Vrste geodetskih orodij žiroskopov v naftnih in plinskih vrtinah

Konvencionalni žiroskop

Konvencionalni žiroskop ali prosti žiroskop obstaja že od tridesetih let prejšnjega stoletja. Iz vrtečega se žiroskopa pridobi azimut vrtine. Določa samo smer vrtine in ne določa naklona. Naklonski kot običajno dobimo z merilniki pospeška. Žiroskop z enim posnetkom, ki temelji na filmu, uporablja nihalo, obešeno nad kartico kompasa (pritrjeno na zunanjo os kardana), da dobi naklon. Običajni žiroskop ima vrtečo se maso, ki se običajno vrti pri 20.000 do 40.000 obratih na minuto (nekateri se vrtijo še hitreje). Žiroskop bo ostal pritrjen, če nanj ne delujejo zunanje sile in je masa podprta v njegovem natančnem težišču. Na žalost ni mogoče obdržati mase v njenem natančnem težišču in zunanje sile delujejo na žiroskop. Zato se bo žiroskop s časom premaknil.

Teoretično, če se žiroskop začne vrteti in je usmerjen v določeno smer, sčasoma ne bi smel bistveno spremeniti smeri. Zato se zažene v luknjo, in čeprav se ohišje obrne, se žiroskop prosto premika in ostane usmerjen v isto smer. Ker je smer, v katero je obrnjen žiroskop, znana, je mogoče smer vrtine določiti z razliko med orientacijo žiroskopa in orientacijo ohišja, v katerem je žiroskop. Usmerjenost vrtilne osi mora biti znana, preden žiroskop zaženete v luknjo. To se imenuje referenca žiroskopa. Če žiroskop ni pravilno naveden, je celotna raziskava izklopljena, zato je treba orodje ustrezno navesti, preden ga zaženete v vrtini za naftne in plinske vrtine.

Slabosti

Druga pomanjkljivost običajnega žiroskopa je, da se bo sčasoma odmaknil, kar bo povzročilo napake v izmerjenem azimutu. Žiroskop bo zanesel zaradi udarcev sistema, obrabe ležajev in rotacije Zemlje. Žiroskop lahko tudi zanese zaradi nepopolnosti žiroskopa. Napake se lahko razvijejo med proizvodnjo ali strojno obdelavo žiroskopa, saj točno središče mase ni v središču vrtilne osi. Zanašanje je manjše priZemljin ekvator in višje na višjih zemljepisnih širinah blizu polov. Na splošno se konvencionalni žiroskopi ne uporabljajo na zemljepisnih širinah ali naklonih nad 70°. Tipična stopnja zanašanja za tradicionalni žiroskop je 0,5° na minuto. Navidezni odmik, ki ga povzroča vrtenje Zemlje, se popravi z uporabo posebne sile na notranji kardanski obroč. Uporabljena sila je odvisna od zemljepisne širine, kjer se bo žiroskop uporabljal.

Zaradi teh razlogov bodo vsi običajni žiroskopi zašli za določene količine. Odmik se spremlja vsakič, ko se zažene tradicionalni žiroskop, in pregled se prilagodi temu odmiku. Če referenca ali zamik nista ustrezno kompenzirana, bodo zbrani geodetski podatki napačni.

Rate Integrating ali severni žiroskop

Hitrost ali severni žiroskop je bil razvit, da bi preprečili pomanjkljivosti običajnega žiroskopa. Žiroskop hitrosti in žiroskop, usmerjen proti severu, sta v bistvu enaki stvari. To je žiroskop z eno samo stopnjo svobode. Žiroskop, ki integrira hitrost, se uporablja za določanje pravega severa. Žiroskop razdeli vrtilni vektor Zemlje na horizontalne in vertikalne komponente. Vodoravna komponenta vedno kaže na pravi sever. Odpade potreba po sklicevanju na žiroskop, kar poveča natančnost. Zemljepisno širino vrtine je treba poznati, ker bo Zemljin vrtilni vektor drugačen, ko se zemljepisna širina spreminja.

Med nastavitvijo hitrostni žiroskop samodejno meri vrtenje Zemlje, da odpravi odnašanje, ki ga povzroča vrtenje Zemlje. Zaradi te konstrukcijske lastnosti je manj verjetno, da bo povzročal napake v primerjavi z običajnim žiroskopom. Za razliko od tradicionalnega žiroskopa hitrostni žiroskop ne zahteva vzorčenja referenčne točke, s čimer se odpravi en potencialni vir napake. Z njim se merijo sile, ki delujejo na žiroskop, z merilniki pospeška pa gravitacijska sila. Kombinirani odčitki merilnikov pospeška in žiroskopa omogočajo izračun naklona in azimuta vrtine.

