Mērīšana urbšanas laikā (MWD) Pārskats
Telemetrijas metodēm bija grūtības tikt galā ar lielajiem dziļurbumu datu apjomiem, tāpēc MWD definīcija tika paplašināta, iekļaujot datus, kas tika saglabāti instrumenta atmiņā un atgūti, kad rīks tika atgriezts uz virsmas. Visām MWD sistēmām parasti ir trīs galvenās apakškomponentes:
- Energosistēma
- Telemetrijas sistēma
- Virziena sensors
Energosistēmas
Energosistēmas MWD parasti var klasificēt kā vienu no diviem veidiem: akumulatoru vai turbīnu. Abiem energosistēmu veidiem ir raksturīgas priekšrocības un saistības. Daudzās MWD sistēmās tiek izmantota šo divu veidu energosistēmu kombinācija, lai nodrošinātu MWD rīka jaudu, lai strāvas padeve netiktu pārtraukta periodiskas urbšanas{2}}šķidruma plūsmas apstākļos. Akumulatori var nodrošināt šo jaudu neatkarīgi no urbšanas-šķidruma cirkulācijas, un tās ir nepieciešamas, ja tiek veikta mežizstrāde, paklūpot urbumā vai izkļūt no tā.
Akumulatoru sistēmas
Litija-tionilhlorīda akumulatori parasti tiek izmantoti MWD sistēmās, jo tie lieliski apvieno augstu-enerģijas blīvumu un izcilu veiktspēju MWD darba temperatūrā. Tie nodrošina stabilu sprieguma avotu līdz ļoti tuvu to kalpošanas laika beigām, un tiem nav nepieciešama sarežģīta elektronika, lai nodrošinātu piegādi. Tomēr šīm baterijām ir ierobežota momentānā enerģijas izvade, un tās var nebūt piemērotas lietojumiem, kuriem nepieciešama liela strāvas aizplūšana. Lai gan šīs baterijas ir drošas zemākā temperatūrā, ja tās tiek uzkarsētas virs 180 grādiem, tās var izjust vardarbīgu, paātrinātu reakciju un eksplodēt ar ievērojamu spēku. Līdz ar to ir ierobežojumi litija-tionilhlorīda akumulatoru pārvadāšanai pasažieru lidmašīnās. Lai gan šīs baterijas ir ļoti efektīvas visā to kalpošanas laikā, tās nav atkārtoti uzlādējamas, un to utilizācija ir pakļauta stingriem vides aizsardzības noteikumiem.
Turbīnu sistēmas
Otrs bagātīgas enerģijas ražošanas avots, turbīnu jauda, izmanto iekārtas urbšanas{0}}šķidruma plūsmu. Rotācijas spēku turbīnas rotors pārraida uz ģeneratoru caur kopējo vārpstu, radot mainīgas frekvences trīsfāzu maiņstrāvu (AC). Elektroniskās shēmas iztaisno maiņstrāvu izmantojamā līdzstrāvā (DC). Šīs iekārtas turbīnu rotoriem ir jāpieņem plašs plūsmas ātruma diapazons, lai tie atbilstu visiem iespējamiem dubļu sūknēšanas apstākļiem. Līdzīgi, rotoriem ir jāspēj izturēt ievērojamus gružus un zaudēto cirkulācijas materiālu (LCM), kas ir iesūkts urbšanas šķidrumā.
Telemetrijas sistēmas
Dubļu{0}}impulsu telemetrija ir standarta metode komerciālās MWD un mežizstrādes urbšanas laikā (LWD) sistēmās. Akustiskās sistēmas, kas raida augšup pa urbšanas cauruli, urbšanas šķidrumā vājina aptuveni 150 dB uz 1000 m.[1]Ir veikti vairāki mēģinājumi izveidot īpašu urbšanas cauruli ar integrētu vadu. Lai gan tā piedāvā īpaši augstu datu pārraides ātrumu, integrētajai telemetrijas metodei ir nepieciešams:
- Dārga speciāla urbšanas caurule
- Īpaša apstrāde
- Simtiem elektrisko savienojumu, kuriem visiem ir jāpaliek uzticamiem skarbos apstākļos
Dziļurbumu mērījumu sprādziens ir veicinājis jaunu darbu šajā jomā,[2]un ir pierādīts datu pārraides ātrums, kas pārsniedz 2 000 000 bitu sekundē.
