Konvencionalni žiroskop
Konvencionalni žiroskop ili besplatni žiroskop postoji od 1930-ih. Dobiva azimut bušotine iz rotirajućeg žiroskopa. Određuje samo smjer bušotine, a ne nagib. Kut nagiba obično se dobiva pomoću akcelerometara. Žiroskop-temeljen na jednom-snimku filma koristi njihalo obješeno iznad kartice kompasa (pričvršćene na vanjsku os kardana) za dobivanje nagiba. Konvencionalni žiroskop ima rotirajuću masu koja se obično okreće pri 20 000 do 40 000 okretaja u minuti (neki se okreću i brže). Žiroskop će ostati fiksiran ako na njega ne djeluju nikakve vanjske sile i ako se masa drži u svom točnom središtu gravitacije. Nažalost, nije moguće zadržati masu u njezinom točnom težištu, a vanjske sile djeluju na žiroskop. Stoga će se žiroskop s vremenom povući.
Teoretski, ako se žiroskop počne okretati i usmjeri u određenom smjeru, ne bi trebao značajno promijeniti smjer tijekom vremena. Stoga se pokreće u rupu, a iako se kućište okreće, žiroskop se slobodno kreće i ostaje usmjeren u istom smjeru. Budući da je smjer u kojem je žiroskop usmjeren poznat, smjer bušotine može se odrediti razlikom između orijentacije žiroskopa i orijentacije kućišta u kojem se nalazi žiroskop. Orijentacija osi vrtnje mora biti poznata prije nego što se žiroskop pusti u rupu. To se zove referenciranje žiroskopa. Ako žiroskop nije ispravno referenciran, cijelo istraživanje je isključeno, tako da alat mora biti odgovarajuće referenciran prije nego što se pokrene u bušotini za naftne i plinske bušotine.
Još jedan nedostatak konvencionalnog žiroskopa je taj što će se povući s vremenom, uzrokujući pogreške u izmjerenom azimutu. Žiroskop će se povući zbog udara sustava, istrošenosti ležaja i rotacije Zemlje. Žiroskop također može zalutati zbog nesavršenosti žiroskopa. Greške se mogu razviti tijekom proizvodnje ili strojne obrade žiroskopa, budući da točno središte mase nije u središtu osi vrtnje. Pomak je manji na Zemljinom ekvatoru, a veći na višim geografskim širinama u blizini polova. Općenito, konvencionalni žiroskopi se ne koriste na geografskim širinama ili nagibima iznad 70 stupnjeva. Tipična stopa pomaka za tradicionalni žiroskop je 0,5 stupnjeva u minuti. Prividno pomicanje uzrokovano rotacijom Zemlje ispravlja se primjenom posebne sile na unutarnji kardanski prsten. Primijenjena sila ovisi o geografskoj širini na kojoj će se žiroskop koristiti.
Zbog ovih razloga, svi će konvencionalni žiroskopi odstupati za određene količine. Drift se prati kad god se izvodi tradicionalni žiroskop, a pregled se prilagođava tom driftu. Ako referenca ili pomak nisu adekvatno kompenzirani, prikupljeni podaci istraživanja bit će netočni.
Integracija brzine ili žiroskop koji-traži sjever
Brzina ili{0}}žiroskop za traženje sjevera razvijen je kako bi se spriječili nedostaci konvencionalnog žiroskopa. Brzinski žiroskop i-žiroskop koji traži sjever u biti su iste stvari. To je žiroskop sa samo jednim stupnjem slobode. Žiroskop koji integrira brzinu koristi se za određivanje pravog sjevera. Žiroskop razdvaja Zemljin vektor vrtnje na horizontalne i vertikalne komponente. Vodoravna komponenta uvijek pokazuje na pravi sjever. Potreba za referenciranjem žiroskopa je eliminirana, što povećava točnost. Zemljopisna širina bušotine mora biti poznata jer će Zemljin vektor vrtnje biti drugačiji kako geografska širina varira.
Tijekom postavljanja, žiroskop brzine automatski mjeri vrtnju Zemlje kako bi eliminirao pomicanje uzrokovano rotacijom Zemlje. Ova značajka dizajna smanjuje vjerojatnost da će proizvesti pogreške u usporedbi s konvencionalnim žiroskopom. Za razliku od tradicionalnog žiroskopa, brzi žiroskop ne zahtijeva referentnu točku da bi se nazirao, čime se eliminira jedan potencijalni izvor pogreške. Njime se mjere sile koje djeluju na žiroskop, a akcelerometrima sila gravitacije. Kombinirana očitanja akcelerometara i žiroskopa omogućuju izračun nagiba i azimuta bušotine.
Brzinski žiroskop će mjeriti kutnu brzinu kroz kutni pomak. Žiroskop koji integrira brzinu izračunava integral kutne brzine (kutni pomak) kroz izlazni kutni pomak.
