Технические инновации североискателя в направленном бурении

Ключевые моменты

• Продукт: гироскопический североискатель NF1000.

Ключевые особенности:

• Компоненты: использует гироскоп и кварцевый гибкий акселерометр в бесплатформенной системе для точного измерения азимута.
• Функция: обеспечивает всепогодное определение севера и ориентации в реальном времени, вычисляя азимут и угол наклона для задач направленного бурения.
• Применение: подходит для военных задач, нефтегазовой разведки и инженерных работ в ограниченном пространстве.
• Компактность: размеры Φ31.8 × 85 мм, масса 400 г, что заметно повышает портативность и адаптивность.
• Производительность: функции компенсации наклона и самовыравнивания обеспечивают точную и надежную ориентацию в сложной среде.

Вывод: NF1000 обеспечивает быстрое и точное североискание и ориентацию, что делает его ценным инструментом для направленного бурения, военной навигации и других инженерных применений.

В военной и гражданской ориентации североискатели широко используются. Они позволяют в статическом режиме определять север всепогодно, по всем направлениям, быстро и в реальном времени, чтобы определить азимут носителя, то есть угол между опорной осью носителя и направлением истинного севера, который используется как азимутальная опора для наблюдения, наведения на цель и сброса навигационной системы. Они также могут применяться как опорный ориентир для подземных работ, например в туннелях и шахтах, особенно когда от гироскопического североискателя требуется быстро и точно выполнить ориентацию за короткое время.

1. Основные принципы североискания

Североискатель использует гироскоп для расчета угла между носителем и направлением истинного севера. В этой системе гироскоп и кварцевый гибкий акселерометр образуют бесплатформенную систему. Чувствительная ось акселерометра параллельна чувствительной оси гироскопа. Другой канал расположен вдоль горизонтальной плоскости, ортогональной гироскопу и акселерометру, формируя инерциальный узел. По команде системы управления сборка вращается вокруг вертикальной оси относительно установочного основания. При повороте узла в два положения можно определить азимут, а измеренное ускорение инерциального узла используется для компенсации вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли.

2. Технология нефтяного бурения

Бурение и разработка нефтяных месторождений представляет собой высокоинвестиционную, высокорисковую, высокодоходную, технологически и капиталоемкую отрасль, где ошибки в принятии решений или операциях могут привести к огромным экономическим и социальным потерям.

С повышением уровня разведки нефти и газа на суше и на море типы нефтегазовых залежей стали более сложными и разнообразными, доля низкопроницаемых и сверхнизкопроницаемых залежей увеличивается из года в год, а глубина скважин развивается от неглубоких и среднеглубоких к глубоким и даже сверхглубоким. Типы залежей расширились от традиционных к нетрадиционным. Осадочные типы распространились от континентальных к морским. Работы по разведке и разработке вошли в стадию низких, глубоких и сложных условий, что ставит новые задачи перед нефтегазодобычей. В этих условиях постоянное использование технологии вертикальных скважин уже не удовлетворяет потребности современного бурения, поэтому появилась технология направленного бурения.

Направленное бурение всегда считалось «процессом и наукой отклонения ствола скважины в заданном направлении для достижения заранее определенной подземной цели». Как показывает направленный буровой североискатель, азимутальный угол и угол наклона являются двумя ключевыми параметрами позиционирования скважины при бурении. Ключевые рабочие показатели гироскопа и акселерометра могут автоматически тестироваться и калиброваться с использованием программного обеспечения встроенного гироскопического североискателя.

Во время буровых работ буровая установка прибывает на заданную площадку. В соответствии с проектным азимутом и углом наклона оператор предварительно задает примерные ориентацию и угол наклона буровой установки, после чего помещает североискатель на горизонтальную поверхность рядом с местом бурения для выполнения операции североискания. После завершения североискания прибор устанавливается на направляющую рельсу установки, чтобы отображать текущую информацию об ориентации буровой установки, то есть угол наклона и азимут, после чего положение установки корректируется до достижения проектного значения.

Исходя из проблем, с которыми мы столкнулись в процессе буровых измерений, мы выпустили новый профилированный североискатель NF1000, специально предназначенный для нефтедобычи, направленного бурения и других инженерных применений. Он не только получил прорыв в дизайне, но и был значительно улучшен по объему и массе: его размеры составляют всего Φ31,8 × 85 мм, а вес — 400 г. Это стало крупным прорывом для традиционных инерциальных изделий серии североискателей. Его появление позволяет большему числу инженеров работать в еще более сложной и ограниченной среде мониторинга.

3. Краткое резюме

Североискатель Micro-Magic Inc использует бесплатформенную систему. Для борьбы с дрейфом нулевого смещения и случайными ошибками североискателя компания Micro-Magic Inc провела множество технических усовершенствований продукции. В настоящее время новейший североискатель NF1000 не только реализует функции компенсации наклона и самовыравнивания, но и может использоваться в зондовых решениях. Это заметно упрощает работу в более ограниченном пространстве мониторинга. Если вас заинтересовал этот продукт, пожалуйста, свяжитесь с нами для обсуждения.