Hitrostni žiroskop bo meril kotno hitrost prek kotnega premika. Žiroskop, ki integrira hitrost, izračuna integral kotne hitrosti (kotni premik) skozi izhodni kotni premik.

Novejše različice žiroskopa je mogoče opazovati med premikanjem, vendar obstajajo omejitve. Ni jim treba ostati na mestu, da bi dobili anketo. Skupni čas raziskave je mogoče skrajšati, zaradi česar je orodje stroškovno učinkovitejše.

Ring Laser Gyro

Obročasti laserski žiroskop (RLG) uporablja drugačno vrsto žiroskopa za določanje smeri vrtine. Senzor je sestavljen iz laserskih žiroskopov s tremi obroči in treh inercialnih merilnikov pospeška, nameščenih za merjenje osi X, Y in Z. Je natančnejši od hitrosti ali žiroskopa, usmerjenega proti severu. Orodja za anketiranje ni treba ustaviti, da bi opravili anketo, zato so ankete hitrejše. Vendar pa je zunanji premer žiroskopa z obročastim laserjem 5 1/4 palcev, kar pomeni, da lahko ta žiroskop deluje samo v ohišju velikosti 7″ in večjem (preverite našeoblikovanje ohišjavodnik). Ni ga mogoče voditi skozi avrtalni niz, medtem ko je hitrost ali žiroskop, usmerjen proti severu, mogoče zapeljati skozi vrtalno verigo ali cevne nize manjšega premera.

Komponente

V svoji najpreprostejši obliki je obročni laserski žiroskop sestavljen iz trikotnega bloka stekla, izvrtanega za tri izvrtine helij-neonskega laserja z zrcalom na 120-stopinjskih točkah – vogalih3. V tem resonatorju soobstajata nasprotno vrteča se laserska žarka – eden v smeri urinega kazalca in drugi v nasprotni smeri urinega kazalca. Na neki točki fotosenzor spremlja žarke, kjer se križajo. Konstruktivno ali destruktivno bodo motili drug drugega, odvisno od natančne faze vsakega žarka.

Če RLG miruje (se ne vrti) glede na svojo osrednjo os, je relativna faza obeh žarkov konstantna in izhod detektorja je skladen. Če RLG zavrtimo okoli svoje osrednje osi, bosta žarka v smeri urinega kazalca in nasprotni smeri urinega kazalca doživela nasprotne Dopplerjeve premike; frekvenca enega se bo povečala, frekvenca drugega pa zmanjšala. Detektor bo zaznal različno frekvenco, iz katere je mogoče določiti natančen kotni položaj in hitrost. To je znano kotSagnac učinek.

Kar se meri, je integral kotne hitrosti ali obrnjenega kota od začetka štetja. Kotna hitrost bo odvod frekvence utripov. Za določitev smeri vrtenja se lahko uporabi dvojni (kvadraturni) detektor.

Inercialni žiroskop

Najbolj natančen raziskovalni instrument na področju nafte in plina je inercialni žiroskop, ki se pogosto imenuje Ferrantijevo orodje. To je celoten navigacijski sistem, prilagojen iz vesoljske tehnologije. Zaradi najvišje natančnosti tega žiroskopa se večina geodetskih orodij primerja z njim, da se določi njihova natančnost. Naprava uporablja žiroskope s tremi stopnjami in tri merilnike pospeška, nameščene na stabilizirano platformo.

Sistem meri spremembo smeri ploščadi (ploščadi) in razdaljo, ki jo premakne. Ne meri samo naklona in smeri vodnjaka, ampak tudi določi globino. Ne uporablja globine žice. Vendar ima še večjo dimenzijo 10⅝ inch OD. Posledično se lahko uporablja samo v velikostih ohišij 13 3/8″ in več.

Žiroskopski inklinometer podjetja Vigor je preizkušen v najenostavnejši in enostavni za uporabo obliki, stranka pa ga mora po prejemu blaga samo namestiti in odpraviti napake v skladu z videoposnetkom podjetja Vigor. Če potrebujete našo pomoč, vam bo Vigorjev poprodajni oddelek prav tako odgovoril 24 ur, da vam bo pomagal hitro rešiti težavo. Če vas zanima žiroskopski inklinometer Vigor, se obrnite na Vigorjevo ekipo inženirjev, da dobite največ profesionalna tehnologija in najkakovostnejša brezskrbna kakovostna storitev.

Za več informacij nam lahko pišete v nabiralnikinfo@vigorpetroleum.com&marketing@vigordrilling.com