v bodoch 120- – rohoch3. Proti{4}}rotujúce laserové lúče – jeden v smere hodinových ručičiek a druhý proti smeru hodinových ručičiek koexistujú v tomto rezonátore. V určitom bode fotosenzor monitoruje lúče, kde sa pretínajú. Budú sa navzájom konštruktívne alebo deštruktívne rušiť v závislosti od presnej fázy každého lúča.
Ak je RLG stacionárny (neotáča sa) vzhľadom na svoju stredovú os, relatívna fáza dvoch lúčov je konštantná a výstup detektora je konzistentný. Ak sa RLG otočí okolo svojej stredovej osi, lúč v smere hodinových ručičiek a proti{1}}v smere hodinových ručičiek zaznamená opačné dopplerovské posuny; jeden zvýši frekvenciu a druhý zníži frekvenciu. Detektor bude snímať rozdielovú frekvenciu, z ktorej možno určiť presnú uhlovú polohu a rýchlosť. Toto je známe ako Sagnacov efekt.
To, čo sa meria, je integrál uhlovej rýchlosti alebo uhla natočeného od začiatku počítania. Uhlová rýchlosť bude deriváciou frekvencie úderov. Na odvodenie smeru otáčania možno použiť duálny (kvadratúrny) detektor.
Gyroskop zotrvačnej triedy
Najpresnejším prieskumným nástrojom v oblasti ropy a zemného plynu je inerciálny gyroskop, často nazývaný nástroj Ferranti. Je to celý navigačný systém prispôsobený z leteckej techniky. Kvôli najvyššej presnosti tohto gyroskopu sa s ním porovnáva väčšina prieskumných nástrojov, aby sa určila ich príslušná presnosť. Zariadenie používa tri rýchlostné gyroskopy a tri akcelerometre namontované na stabilizovanej platforme.
Systém meria zmenu smeru plošiny (plošín) a vzdialenosť, o ktorú sa pohybuje. Nielenže meria sklon a smer studne, ale určuje aj hĺbku. Nepoužíva hĺbku drôtového vedenia. Má však ešte väčší rozmer 10⅝ palca OD. Výsledkom je, že ho možno spustiť iba vo veľkostiach puzdra 13 3/8″ a väčších.
Spoločnosť China Vigor, ako popredný-svetový výrobca gyroskopických prieskumných prístrojov, chápe ich zásadnú úlohu pri operáciách s hĺbením. Od roku 2015 dôsledne investujeme do výskumu a vývoja a vylepšenia našich gyroskopických inklinometrických systémov. Do roku 2025 budú nástroje Vigor nasadené na ropných poliach v Strednej Ázii, Európe a Afrike a poskytujú vysoko{5}}presné údaje, ktoré našim klientom výrazne skracujú-neproduktívny čas.
Náš technický tím opakovane vykonával-služby zaznamenávania stránok, ktoré získali široké uznanie od zákazníkov.
Sme tiež hrdí na to, že môžeme oznámiť, že China Vigor úspešne dokončila poľné skúšky preŤažba dreva počas vŕtania (LWD), gyroskop počas vŕtania (GWD)a systémy merania pri vŕtaní (MWD) a teraz aktívne zavádzajú tieto pokročilé riešenia na trh.
Ak sa chcete dozvedieť viac o tom, ako našeGyro sklonomer série ProGuide™a ďalšie pokročilé technológie vŕtania môžu zvýšiť vašu prevádzkovú efektivitu a presnosť údajov, neváhajte kontaktovať náš špecializovaný inžiniersky tím. Sme vždy pripravení poskytnúť vám tie najprofesionálnejšie rady a služby.
