أنواع أدوات المسح الجيروسكوبي في آبار النفط والغاز

الجيروسكوب التقليدي

الجيروسكوب التقليدي أو الجيروسكوب الحر موجود منذ ثلاثينيات القرن العشرين. إنه يحصل على سمت حفرة البئر من الدوران الدوار. إنه يحدد فقط اتجاه حفرة البئر ولا يحدد الميل. عادة ما يتم الحصول على زاوية الميل باستخدام مقاييس التسارع. يستخدم الجيروسكوب -المعتمد على الفيلم،-بندول معلق فوق بطاقة البوصلة (المتصلة بمحور الانحراف الخارجي) للحصول على الميل. يحتوي الجيروسكوب التقليدي على كتلة دوران تدور عادة عند 20.000 إلى 40.000 دورة في الدقيقة (بعضها يدور بشكل أسرع). سيظل الجيروسكوب ثابتًا إذا لم تؤثر عليه أي قوى خارجية وستظل الكتلة مدعومة في مركز ثقلها الدقيق. لسوء الحظ، ليس من الممكن الحفاظ على الكتلة عند مركز ثقلها الدقيق، وتؤثر القوى الخارجية على الجيروسكوب. لذلك، سوف ينجرف الجيروسكوب مع مرور الوقت.

من الناحية النظرية، إذا بدأ الجيروسكوب في الدوران وتم توجيهه في اتجاه معين، فلا ينبغي أن يغير اتجاهه بشكل كبير بمرور الوقت. لذلك، يتم تشغيله في الحفرة، وعلى الرغم من دوران العلبة، فإن الجيروسكوب حر في الحركة، ويظل يشير في نفس الاتجاه. وبما أن الاتجاه الذي يشير إليه الجيروسكوب معروف، فيمكن تحديد اتجاه حفرة البئر من خلال الفرق بين اتجاه الجيروسكوب واتجاه العلبة التي تحتوي على الجيروسكوب. يجب معرفة اتجاه محور الدوران قبل تشغيل الجيروسكوب في الحفرة. وهذا ما يسمى الرجوع إلى الجيروسكوب. إذا لم تتم الإشارة إلى الجيروسكوب بشكل صحيح، فسيتم إيقاف المسح بالكامل، لذلك يجب الإشارة إلى الأداة بشكل مناسب قبل تشغيلها في الفتحة الخاصة بآبار النفط والغاز.

عيب آخر للجيروسكوب التقليدي هو أنه سوف ينجرف مع مرور الوقت، مما يسبب أخطاء في السمت المقاس. سوف ينجرف الجيروسكوب بسبب صدمات النظام وتآكل المحامل ودوران الأرض. يمكن أن ينجرف الجيروسكوب أيضًا بسبب عيوب في الجيروسكوب. يمكن أن تتطور العيوب أثناء تصنيع أو تصنيع الجيروسكوب، حيث أن مركز الكتلة الدقيق ليس في مركز محور الدوران. يكون الانجراف أقل عند خط استواء الأرض وأعلى عند خطوط العرض الأعلى بالقرب من القطبين. بشكل عام، لا يتم استخدام الجيروسكوبات التقليدية عند خطوط العرض أو الميول التي تزيد عن 70 درجة. معدل الانجراف النموذجي للجيروسكوب التقليدي هو 0.5 درجة في الدقيقة. يتم تصحيح الانحراف الظاهري الناتج عن دوران الأرض عن طريق تطبيق قوة خاصة على حلقة المحور الداخلي. تعتمد القوة المطبقة على خط العرض الذي سيتم استخدام الجيروسكوب فيه.

وبسبب هذه الأسباب، فإن جميع الجيروسكوبات التقليدية سوف تنجرف بكميات محددة. تتم مراقبة الانجراف كلما تم تشغيل الجيروسكوب التقليدي، ويتم ضبط المسح لهذا الانجراف. إذا لم يتم تعويض المرجع أو الانحراف بشكل كافٍ، فستكون بيانات المسح المجمعة غير صحيحة.

