Gyro convencional
El giroscopi convencional o el giroscopi lliure existeix des dels anys trenta. Obté l'azimut del pou d'un gir giratori. Només determina la direcció del pou i no determina la inclinació. L'angle d'inclinació s'obté normalment amb acceleròmetres. El giroscopi-basat en pel·lícula, d'un sol-tiro, utilitza un pèndol suspès per sobre d'una targeta de brúixola (connectada a l'eix exterior del cardan) per obtenir la inclinació. Un gir convencional té una massa giratòria que sol girar entre 20.000 i 40.000 rpm (alguns giren encara més ràpid). El giroscopi es mantindrà fix si no hi actuen forces externes i la massa es recolza en el seu centre de gravetat exacte. Malauradament, no és possible mantenir la massa en el seu centre de gravetat precís, i les forces externes actuen sobre el giroscopi. Per tant, el giroscopi anirà a la deriva amb el temps.
Teòricament, si un giroscopi comença a girar i s'apunta en una direcció específica, no hauria de canviar substancialment la direcció amb el temps. Per tant, s'executa al forat i, tot i que la caixa gira, el giroscopi és lliure de moure's i es manté apuntant en la mateixa direcció. Com que es coneix la direcció en què apunta el gir, la direcció del pou es pot determinar per la diferència entre l'orientació del gir i l'orientació de la caixa que conté el gir. L'orientació de l'eix de gir s'ha de conèixer abans que el giroscopi passi al forat. Això s'anomena fer referència al giroscopi. Si el giroscopi no es fa referència correctament, tota l'enquesta està desactivada, de manera que l'eina s'ha de fer referència adequadament abans de passar-la al forat dels pous de petroli i gas.
Un altre desavantatge d'un giroscopi convencional és que es desplaçarà amb el temps, provocant errors en l'azimut mesurat. El giroscopi es desplaçarà a causa dels cops del sistema, el desgast dels coixinets i la rotació de la Terra. El gir també pot derivar a causa de les imperfeccions del gir. Els defectes es poden desenvolupar durant la fabricació o mecanitzat del giroscopi, ja que el centre exacte de la massa no es troba al centre de l'eix de gir. La deriva és menor a l'equador de la Terra i més alta a latituds més altes prop dels pols. En general, els giroscopis convencionals no s'utilitzen a latituds o inclinacions superiors als 70 graus. Una taxa de deriva típica per a un giroscopi tradicional és de 0,5 graus per minut. La deriva aparent causada per la rotació de la Terra es corregeix aplicant una força especial a l'anell del cardan interior. La força aplicada depèn de la latitud on s'utilitzarà el giroscopi.
Per aquests motius, tots els giroscopis convencionals es desplaçaran en quantitats específiques. La deriva es controla sempre que s'executa un giroscopi tradicional i l'enquesta s'ajusta per a aquesta deriva. Si la referència o la deriva no es compensa adequadament, les dades de l'enquesta recollides seran incorrectes.
Tarifa d'integració o nord{0}}Gyro
Es va desenvolupar un gir-de velocitat o de cerca del nord per evitar les deficiències del gir convencional. Un gir de velocitat i un gir-nord que cerca són bàsicament les mateixes coses. És un giroscopi amb només un grau de llibertat. El giroscopi que integra la velocitat s'utilitza per determinar el nord real. El giroscopi resol el vector gir de la Terra en components horitzontals i verticals. La component horitzontal sempre apunta al nord veritable. S'elimina la necessitat de fer referència al giroscopi, la qual cosa augmenta la precisió. S'ha de conèixer la latitud del pou perquè el vector d'espín de la Terra serà diferent a mesura que la latitud varia.
Durant la configuració, el giroscopi mesura automàticament el gir de la Terra per eliminar la deriva causada per la rotació de la Terra. Aquesta característica de disseny fa que sigui menys probable que produeixi errors en comparació amb un giroscopi convencional. A diferència d'un giroscopi tradicional, el giroscopi de velocitat no requereix cap punt de referència per veure's, eliminant així una font potencial d'error. Les forces que actuen sobre el giroscopi són mesurades per aquest, mentre que la força de la gravetat es mesura amb els acceleròmetres. Les lectures combinades dels acceleròmetres i del giroscopi permeten el càlcul de la inclinació i l'azimut del pou.
Un gir de velocitat mesurarà la velocitat angular mitjançant un desplaçament angular. El giroscopi que integra la velocitat calcula la integral de la velocitat angular (desplaçament angular) mitjançant un desplaçament angular de sortida.
