Krmarjenje po vrtini

Usmerjeno vrtanje, praksa usmerjanja vrtine po načrtovani poti, se v veliki meri opira na natančne meritve v vrtini. Poznavanje natančnega naklona in azimuta vrtine na kateri koli točki je bistvenega pomena za doseganje geološkega cilja, izogibanje drugim vrtinam in omogočanje zapletenih profilov vrtin, kot so vodoravnice.

Merjenje v vrtini je posredni merilni postopek, ki se opira na senzorje za zaznavanje naravnih polj ali inercialnih lastnosti. Meritve temeljijo na treh temeljnih referencah:

• Zemljino gravitacijsko polje:Uporablja se za merjenje naklona (kota izvrtine) in usmerjenosti ploskve-visoke strani orodja. Senzorji vključujejo mehanska nihala, plovna stikala in sodobnamerilniki pospeška.
• Zemljino magnetno polje:Uporablja se za merjenje magnetnega azimuta (smer glede na magnetni sever) in ploskve magnetnega orodja. Senzorji vključujejo magnetne kompase inmagnetometri(fluxgate magneti). Ključna zahteva za magnetna raziskovanja je uporaba ne-magnetnih svedrov za izolacijo senzorjev od magnetnih motenj jeklene vrtalne verige.
• Nebesna ali inercialna referenca:Uporablja se zažiroskopske raziskave, ki so neodvisni od magnetnih polj. Ti instrumenti morajo biti na površju poravnani na pravi sever, preden se zaženejo v luknjo.

Geodetski instrumenti morajo prenesti težka okolja v vrtini, vključno z visokimi pritiski (zahtevajo močna tlačna ohišja), povišanimi temperaturami (razvrstitve za visoko-temperaturne operacije do 182 stopinj ali več) ter znatnimi mehanskimi udarci in vibracijami med vrtanjem ali postopkom odpiranja.

Orodja za anketiranje so na splošno razvrščena glede na metode zapisovanja in prenosa podatkov:

• Magnetne enojne in-večkratne kamere:Ta starejša orodja so uporabljala kompas in nihalo za zajemanje slike svoje orientacije na film ob vnaprej določenem času. Bili so preprosti, vendar omejeni in so bili v veliki meri opuščeni.
• Elektronski snemalniki z enim in več-posnetki:Sodobni nadomestki za filmske kamere. Za merjenje orientacije in shranjevanje podatkov v notranji pomnilnik uporabljajo merilnike pospeška in magnetometre. Podatki se prenesejo in obdelajo, potem ko orodje dvignemo na površje. Ponujajo večjo natančnost in se uporabljajo za načrtovane raziskave.
• Krmilna orodja (žična):Ta orodja prenašajo-podatke v realnem času na površje prek žične napeljave (kabel z enim-prevodnikom), ki poteka znotraj vrtalne cevi. Zagotavljajo stalne posodobitve ploskve orodja, naklona in azimuta, kar je bistvenega pomena za orientacijo motorja v vrtini in krmiljenje vrtine.
• Orodja za merjenje med vrtanjem (MWD) (brezžično):To so najnaprednejši in najbolj razširjeni sistemi za usmerjeno vrtanje. Senzorji v vrtini prenašajo podatke na površino v realnem-času brez žice, običajno z uporabotelemetrija blatnih impulzov(pozitivni ali negativni impulzi tlaka v vrtalni tekočini). To omogoča usmerjanje in raziskovanje brez prekinitve vrtanja.
• Orodja za žiroskopsko raziskovanje:Ti instrumenti za določanje orientacije uporabljajo žiroskop, zaradi česar so odporni na magnetne motnje. Bistvenega pomena so za raziskovanje v obloženih vrtinah, v skupinah vrtin, kjer so magnetne motnje zaradi sosednjih ohišij velike, ali za usmerjanje stranskih cevk iz obstoječe ohišja.

Članek vsebuje podrobne razčlenitve več običajnih vrst orodij, ki jih je mogoče povzeti na naslednji način.

1. Elektronski večkratni-strel (npr. ESS - elektronski anketni sistem)

ESS je visoko{0}}natančna,-samostojna snemalna naprava.

