Gyro convențional
Giroscopul convențional sau giroscopul liber există încă din anii 1930. Obține azimutul sondei de la un giroscop care se învârte. Determină doar direcția sondei și nu determină înclinarea. Unghiul de înclinare se obține de obicei cu accelerometre. Giroscopul-bazat pe film, cu o singură-fotografie, folosește un pendul suspendat deasupra unui card de busolă (atașat la axa exterioară a cardanului) pentru a obține înclinarea. Un giroscop convențional are o masă de rotire, de obicei, se rotește la 20.000 până la 40.000 rpm (unii se rotesc și mai repede). Giroscopul va rămâne fix dacă nu acționează nicio forță externă asupra lui și masa este susținută exact în centrul său de greutate. Din păcate, nu este posibil să se mențină masa în centrul său de greutate exact, iar forțele externe acționează asupra giroscopului. Prin urmare, giroscopul se va deplasa cu timpul.
Teoretic, dacă un giroscop începe să se rotească și este îndreptat într-o anumită direcție, nu ar trebui să-și schimbe substanțial direcția în timp. Prin urmare, este rulat în gaură și, deși carcasa se întoarce, giroscopul este liber să se miște și rămâne îndreptat în aceeași direcție. Deoarece direcția în care este îndreptată giroscopul este cunoscută, direcția sondei de sondă poate fi determinată de diferența dintre orientarea giroscopului și orientarea carcasei care conține giroscopul. Orientarea axei de rotație trebuie cunoscută înainte ca giroscopul să fie rulat în gaură. Aceasta se numește referire la giroscop. Dacă giroscopul nu este referit corect, întregul sondaj este oprit, astfel încât instrumentul trebuie să fie referit corespunzător înainte de a fi rulat în gaura pentru puțurile de petrol și gaze.
Un alt dezavantaj al unui giroscop convențional este că se va deplasa în timp, provocând erori în azimutul măsurat. Giroscopul se va deplasa din cauza șocurilor sistemului, uzurii rulmenților și rotației Pământului. Giroscopul se poate deplasa și din cauza imperfecțiunilor giroscopului. Defectele se pot dezvolta în timpul fabricării sau prelucrării giroscopului, deoarece centrul exact al masei nu se află în centrul axei de rotație. Deriva este mai mică la ecuatorul Pământului și mai mare la latitudini mai mari în apropierea polilor. În general, giroscopiile convenționale nu sunt utilizate la latitudini sau înclinații de peste 70 de grade. O rată tipică de deriva pentru un giroscop tradițional este de 0,5 grade pe minut. Deriva aparentă cauzată de rotația Pământului este corectată prin aplicarea unei forțe speciale pe inelul cardanului interior. Forța aplicată depinde de latitudinea la care va fi folosit giroscopul.
Din aceste motive, toate giroscopiile convenționale se vor deplasa cu anumite cantități. Deriva este monitorizată ori de câte ori este rulat un giroscop tradițional, iar sondajul este ajustat pentru acea deriva. Dacă referința sau deriva nu este compensată în mod adecvat, datele de sondaj adunate vor fi incorecte.
Rata de integrare sau de nord{0}}Gyro
Pentru a preveni deficiențele giroscopului convențional, a fost dezvoltat un giroscop cu orientare-nord. Un giroscop cu frecvență și un giro-care caută nord sunt în esență aceleași lucruri. Este un giroscop cu un singur grad de libertate. Giroscopul care integrează rata este utilizat pentru a determina nordul adevărat. Giroscopul rezolvă vectorul de rotație al Pământului în componente orizontale și verticale. Componenta orizontală indică întotdeauna nordul adevărat. Este eliminată nevoia de referință la giroscop, ceea ce crește precizia. Latitudinea sondei trebuie cunoscută deoarece vectorul spin al Pământului va fi diferit pe măsură ce latitudinea variază.
În timpul configurării, giroscopul măsoară automat rotația Pământului pentru a elimina deriva cauzată de rotația Pământului. Această caracteristică de design îl face mai puțin probabil să producă erori în comparație cu un giroscop convențional. Spre deosebire de un giroscop tradițional, giroscopul nu necesită un punct de referință pentru a fi vizat, eliminând astfel o potențială sursă de eroare. Forțele care acționează asupra giroscopului sunt măsurate de acesta, în timp ce forța gravitațională este măsurată de accelerometre. Citirile combinate ale accelerometrelor și giroscopului permit calculul înclinării și azimutului sondei.
Un giroscop cu viteză va măsura viteza unghiulară printr-o deplasare unghiulară. Giroscopul care integrează viteza calculează integrala vitezei unghiulare (deplasarea unghiulară) printr-o deplasare unghiulară de ieșire.
