Konvencionalni žiroskop
Konvencionalni žiroskop ali prosti žiroskop obstaja že od tridesetih let prejšnjega stoletja. Iz vrtečega se žiroskopa pridobi azimut vrtine. Določa samo smer vrtine in ne določa naklona. Naklonski kot običajno dobimo z merilniki pospeška. Filmski-žiroskop z enim-posnetkom uporablja nihalo, obešeno nad kompasno kartico (pritrjeno na zunanjo kardansko os), da dobi naklon. Običajni žiroskop ima vrtečo se maso, ki se običajno vrti pri 20.000 do 40.000 obratih na minuto (nekateri se vrtijo še hitreje). Žiroskop bo ostal pritrjen, če nanj ne delujejo zunanje sile in je masa podprta v njegovem natančnem težišču. Na žalost ni mogoče obdržati mase v njenem natančnem težišču in zunanje sile delujejo na žiroskop. Zato se bo žiroskop s časom premaknil.
Teoretično, če se žiroskop začne vrteti in je usmerjen v določeno smer, sčasoma ne bi smel bistveno spremeniti smeri. Zato se izvaja v luknji, in čeprav se ohišje obrne, se žiroskop prosto premika in ostane usmerjen v isto smer. Ker je smer, v katero je obrnjen žiroskop, znana, je mogoče smer vrtine določiti z razliko med orientacijo žiroskopa in orientacijo ohišja, v katerem je žiroskop. Usmerjenost vrtilne osi mora biti znana, preden žiroskop zaženete v luknjo. To se imenuje referenca žiroskopa. Če žiroskop ni pravilno naveden, je celotna raziskava izklopljena, zato je treba orodje ustrezno navesti, preden ga zaženete v vrtini za naftne in plinske vrtine.
Druga pomanjkljivost običajnega žiroskopa je, da se bo sčasoma odmaknil, kar bo povzročilo napake v izmerjenem azimutu. Žiroskop bo zanesel zaradi udarcev sistema, obrabe ležajev in rotacije Zemlje. Žiroskop lahko tudi zanese zaradi nepopolnosti žiroskopa. Napake se lahko razvijejo med proizvodnjo ali strojno obdelavo žiroskopa, saj točno središče mase ni v središču vrtilne osi. Odnašanje je manjše na zemeljskem ekvatorju in večje na višjih zemljepisnih širinah blizu polov. Na splošno se konvencionalni žiroskopi ne uporabljajo na zemljepisnih širinah ali naklonih nad 70 stopinj. Tipična stopnja zanašanja za tradicionalni žiroskop je 0,5 stopinje na minuto. Navidezni odmik, ki ga povzroča vrtenje Zemlje, se popravi z uporabo posebne sile na notranji kardanski obroč. Uporabljena sila je odvisna od zemljepisne širine, kjer se bo žiroskop uporabljal.
Zaradi teh razlogov bodo vsi običajni žiroskopi zašli za določene količine. Odmik se spremlja vsakič, ko se zažene tradicionalni žiroskop, in pregled se prilagodi temu odmiku. Če referenca ali zamik nista ustrezno kompenzirana, bodo zbrani geodetski podatki napačni.
Stopnja integracije ali-žiroskop, ki išče sever
Žiroskop za iskanje hitrosti ali sever-je bil razvit, da bi preprečili pomanjkljivosti običajnega žiroskopa. Žiroskop hitrosti in žiroskop-za iskanje severa sta v bistvu enaki stvari. To je žiroskop z eno samo stopnjo svobode. Žiroskop, ki integrira hitrost, se uporablja za določanje pravega severa. Žiroskop razdeli vrtilni vektor Zemlje na horizontalne in vertikalne komponente. Vodoravna komponenta vedno kaže na pravi sever. Odpade potreba po sklicevanju na žiroskop, kar poveča natančnost. Zemljepisno širino vrtine je treba poznati, ker bo zemeljski vektor vrtenja drugačen, ko se zemljepisna širina spreminja.
Med nastavitvijo hitrostni žiroskop samodejno meri vrtenje Zemlje, da odpravi odnašanje, ki ga povzroča vrtenje Zemlje. Zaradi te konstrukcijske lastnosti je manj verjetno, da bo povzročal napake v primerjavi z običajnim žiroskopom. Za razliko od tradicionalnega žiroskopa hitrostni žiroskop ne zahteva vzorčenja referenčne točke, s čimer se odpravi en potencialni vir napake. Z njim se merijo sile, ki delujejo na žiroskop, z merilniki pospeška pa gravitacijska sila. Kombinirani odčitki merilnikov pospeška in žiroskopa omogočajo izračun naklona in azimuta vrtine.
Hitrostni žiroskop bo meril kotno hitrost prek kotnega premika. Žiroskop, ki integrira hitrost, izračuna integral kotne hitrosti (kotni premik) skozi izhodni kotni premik.