• Načelo:Uporablja tri{0}}osne merilnike pospeška in magnetometre za zaznavanje gravitacije in magnetnih polj. Napaja se iz baterij in shranjuje anketne podatke v notranji pomnilnik.
• Funkcija:Deluje v ne-magnetnih vrtalnih obročih, meri naklon, azimut in ploskev orodja v programiranih intervalih. Po pridobitvi se podatki prenesejo in obdelajo preko površinskih računalnikov.
• Prednosti:Visoka natančnost, primerna za kritične raziskave, vključno z visoko{0}}kotnimi in vodoravnimi vrtinami. Vključuje funkcije programske opreme za analizo magnetnega polja in nadzor kakovosti.

2. Orodje za usmerjanje žic (npr. SST - orodje za merjenje krmiljenja)

SST zagotavlja-podatke v realnem času med vrtanjem, kar omogoča takojšnje krmiljenje.

• Načelo:Uporablja senzorje v vrtini (pospeške/magnetometre) v tlačnem sodu. Napajanje in podatki se prenašajo po eno-žičnem vodniku, ki poteka znotraj vrtalne cevi in ​​je povezan prek stranskega-vhoda.
• Funkcija:Nenehno prenaša površino orodja, naklon in azimut na površino. Podatki so prikazani na površinskem računalniku in na odčitku vrtalca, kar omogoča usmerjenemu vrtalcu, da natančno usmeri motor z upognjenim ohišjem.
• Prednosti:Podatki-v realnem času, visoka natančnost in možnost takojšnjega spremljanja pogojev v vrtini. To je bil delovni konj za usmerjeno vrtanje pred široko uporabo MWD.

3. Brezžični sistem MWD (npr. DWD - usmerjen med vrtanjem)

DWD predstavlja industrijski standard za sodobno usmerjeno vrtanje, zlasti v kompleksnih vrtinah.

Načelo:Senzorji v vrtini (sonda MEP) merijo orientacijo. Ti podatki so kodirani in poslani v sklop pulzatorja, ki ustvarja tlačne impulze v vrtalni tekočini, ki kroži znotraj vrtalne cevi.

• Metode prenosa:

1. Pozitiven utrip:Ventil za trenutek omeji pretok blata in ustvari skok pozitivnega tlaka, ki ga zaznamo na površini.
2. Negativni utrip:Ventil za trenutek odzrači majhno količino blata iz notranjosti vrtalne cevi v obroč, kar povzroči negativni padec tlaka.
3. Neprekinjen val:Rotacijski ventil ustvarja neprekinjen niz tlačnih valov; fazni premiki v valu predstavljajo kodirane podatke.

• Sistemske komponente:

1. Vrtina:MEP sonda (senzorji), sklop impulzov, turbinski alternator (napajan s tokom blata) in ne-magnetne vrtalne obrobe.
2. Površina:Pretvornik tlaka (nameščen na dvižni cevi), površinski računalnik (MPSR) za dekodiranje in obdelavo signalov, odčitavanje vrtalca (DDU) in tiskalnik.
3. Prednosti:Žična napeljava ni potrebna, kar prihrani veliko časa pri opremi. Zagotavlja-podatke v realnem času za geokrmiljenje in je zelo zanesljiv v-visokokotnih in vodoravnih vrtinah. Natančnost je visoka in dobro-definirana za naklon, azimut in ploskev orodja.

Izbira instrumenta za usmerjevalno raziskovanje je odvisna od posebne aplikacije, okolja v vrtini in podatkovnih zahtev.

• Zaosnovne raziskave-o zaposlitviv posameznih vrtinah brez magnetnih motenj,elektronski več{0}}snemalnikiponujajo visoko natančnost pri relativno nižji ceni.
• Zakrmiljenje-v realnem časumed vrtanjem, zlasti v zapletenih vrtinah ali s ploščadi na morju,MWD sistemiso primarna izbira, ki uravnotežijo učinkovitost, gostoto podatkov in zanesljivost.
• Pri delovanju vmagnetna okolja(zakrita vrtina, tesni razmik med vodnjaki),žiroskopska orodjaso nepogrešljivi za pridobivanje natančnih podatkov o azimutu.
• Medtem ko so bile starejše tehnologije, kot so filmske kamere in žična krmilna orodja, večinoma izpodrinjene, so postavile temelje za sofisticirane elektronske in telemetrične sisteme, ki omogočajo sodobno natančno usmerjeno vrtanje.

Za podrobnejše informacije se obrnite na ekipo Vigor za podrobnejše informacije o izdelku.