Zemas-frekvences elektromagnētiskā pārraide MWD un LWD sistēmās tiek komerciāli izmantota ierobežoti. To dažreiz izmanto, ja kā urbšanas šķidrumu izmanto gaisu vai putas. Dziļumu, no kura var pārraidīt elektromagnētisko telemetriju, ierobežo pārklājošo veidojumu vadītspēja un biezums. Atkārtotāji vai signāla pastiprinātāji, kas novietoti urbšanas virknē, paplašina dziļumu, no kura elektromagnētiskās sistēmas var droši pārraidīt.
Ir pieejamas trīs dubļu-impulsu telemetrijas sistēmas: pozitīvā-impulsa, negatīvā-impulsa un nepārtraukto-viļņu sistēmas. Šīs sistēmas ir nosauktas par to, kā to impulsi tiek izplatīti dubļu tilpumā. Negatīvās -impulsu sistēmas rada spiediena impulsu, kas ir zemāks par dubļu tilpuma impulsu, izvadot nelielu daudzumu augsta spiediena urbšanas auklas dubļu no urbšanas caurules uz gredzenu. Pozitīvas -impulsu sistēmas rada īslaicīgu plūsmas ierobežojumu (augstāku spiedienu nekā urbšanas{10}}dubļu tilpums) urbšanas caurulē. Nepārtrauktās{12}}viļņu sistēmas izveido nesējfrekvenci, kas tiek pārraidīta caur dubļiem, un tās kodē datus, izmantojot nesēja fāzes nobīdes. Tiek izmantotas daudzas dažādas datu-kodēšanas sistēmas, kuras bieži ir paredzētas, lai optimizētu impulsa devēja kalpošanas laiku un uzticamību, jo tam ir jāiztur tiešs kontakts ar abrazīvu, augsta spiediena{15}}dubļu plūsmu.
Telemetrijas{0}}signāla noteikšanu veic viens vai vairāki devēji, kas atrodas uz iekārtas stāvvada. Datus no signāliem iegūst ar virsmas datortehniku, kas atrodas vai nu slīdēšanas blokā, vai uz urbja grīdas. Veiksmīga datu dekodēšana ir ļoti atkarīga no signāla -pret-trokšņu attiecības.
Pastāv cieša korelācija starp signāla lielumu un telemetrijas datu pārraides ātrumu; jo lielāks datu pārraides ātrums, jo mazāks kļūst impulsa lielums. Lielākajai daļai mūsdienu sistēmu ir iespēja pārprogrammēt rīka telemetrijas parametrus un palēnināt datu{1}}pārsūtīšanas ātrumu, nepaklūstot no cauruma; tomēr datu pārraides ātruma palēnināšanās negatīvi ietekmē log-datu blīvumu.
Signāla troksnis
Ievērojamākie signāla trokšņa avoti ir dubļu sūkņi, kas bieži rada salīdzinoši augstas{0}}frekvences troksni. Traucējumi starp sūkņa frekvencēm rada harmonikas, taču šos fona trokšņus var filtrēt ar analogiem paņēmieniem. Sūkņa -ātruma sensori var būt ļoti efektīva metode, lai identificētu un noņemtu sūkņa troksni no neapstrādāta telemetrijas signāla. Zemākas-frekvences troksni dubļu tilpumā bieži rada urbšanas motori. Akas dziļums un dubļu veids ietekmē arī saņemtā-signāla amplitūdu un platumu. Kopumā naftas-dubļi (OBM) un pseido{10}}uz naftas{11}}bāzēti dubļi ir vairāk saspiežami nekā uz ūdens{12}}bāzēti dubļi; tādēļ tie rada vislielākos signāla zudumus. Tomēr signāli ir iegūti bez būtiskām problēmām no gandrīz 9144 m (30 000 pēdu) dziļuma saspiežamajos šķidrumos.