Novejše različice žiroskopa je mogoče opazovati med premikanjem, vendar obstajajo omejitve. Za anketo jim ni treba ostati na mestu. Skupni čas raziskave je mogoče skrajšati, zaradi česar je orodje stroškovno-učinkovitejše.
Ring Laser Gyro
Obročasti laserski žiroskop (RLG) uporablja drugačno vrsto žiroskopa za določanje smeri vrtine. Senzor obsega tri-obročaste laserske žiroskope in tri inercialne-metre pospeška, nameščene za merjenje osi X, Y in Z. Je bolj natančen kot hitrost ali žiroskop-za iskanje severa. Orodja za anketiranje ni treba ustaviti, da bi opravili anketo, zato so ankete hitrejše. Vendar pa je zunanji premer obročnega laserskega žiroskopa 5 1/4 palcev, kar pomeni, da lahko ta žiroskop deluje samo v ohišju 7″ in večjem (preverite naš vodnik za oblikovanje ohišja). Ni ga mogoče speljati skozi vrtalni niz, medtem ko je hitrost ali žiroskop-za iskanje severa mogoče speljati skozi vrtalni niz ali cevne nize manjšega premera.
Komponente
V svoji najpreprostejši obliki je obročni laserski žiroskop sestavljen iz trikotnega steklenega bloka, v katerega so izvrtane tri izvrtine za helij-neonski laser z zrcalom na 120-stopinjskih točkah – vogalih3. Nasprotno{4}}vrteči laserski žarki – eden v smeri urinega kazalca in drugi v nasprotni smeri urinega kazalca sobivata v tem resonatorju. Na neki točki fotosenzor spremlja žarke, kjer se križajo. Konstruktivno ali destruktivno bodo motili drug drugega, odvisno od natančne faze vsakega žarka.
Če RLG miruje (se ne vrti) glede na svojo osrednjo os, je relativna faza obeh žarkov konstantna in izhod detektorja je skladen. Če RLG zavrtimo okoli svoje osrednje osi, bosta žarka v smeri urinega kazalca in nasprotni -urinem kazalcu doživela nasprotne Dopplerjeve premike; frekvenca enega se bo povečala, frekvenca drugega pa zmanjšala. Detektor bo zaznal različno frekvenco, iz katere je mogoče določiti natančen kotni položaj in hitrost. To je znano kot učinek Sagnac.
Kar se meri, je integral kotne hitrosti ali obrnjenega kota od začetka štetja. Kotna hitrost bo odvod frekvence utripov. Za določitev smeri vrtenja se lahko uporabi dvojni (kvadraturni) detektor.
Inercialni žiroskop
Najbolj natančen raziskovalni instrument na področju nafte in plina je inercialni žiroskop, ki se pogosto imenuje Ferrantijevo orodje. To je celoten navigacijski sistem, prilagojen iz vesoljske tehnologije. Zaradi najvišje natančnosti tega žiroskopa se večina geodetskih orodij primerja z njim, da se določi njihova natančnost. Naprava uporablja žiroskope s tremi stopnjami in tri merilnike pospeška, nameščene na stabilizirani platformi.
Sistem meri spremembo smeri ploščadi (platformske ploščadi) in razdaljo, ki jo premakne. Ne meri samo naklona in smeri vodnjaka, temveč tudi določi globino. Ne uporablja globine žice. Vendar pa ima še večjo dimenzijo 10⅝ inch OD. Posledično se lahko uporablja samo v velikostih ohišij 13 3/8″ in več.
Kitajska Vigor kot vrhunski-globalni proizvajalec geodetskih instrumentov za žiroskope razume njihovo ključno vlogo pri operacijah v vrtini. Od leta 2015 dosledno vlagamo v raziskave in razvoj ter izboljšave naših žiroskopskih sistemov naklona. Do leta 2025 so bila Vigorjeva orodja nameščena na naftnih poljih v Srednji Aziji, Evropi in Afriki ter zagotavljajo visoko-natančne podatke, ki znatno zmanjšajo-neproduktivni čas za naše stranke.
Naša tehnična ekipa je večkrat izvajala-storitve beleženja na lokaciji in prejela široko priznanje strank.
Prav tako s ponosom sporočamo, da je China Vigor uspešno zaključil terenske poskuse zaBeleženje med vrtanjem (LWD), žiroskop med vrtanjem (GWD), in sisteme za merjenje med vrtanjem (MWD) in zdaj aktivno uvajajo te napredne rešitve na trg.
Če želite izvedeti več o našemŽiroskopski inklinometer serije ProGuide™in druge napredne tehnologije vrtanja lahko izboljšajo vašo operativno učinkovitost in točnost podatkov, prosimo, ne oklevajte in kontaktirajte našo specializirano inženirsko ekipo. Vedno smo vam pripravljeni zagotoviti najbolj strokovno svetovanje in storitev.