Novije verzije žiroskopa mogu se promatrati tijekom kretanja, ali postoje ograničenja. Oni ne moraju stajati kako bi dobili anketu. Ukupno vrijeme istraživanja može se smanjiti, čineći alat-učinkovitijim.
Prstenasti laserski žiroskop
Prstenasti laserski žiroskop (RLG) koristi drugu vrstu žiroskopa za određivanje smjera izvora. Senzor se sastoji od tri-prstenasta laserska žiroskopa i tri inercijska-akcelerometra postavljena za mjerenje X, Y i Z osi. Precizniji je od žiroskopa-sjevera. Alat za anketu ne mora se zaustaviti da bi se izvršila anketa, tako da su ankete brže. Međutim, vanjski promjer prstenastog laserskog žiroskopa je 5 1/4 inča, što znači da ovaj žiroskop može raditi samo u kućištu od 7 inča i većem (provjerite naš vodič za dizajn kućišta). Ne može se provući kroz niz za bušenje, dok se brzinski ili{11}}žiroskop koji traži sjever može proći kroz niz za bušenje ili niz cijevi manjeg promjera.
Komponente
U svom najjednostavnijem obliku, prstenasti laserski žiroskop sastoji se od trokutastog staklenog bloka izbušenog za tri provrta za helij-neonski laser sa zrcalima na točkama od 120-stupnjeva – uglovima3. Suprot-rotirajuće laserske zrake – jedna u smjeru kazaljke na satu i druga suprotno od kazaljke na satu koegzistiraju u ovom rezonatoru. U nekom trenutku, fotosenzor prati zrake na mjestima gdje se sijeku. One će konstruktivno ili destruktivno interferirati jedna s drugom, ovisno o preciznoj fazi svake zrake.
Ako RLG miruje (ne rotira) u odnosu na svoju središnju os, relativna faza dviju zraka je konstantna, a izlaz detektora je dosljedan. Ako se RLG rotira oko svoje središnje osi, zrake u smjeru kazaljke na satu i suprotno-smjeru kazaljke na satu doživjet će suprotne Dopplerove pomake; jedan će povećati frekvenciju, a drugi će smanjiti frekvenciju. Detektor će osjetiti razliku frekvencije iz koje se može odrediti točan kutni položaj i brzina. To je poznato kao Sagnacov efekt.
Ono što se mjeri je integral kutne brzine ili zaokrenuti kut od početka brojanja. Kutna brzina bit će derivacija frekvencije otkucaja. Dvostruki (kvadraturni) detektor može se koristiti za određivanje smjera rotacije.
Inercijski žiroskop
Najprecizniji instrument za istraživanje u polju nafte i plina je inercijski žiroskop, koji se često naziva Ferrantijev alat. To je cijeli navigacijski sustav prilagođen zrakoplovnoj tehnologiji. Zbog najveće točnosti ovog žiroskopa, većina alata za mjerenje se uspoređuje s njim kako bi se utvrdila njihova točnost. Uređaj koristi žiroskop s tri brzine i tri akcelerometra postavljena na stabiliziranu platformu.
Sustav mjeri promjenu smjera platforme (platformske platforme) i udaljenost kojom se pomiče. Ne samo da mjeri nagib i smjer bunara, već također određuje dubinu. Ne koristi dubinu žice. Međutim, ima čak i veću dimenziju od 10⅝ inča OD. Kao rezultat toga, može se koristiti samo u veličinama kućišta od 13 3/8″ i većim.
Kao vrhunski-globalni proizvođač žiromjernih instrumenata, China Vigor razumije njihovu vitalnu ulogu u operacijama u bušotini. Od 2015. dosljedno ulažemo u istraživanje i razvoj i poboljšanje naših žiroskopskih inklinometarskih sustava. Do 2025. Vigorovi alati su raspoređeni na naftnim poljima u središnjoj Aziji, Europi i Africi, dajući podatke visoke-točnosti koji značajno smanjuju-neproduktivno vrijeme za naše klijente.
Naš tehnički tim u više je navrata obavljao-usluge evidentiranja na lokaciji, dobivajući široko priznanje od kupaca.
Također smo ponosni što možemo objaviti da je China Vigor uspješno završio terenska ispitivanja zaZapisivanje tijekom bušenja (LWD), žiroskop tijekom bušenja (GWD), i sustave mjerenja tijekom bušenja (MWD), te sada aktivno uvode ova napredna rješenja na tržište.
Da biste saznali više o tome kako našŽiro inklinometar serije ProGuide™i druge napredne tehnologije bušenja mogu poboljšati vašu operativnu učinkovitost i točnost podataka, nemojte se ustručavati kontaktirati naš specijalizirani inženjerski tim. Uvijek smo spremni pružiti Vam najstručniji savjet i uslugu.