Virziena sensori
Virziena{0}}sensoru tehnoloģijas jaunākās tehnoloģijas ir trīs ortogonālo fluxgate magnetometru un trīs akselerometru kopums. Lai gan parastos apstākļos standarta virziena sensori nodrošina pieņemamus apsekojumus, jebkurš lietojums, kurā pastāv nenoteiktība apakšējā cauruma atrašanās vietā, var būt apgrūtinoša. Jaunākās tendences urbt garākus un sarežģītākus urbumus koncentrēja uzmanību uz nepieciešamību pēc standarta kļūdu modeļa.
Rūpniecības vadības komitejas par urbumu precizitāti (ISCWA) veiktā darba mērķis bija nodrošināt standarta metodi pozicionālās nenoteiktības kvantitatīvai noteikšanai ar saistītajiem ticamības līmeņiem. Galvenie kļūdu avoti tika klasificēti:
- Sensoru kļūdas
- Magnētiski traucējumi no BHA
- Instrumenta novirze
- Magnētiskā{0}}lauka nenoteiktība
Kopā ar nenoteiktību izmērītajā dziļumā, dibena izpētes nenoteiktības ir viens no absolūtā dziļuma kļūdu cēloņiem. Ņemiet vērā, ka visām reāllaika-azimuta korekcijas metodēm ir nepieciešams neapstrādātu datu pārsūtīšana uz virsmu, kas rada slodzi telemetrijas kanālam.
Žiroskopa (žiro){0}}navigācijas MWD izstrāde piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar esošajiem navigācijas sensoriem. Papildus lielākai precizitātei žiroskopi nav jutīgi pret magnētisko lauku radītiem traucējumiem. Pašreizējā žiroskopa tehnoloģija ir vērsta uz mehāniskās izturības iekļaušanu, ārējā diametra samazināšanu un temperatūras jutības pārvarēšanu. Tehnoloģijas galvenais pielietojums ir iekārtas laika ietaupīšana, ko izmanto vadu žiroskopi, veicot sitienus no magnētisko traucējumu skartajām zonām.
Instrumenta darbības vide un instrumenta uzticamība
MWD sistēmas tiek izmantotas visskarbākajās darbības vidēs. Acīmredzami apstākļi, piemēram, augsts spiediens un temperatūra, ir pārāk pazīstami inženieriem un dizaineriem. Vadu nozarei ir sena vēsture, lai veiksmīgi pārvarētu šos apstākļus.
Temperatūra
Lielākā daļa MWD instrumentu var darboties nepārtraukti temperatūrā līdz 150 grādiem, un daži sensori ir pieejami ar nominālu līdz 175 grādiem. MWD-instrumenta temperatūra var būt par 20 grādiem zemāka nekā veidošanās temperatūra, ko mēra ar vadu baļķiem dubļu cirkulācijas dzesēšanas efekta dēļ, tāpēc augstākās temperatūras, ar kurām saskaras MWD instrumenti, tiek mērītas, ieejot urbumā, kurā urbšanas šķidruma tilpums nav cirkulēts ilgāku laiku. Šādos gadījumos, skrienot bedrē, ieteicams periodiski pārtraukt cirkulāciju. Djūra kolbas izmantošana sensoru un elektronikas aizsardzībai no augstām temperatūrām ir izplatīta vadu līnijās, kur ekspozīcijas laiks caurumos parasti ir īss, taču kolbu izmantošana temperatūras aizsardzībai nav praktiska MWD, jo augstās temperatūrās ir jāiztur ilgs ekspozīcijas laiks.
Spiediens
MWD sistēmām spiediens dziļurbumā ir mazāka problēma nekā temperatūra. Lielākā daļa instrumentu ir izstrādāti tā, lai izturētu līdz 20 000 psi, un specializētie instrumenti ir novērtēti līdz 25 000 psi. Hidrostatiskā spiediena un sistēmas pretspiediena kombinācija reti tuvojas šai robežai.