تكامل المعدل أو الشمال-البحث عن الجيروسكوب

تم تطوير الجيروسكوب الذي يبحث عن معدل أو شمال-لتجنب عيوب الجيروسكوب التقليدي. معدل الجيروسكوب وجيروسكوب الاتجاه الشمالي- هما في الأساس نفس الشيء. إنه جيروسكوبي يتمتع بدرجة واحدة فقط من الحرية. يتم استخدام معدل تكامل الجيروسكوب لتحديد الشمال الحقيقي. يقوم الجيروسكوب بتحليل متجه دوران الأرض إلى مكونات أفقية ورأسية. يشير المكون الأفقي دائمًا إلى الشمال الحقيقي. يتم التخلص من الحاجة إلى الرجوع إلى الجيروسكوب، مما يزيد من الدقة. ويجب معرفة خط عرض حفرة البئر لأن متجه دوران الأرض سيكون مختلفًا مع اختلاف خط العرض.

أثناء الإعداد، يقيس جيروسكوب المعدل دوران الأرض تلقائيًا للتخلص من الانحراف الناتج عن دوران الأرض. تجعل ميزة التصميم هذه من احتمالية حدوث أخطاء أقل مقارنة بالجيروسكوب التقليدي. على عكس الجيروسكوب التقليدي، لا يتطلب الجيروسكوب المعدل رؤية نقطة مرجعية، وبالتالي القضاء على مصدر واحد محتمل للخطأ. يتم قياس القوى المؤثرة على الجيروسكوب من خلاله، بينما يتم قياس قوة الجاذبية بواسطة مقاييس التسارع. تسمح القراءات المجمعة لمقاييس التسارع والجيروسكوب بحساب ميل وسمت حفرة البئر.

سيقيس معدل الدوران السرعة الزاوية من خلال الإزاحة الزاوية. يحسب معدل تكامل الجيروسكوب تكامل السرعة الزاوية (الإزاحة الزاوية) من خلال الإزاحة الزاوية الناتجة.

يمكن مسح الإصدارات الأحدث من الجيروسكوب أثناء التحرك، ولكن توجد قيود. ليس من الضروري أن يظلوا ثابتين للحصول على المسح. يمكن تقليل إجمالي وقت الاستطلاع، مما يجعل الأداة أكثر فعالية من حيث التكلفة-.

حلقة ليزر الجيروسكوب

يستخدم الجيروسكوب الليزري الحلقي (RLG) نوعًا مختلفًا من الجيروسكوب لتحديد اتجاه البئر. يشتمل المستشعر على ثلاثة جيروسكوبات ليزر حلقية- وثلاثة مقاييس تسارع بالقصور الذاتي- مثبتة لقياس المحاور X وY وZ. وهو أكثر دقة من معدل أو شمال-البحث عن الجيروسكوب. ليس من الضروري إيقاف أداة الاستطلاع لإجراء استطلاع، لذا تكون الاستطلاعات أسرع. ومع ذلك، فإن القطر الخارجي لجيروسكوب الليزر الحلقي هو 5 1/4 بوصة، مما يعني أن هذا الجيروسكوب لا يمكن تشغيله إلا في غلاف مقاس 7 بوصات وأكبر (راجع دليل تصميم الغلاف الخاص بنا). لا يمكن تشغيله من خلال سلسلة حفر، بينما يمكن تشغيل الجيروسكوب الذي يبحث عن معدل أو شمال-من خلال سلسلة حفر أو سلاسل أنابيب ذات قطر أصغر.

عناصر

في أبسط أشكاله، يتكون الجيروسكوب الليزري الحلقي من كتلة مثلثة من الزجاج تم حفرها لثلاث فتحات ليزر هيليوم-نيون مع مرايا عند نقاط 120-درجة - الزوايا3. عكس-أشعة الليزر الدوارة - يتواجد أحدهما في اتجاه عقارب الساعة والآخر عكس اتجاه عقارب الساعة في هذا الرنان. وفي مرحلة ما، يقوم المستشعر الضوئي بمراقبة الحزم حيث تتقاطع. وسوف تتداخل بشكل بناء أو هدّام مع بعضها البعض، اعتمادًا على المرحلة الدقيقة لكل شعاع.