Versiunile mai noi ale giroscopului pot fi examinate în timpul mișcării, dar există limitări. Ei nu trebuie să rămână staționari pentru a obține un sondaj. Durata totală a sondajului poate fi redusă, făcând instrumentul mai rentabil-.
Giroscopul cu laser inel
Giroscopul cu laser inel (RLG) folosește un alt tip de giroscop pentru a determina direcția sondei. Senzorul cuprinde trei-giroscopii laser cu inel și trei accelerometre inerțiale-montate pentru a măsura axele X, Y și Z. Este mai precis decât un giroscop-care caută rata sau nordul. Instrumentul de sondaj nu trebuie oprit pentru a participa la un sondaj, astfel încât sondajele sunt mai rapide. Cu toate acestea, diametrul exterior al giroscopului laser inel este de 5 1/4 inchi, ceea ce înseamnă că acest giroscop poate rula doar într-o carcasă de 7 inchi și mai mare (consultați ghidul nostru de proiectare a carcasei). Nu poate fi trecut printr-o garnitură de foraj, în timp ce un giroscop-care caută viteza sau nordul poate fi trecut printr-un șir de foraj sau prin șiruri de tuburi cu diametru mai mic.
Componente
În forma sa cea mai simplă, giroscopul cu laser inel constă dintr-un bloc triunghiular de sticlă perforat pentru trei gauri laser cu heliu-neon cu oglinzi în punctele de 120-de grade – colțurile3. Raze laser care se rotesc contra-unul în sensul acelor de ceasornic și celălalt în sens invers acelor de ceasornic coexistă în acest rezonator. La un moment dat, un fotosenzor monitorizează fasciculele unde se intersectează. Ele vor interfera constructiv sau distructiv unul cu celălalt, în funcție de faza precisă a fiecărei grinzi.
Dacă RLG este staționar (nu se rotește) în ceea ce privește axa centrală, faza relativă a celor două fascicule este constantă, iar ieșirea detectorului este consecventă. Dacă RLG este rotit în jurul axei sale centrale, fasciculele în sensul acelor de ceasornic și în sens invers-orarului vor experimenta deplasări Doppler opuse; unul va crește în frecvență, iar celălalt va scădea în frecvență. Detectorul va detecta diferența de frecvență de la care pot fi determinate poziția unghiulară și viteza precisă. Acesta este cunoscut sub numele de efectul Sagnac.
Ceea ce se măsoară este integrala vitezei unghiulare sau a unghiului rotit de când a început numărarea. Viteza unghiulară va fi derivata frecvenței bătăilor. Un detector dublu (cadratura) poate fi utilizat pentru a determina direcția de rotație.
Giroscopul cu grad inerțial
Cel mai precis instrument de cercetare din domeniul petrolului și gazelor este giroscopul cu grad inerțial, adesea numit instrument Ferranti. Este întregul sistem de navigație adaptat de la tehnologia aerospațială. Datorită celei mai înalte acuratețe a acestui giroscop, majoritatea instrumentelor de sondaj sunt comparate cu acesta pentru a determina exactitatea lor. Dispozitivul folosește trei giroscopice și trei accelerometre montate pe o platformă stabilizată.
Sistemul măsoară schimbarea direcției platformei (platform rigs) și distanța pe care o deplasează. Nu numai că măsoară înclinarea și direcția puțului, dar determină și adâncimea. Nu folosește adâncimea firului. Cu toate acestea, are o dimensiune și mai mare de 10⅝ inci OD. Ca rezultat, poate fi rulat numai în carcasă cu dimensiuni de 13 3/8″ sau mai mari.
În calitate de producător global de top-de instrumente de topografie giroscopică, China Vigor înțelege rolul lor vital în operațiunile de fund. Din 2015, am investit constant în cercetarea și dezvoltarea și îmbunătățirea sistemelor noastre de giroscopie. Până în 2025, instrumentele Vigor au fost implementate în câmpurile petroliere din Asia Centrală, Europa și Africa, oferind date de mare-precizie, care reduce semnificativ timpul ne-productiv pentru clienții noștri.
Echipa noastră tehnică a lucrat în mod repetat pe-servicii de înregistrare a site-ului, primind recunoaștere pe scară largă din partea clienților.
De asemenea, suntem mândri să anunțăm că China Vigor a finalizat cu succes testele de teren pentruÎnregistrare în timpul forării (LWD), Gyro în timpul forării (GWD), și sistemele de măsurare în timpul forajului (MWD) și acum introduc în mod activ pe piață aceste soluții avansate.
Pentru a afla mai multe despre modul nostruInclinometru giroscop din seria ProGuide™și alte tehnologii avansate de foraj vă pot îmbunătăți eficiența operațională și acuratețea datelor, vă rugăm să nu ezitați să contactați echipa noastră de inginerie specializată. Suntem întotdeauna gata să vă oferim cele mai profesionale sfaturi și servicii.