Dziļurbuma trieciens un vibrācija
Dziļurbuma trieciens un vibrācija rada MWD sistēmas visnopietnākās problēmas. Pretēji gaidītajam, agrīnās pārbaudes, izmantojot instrumentālas urbumu sistēmas, parādīja, ka sānu (-uz-sānu) triecienu stiprumi ir ievērojami lielāki nekā aksiālie triecieni parastas urbšanas laikā. Modema MWD instrumenti parasti ir izstrādāti tā, lai 100 000 ciklu darbības laikā izturētu aptuveni 500 G triecienus 0,5 ms. Var būt ievērojams arī vērpes trieciens, ko rada griezes/slīdēšanas vērpes paātrinājumi. Ja tiek pakļauts atkārtotai pielipšanai/slīdēšanai, instrumenti var sabojāties.
Rīku uzticamības statistika
Sākotnējais darbs, kas tika veikts, lai standartizētu MWD{0}}rīka uzticamības statistikas mērījumus un ziņošanu, bija vērsts uz kļūmes definēšanu un veiksmīgo cirkulācijas stundu kopskaita dalīšanu ar kopējo kļūmju skaitu. Šī darba rezultātā tika noteikts vidējais-laiks-starp-atteices (MTBF) numuru. Ja dati tiktu uzkrāti statistiski nozīmīgā laika posmā (parasti 2000 stundu), varētu iegūt nozīmīgas neveiksmju{8}}analīzes tendences. Tomēr, urbumu rīkiem kļūstot sarežģītākiem, Starptautiskā Urbšanas darbuzņēmēju asociācija (IADC) publicēja ieteikumus par MTBF statistikas iegūšanu un aprēķināšanu.
Kā pasaulē vadošais žiroskopu mērinstrumentu ražotājs China Vigor pilnībā atzīst precizitātes un uzticamības izšķirošo lomu urbumu darbībās. Kopš 2015. gada mēs esam veltījuši nepārtrauktus ieguldījumus mūsu žiroskopisko slīpuma mērītāju sistēmu izpētē un uzlabošanā. Šobrīd Vigor rīki veiksmīgi darbojas naftas atradnēs Vidusāzijā, Eiropā un Āfrikā, -piegādājot augstas-precizitātes datus, kas palīdz klientiem ievērojami samazināt ne-produktīvo laiku.
Izcils piemērs ir Vigor Pro{0}}Guide Series žiroskopu slīpuma mērītājs, kurā ir iekļauts nozares-vadošais datu kompensācijas algoritms, lai samazinātu novirzes vērtības, nodrošinot nemainīgi precīzus aptaujas rezultātus. Papildus veiktspējai, Pro-Guide Series ir izstrādāta izturīgumam un vienkāršai apkopei. Tā izturīgā konstrukcija samazina kopējās īpašuma izmaksas, samazinot transportēšanas un apkopes riskus, kas ir galvenais iemesls, kāpēc tas ir izpelnījies tik spēcīgu klientu apstiprinājumu.
Mūsu tehniskā komanda regulāri nodrošina{0}}vietnes reģistrēšanas atbalstu un ir saņēmusi nemainīgi pozitīvas atsauksmes. Mēs arī priecājamies pastāstīt, ka China Vigor ir sekmīgi pabeidzis urbšanas laikā (LWD), žiroskopu urbšanas laikā (GWD) un mērīšanas urbšanas laikā (MWD) sistēmu lauka testēšanu, un tagad tiek ieviesta tirgū.
Lai uzzinātu, kā Vigor Pro{0}}Guide Series un mūsu gaidāmās urbšanas tehnoloģijas var uzlabot jūsu darbību efektivitāti un precizitāti, sazinieties ar mūsu specializēto inženieru komandu. Mēs ceram jūs atbalstīt ar profesionālu risinājumu un profesionālu apkalpošanu.
