中文
English
Русский
На глубине нескольких тысяч метров буровое долото проходит через нефтегазовые пласты толщиной с книжную страницу; забойный зонд выступает как «глаза» и опорный элемент ориентации при бурении. На фоне разработки сверхтонких нефтяных пластов существующий зонд с погрешностью наклона ствола скважины ±0,2° и азимутальной погрешностью ±1° больше не обеспечивает эффективную разработку сверхтонких пластов толщиной 1–2 м, где коэффициент вскрытия пласта часто составляет менее 60%.
Сталкиваясь с растущими строгими эксплуатационными требованиями к забою, компания «Люхэ Вэйе» реализовала двухэтапную программу модернизации. Во-первых, итерационная оптимизация на базе существующего оборудования позволила создать новый датчик ориентации. Значительное повышение точности достигнуто за счет оптимизации схем цепей, технологических процессов и алгоритмов калибровки; проведены полевые испытания на зарубежных месторождениях. Во-вторых, отойдя от старой схемы и реконструировав базовые компоненты, компания разработала принципиально новый датчик ориентации на архитектуре МЭМС, обеспечив комплексное инновационное развитие от чувствительных элементов до логики калибровки.
Что касается технических прорывов существующего зонда, научно-исследовательская группа сосредоточилась на двух ключевых направлениях. Во-первых, устранены помехи от нагрузочного питания путем переработки платы и алгоритмов для разрешения дифференциальных помех, создаваемых переменными рабочими токами на флюксгейтные датчики. Во-вторых, реализована точная калибровка и компенсация во всем диапазоне температур. Создана уточненная модель компенсации погрешностей для трехосевого акселерометра и трехосевого магнитометра, что позволяет устранить расхождение погрешностей DIP и сбои проверки QC при больших углах наклона ствола, обеспечивая линейный выход при условиях высокой температуры и высокого давления (ВТВД) на забое.
Благодаря применению высокоточной калибровки на катушках Гельмгольца погрешность наклона ствола снижена с ±0,2° до ±0,1°, а азимутальная погрешность — с ±1° до ±0,5°, точность обоих параметров удвоена. Полевые испытания модернизированного инструмента проведены на горизонтальных скважинах зарубежных заказчиков с углами от 0° до 87°. Все измерения соответствуют ограничениям Gtotal ≤ 2 мг и Btotal ≤ 200 нТл, пройдена проверка QC. По отзывам заказчиков, характеристики соответствуют мировым стандартам.
1.Снижение частоты забойной калибровки: МЭМС-приборы демонстрируют значительно лучшую долговременную стабильность смещения нуля и масштабного коэффициента по сравнению с традиционными кварцевыми акселерометрами, что сводит к минимуму остановки скважины для калибровки в стволе.
2.Значительное повышение разрешающей способности: диапазон измерения аналого-цифрового преобразователя (АЦП) увеличен в 10 раз, что позволяет регистрировать малейшие изменения положения при сильно динамичных режимах работы.
3.Ударопрочная твердотельная конструкция: отсутствие подвешенных подвижных механических деталей повышает устойчивость к вибрации и ударам, улучшает достоверность данных и выживаемость прибора в тяжелых условиях забоя.
В ходе научно-исследовательских работ группа преодолела два критических технических препятствия: проектирование электронных схем и технологию герметизации. Метод калибровки на катушках Гельмгольца перенесен в эту новую архитектуру и утвержден как стандартный регламент калибровки для новых изделий.