إذا كان RLG ثابتًا (غير دوار) فيما يتعلق بمحوره المركزي، يكون الطور النسبي للحزمتين ثابتًا، ويكون خرج الكاشف ثابتًا. إذا تم تدوير RLG حول محوره المركزي، فإن الحزم في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة-سوف تتعرض لإزاحات دوبلر متعارضة؛ أحدهما سيزيد في التردد، والآخر سوف يقل في التردد. سوف يستشعر الكاشف فرق التردد الذي يمكن من خلاله تحديد الموقع الزاوي والسرعة بدقة. وهذا ما يُعرف بتأثير سانياك.

ما يتم قياسه هو تكامل السرعة الزاوية أو زاوية الدوران منذ بدء العد. ستكون السرعة الزاوية مشتقة من تردد النبض. ويمكن استخدام الكاشف المزدوج (التربيعي) لاشتقاق اتجاه الدوران.

الجيروسكوب بالقصور الذاتي

أداة المسح الأكثر دقة في مجال النفط والغاز هي الجيروسكوب بالقصور الذاتي، والذي يُطلق عليه غالبًا أداة Ferranti. إنه نظام الملاحة بأكمله مقتبس من تكنولوجيا الطيران. نظرًا للدقة العالية لهذا الجيروسكوب، تتم مقارنة معظم أدوات المسح به لتحديد مدى دقتها. يستخدم الجهاز ثلاثة جيروسكوبات معدل وثلاثة مقاييس تسارع مثبتة على منصة ثابتة.

يقوم النظام بقياس التغير في اتجاه المنصة (منصة المنصة) والمسافة التي تتحركها. فهو لا يقيس ميل واتجاه البئر فحسب، بل يحدد أيضًا العمق. لا يستخدم عمق السلكية. ومع ذلك، فهو يحتوي على بُعد أكبر يبلغ 10⅝ بوصة OD. ونتيجة لذلك، لا يمكن تشغيله إلا بأحجام غلاف 13 3/8″ وأكبر.

باعتبارها إحدى الشركات المصنعة العالمية من الدرجة الأولى لأدوات المسح الجيروسكوبية، تدرك شركة China Vigor الدور الحيوي الذي تلعبه في عمليات قاع البئر. منذ عام 2015، استثمرنا باستمرار في البحث والتطوير وتعزيز أنظمة قياس الميل الجيروسكوبية لدينا. بحلول عام 2025، سيتم نشر أدوات Vigor عبر حقول النفط في آسيا الوسطى وأوروبا وأفريقيا، مما يوفر بيانات -عالية الدقة تقلل بشكل كبير-الوقت غير الإنتاجي لعملائنا.

لقد أجرى فريقنا الفني خدمات تسجيل الدخول بالموقع بشكل متكرر، وحظي باعتراف واسع النطاق من العملاء.
نحن فخورون أيضًا بأن نعلن أن شركة China Vigor قد أكملت بنجاح التجارب الميدانية لهذا المنتجالتسجيل أثناء الحفر (LWD)، الدوران أثناء الحفر (GWD)وأنظمة القياس أثناء الحفر (MWD)، وتعمل الآن بنشاط على تقديم هذه الحلول المتقدمة إلى السوق.

لمعرفة المزيد حول كيفيةمقياس الميل الجيروسكوبي من سلسلة ProGuide™وغيرها من تقنيات الحفر المتقدمة يمكن أن تعزز كفاءتك التشغيلية ودقة البيانات، فلا تتردد في الاتصال بفريقنا الهندسي المتخصص. نحن دائمًا على استعداد لتزويدك بالمشورة والخدمات الأكثر احترافية.