Les versions més noves del giroscopi es poden examinar mentre es mou, però hi ha limitacions. No han de romandre immòbils per obtenir una enquesta. El temps total de l'enquesta es pot reduir, fent que l'eina sigui més rendible-.
Giroscopi làser d'anell
El giroscopi làser anell (RLG) utilitza un tipus diferent de giroscopi per determinar la direcció del pou. El sensor consta de tres giroscopis làser-anells i tres acceleròmetres de grau-inercial muntats per mesurar els eixos X, Y i Z. És més precís que un gir-que cerca la velocitat o el nord. L'eina d'enquesta no s'ha d'aturar per fer una enquesta, de manera que les enquestes són més ràpides. Tanmateix, el diàmetre exterior del giroscopi làser d'anell és de 5 1/4 polzades, el que significa que aquest giroscopi només pot funcionar en una carcassa de 7 polzades o més (consulteu la nostra guia de disseny de carcassa). No es pot fer passar a través d'una sarda de perforació, mentre que un gir-que busca la velocitat o el nord es pot fer passar per una sarda de perforació o cordes de tubs de diàmetre més petit.
Components
En la seva forma més senzilla, el giroscopi làser d'anell consisteix en un bloc triangular de vidre perforat per a tres forats làser d'heli-neó amb miralls als punts de 120-graus: les cantonades3. En aquest ressonador coexisteixen raigs làser-conrotadors: un en sentit horari i l'altre en sentit contrari a les agulles del rellotge coexisteixen. En algun moment, un fotosensor supervisa els feixos on es creuen. Interferiran constructivament o destructivament entre si, depenent de la fase precisa de cada feix.
Si el RLG és estacionari (no gira) pel que fa al seu eix central, la fase relativa dels dos feixos és constant i la sortida del detector és consistent. Si el RLG es gira al voltant del seu eix central, els feixos en sentit horari i en sentit contrari-de les agulles del rellotge experimentaran desplaçaments Doppler oposats; un augmentarà de freqüència i l'altre disminuirà de freqüència. El detector detectarà la diferència de freqüència a partir de la qual es pot determinar la posició i la velocitat angulars precises. Això es coneix com l'efecte Sagnac.
El que es mesura és la integral de la velocitat angular o angle girat des que va començar el recompte. La velocitat angular serà la derivada de la freqüència de batec. Es pot utilitzar un detector dual (quadratura) per obtenir la direcció de gir.
Giroscopi de grau inercial
L'instrument d'enquesta més precís en el camp de petroli i gas és el giroscopi de grau inercial, sovint anomenat eina Ferranti. És tot el sistema de navegació adaptat de la tecnologia aeroespacial. A causa de la màxima precisió d'aquest giroscopi, la majoria de les eines d'enquesta es comparen amb ell per determinar les seves respectives precisions. El dispositiu utilitza tres giroscopis de velocitat i tres acceleròmetres muntats en una plataforma estabilitzada.
El sistema mesura el canvi de direcció de la plataforma (plataforma) i la distància que es mou. No només mesura la inclinació i la direcció del pou sinó que també determina la profunditat. No utilitza la profunditat del cable. Tanmateix, té una dimensió encara més gran de 10⅝ polzades OD. Com a resultat, només es pot executar en carcassa de mides de 13 3/8″ o més.
China Vigor, com a fabricant mundial-de primer nivell d'instruments de topografia giroscopi, entén el seu paper vital en les operacions de fons de pou. Des del 2015, hem invertit constantment en la R+D i la millora dels nostres sistemes d'inclinòmetre de giroscopi. El 2025, les eines de Vigor s'han desplegat als jaciments petroliers d'Àsia Central, Europa i Àfrica, proporcionant dades d'alta-precisió que redueixen significativament el temps no-productiu dels nostres clients.
El nostre equip tècnic ha realitzat repetidament serveis de registre de llocs-, rebent un reconeixement generalitzat per part dels clients.
També estem orgullosos d'anunciar que China Vigor ha completat amb èxit les proves de campRegistre durant la perforació (LWD), Gyro mentre es perfora (GWD), i sistemes de mesurament durant la perforació (MWD), i ara estan introduint activament aquestes solucions avançades al mercat.
Per obtenir més informació sobre com la nostraGiroinclinòmetre de la sèrie ProGuide™i altres tecnologies de perforació avançades poden millorar la vostra eficiència operativa i la precisió de les dades, no dubteu a contactar amb el nostre equip d'enginyeria especialitzat. Sempre estem disposats a oferir-te l'assessorament i el servei més professionals.
