Mõõtmine puurimise ajal (MWD) Ülevaade
Telemeetriameetoditel oli raske toime tulla suurte puuraukude andmetega, seetõttu laiendati MWD määratlust, et hõlmata andmeid, mis salvestati tööriista mällu ja taastati, kui tööriist pinnale tagastati. Kõigil MWD-süsteemidel on tavaliselt kolm peamist alamkomponenti:
- Toitesüsteem
- Telemeetria süsteem
- Suuna andur
Elektrisüsteemid
MWD elektrisüsteemid võib üldiselt liigitada kahte tüüpi: aku või turbiin. Mõlemat tüüpi elektrisüsteemidel on oma eelised ja kohustused. Paljudes MWD-süsteemides kasutatakse MWD-tööriista toite andmiseks nende kahte tüüpi toitesüsteemide kombinatsiooni, nii et toide ei katkeks vahelduva puurimise{2}}vedelikuvoolu tingimustes. Patareid suudavad seda võimsust pakkuda sõltumata puurimisvedeliku tsirkulatsioonist ja need on vajalikud, kui puurimine toimub auku sisse või sealt välja komistamise ajal.
Akusüsteemid
Liitium-tionüülkloriidakusid kasutatakse MWD-süsteemides sageli, kuna need on suurepäraselt kombineeritud suure-energiatiheduse ja suurepärase jõudlusega MWD töötemperatuuridel. Need pakuvad stabiilset pingeallikat kuni nende kasutusea lõpuni ja ei vaja toiteallika reguleerimiseks keerulist elektroonikat. Nendel akudel on aga piiratud hetkeline energiaväljund ja need ei pruugi sobida rakendustesse, mis nõuavad suurt voolutarve. Kuigi need akud on madalamatel temperatuuridel ohutud, võivad need üle 180 kraadi kuumutamisel läbida ägeda, kiirendatud reaktsiooni ja plahvatada olulise jõuga. Seetõttu kehtivad reisilennukite liitium-tionüülkloriidakude saatmisel piirangud. Kuigi need akud on oma kasutusea jooksul väga tõhusad, ei ole need taaslaetavad ja nende kõrvaldamisel kehtivad ranged keskkonnanõuded.
Turbiinisüsteemid
Teine rikkaliku energiatootmise allikas, turbiini võimsus, kasutab puurimis{0}}vedeliku voolu. Pöörlemisjõud edastatakse turbiini rootori kaudu ühise võlli kaudu generaatorile, genereerides kolmefaasilise muutuva sagedusega vahelduvvoolu (AC). Elektrooniline lülitus alaldab vahelduvvoolu kasutatavaks alalisvooluks (DC). Selle varustuse turbiini rootorid peavad vastu võtma laia voolukiiruste vahemikku, et kohaneda kõigi võimalike muda{5}pumpamistingimustega. Samamoodi peavad rootorid taluma puurimisvedelikku kaasatud märkimisväärset prahti ja kadunud{7}tsirkulatsioonimaterjali (LCM).
Telemeetriasüsteemid
Mud{0}}impulsstelemeetria on standardmeetod kaubanduslikes MWD- ja puurimissüsteemides (LWD). Puurtorust ülespoole edastavad akustilised süsteemid nõrgenevad puurimisvedelikus ligikaudu 150 dB 1000 m kohta.[1]Mitmeid katseid on tehtud integreeritud traadiga spetsiaalse puurtoru ehitamiseks. Kuigi see pakub erakordselt suurt andmeedastuskiirust, nõuab integreeritud juhtmega telemeetriameetod:
- Kallis spetsiaalne puurtoru
- Spetsiaalne käsitsemine
- Sajad elektriühendused, mis kõik peavad karmides tingimustes töökindlaks jääma
Puuraugu mõõtmiste plahvatuslik arv on stimuleerinud selles valdkonnas uusi töid,[2]ja andmeedastuskiirused üle 2 000 000 bitti sekundis.
Madala-sagedusega elektromagnetiline ülekanne on MWD- ja LWD-süsteemides piiratud kaubanduslikul kasutamisel. Mõnikord kasutatakse seda, kui puurimisvedelikuna kasutatakse õhku või vahtu. Elektromagnetilise telemeetria edastamise sügavust piirab katvate moodustiste juhtivus ja paksus. Puurimisnööris paiknevad repiiterid või signaalivõimendid suurendavad sügavust, millest elektromagnetilised süsteemid saavad usaldusväärselt edastada.
Saadaval on kolm muda-impulss-telemeetriasüsteemi: positiivne-impulss, negatiivne-impulss ja pidev-lainesüsteem. Need süsteemid on oma nime saanud viiside järgi, kuidas nende impulsid muda mahus levivad. Negatiivsed-impulsssüsteemid loovad muda mahu omast madalama rõhuimpulsi, tuues välja väikese koguse kõrgsurve{7}}puurnööri muda puurtorust rõngasse. Positiivsed-impulsssüsteemid tekitavad puurtorus hetkelise voolupiirangu (kõrgema rõhu kui puurimismuda maht). Pidevad{12}}lainesüsteemid loovad kandesageduse, mis edastatakse läbi muda, ja nad kodeerivad andmeid kandja faasinihkeid kasutades. Kasutatakse palju erinevaid andme{14}}kodeerimissüsteeme, mis on sageli loodud pulsaatori eluea ja töökindluse optimeerimiseks, kuna see peab üle elama otsese kokkupuute abrasiivse, kõrgsurvelise mudavooluga.
Telemeetria{0}}signaali tuvastab üks või mitu andurit, mis asuvad seadme püsttorus. Andmed eraldatakse signaalidest pinnaarvutite abil, mis asuvad kas libisemisseadmes või puurpõrandal. Edukas andmete dekodeerimine sõltub suuresti signaali-/-müra suhtest.
Signaali suuruse ja telemeetria andmeedastuskiiruse vahel on tihe korrelatsioon; mida suurem on andmeedastuskiirus, seda väiksemaks muutub impulsi suurus. Enamikul kaasaegsetest süsteemidest on võimalik tööriista telemeetriaparameetreid ümber programmeerida ja aeglustada andmeedastuskiirust{1}}, ilma et see august välja komistaks; andmeedastuskiiruse aeglustamine mõjutab aga negatiivselt log-andmete tihedust.
Signaali müra
Kõige tähelepanuväärsemad signaalimüra allikad on mudapumbad, mis tekitavad sageli suhteliselt kõrge{0}}sagedusega müra. Pumba sageduste vahelised häired põhjustavad harmoonilisi, kuid neid taustmüra saab analoogtehnikatega välja filtreerida. Pumba-kiiruse andurid võivad olla väga tõhus meetod pumba müra tuvastamiseks ja eemaldamiseks toorest telemeetriasignaalist. Madalama-sagedusega müra muda mahus tekitavad sageli puurmootorid. Kaevu sügavus ja muda tüüp mõjutavad ka vastuvõetud-signaali amplituudi ja laiust. Üldiselt on õli-põhised mudad (OBM) ja pseudo{10}}õli{11}}põhised mudad paremini kokkusurutavad kui veepõhised mudad; seetõttu põhjustavad nad suurimaid signaalikadusid. Sellegipoolest on signaale leitud ilma oluliste probleemideta peaaegu 9144 m (30 000 jala) sügavusest kokkusurutavatest vedelikest.
Suuna andurid
Suunaanduri tehnoloogia tipptase{0}} koosneb kolmest ortogonaalsest fluxgate magnetomeetrist ja kolmest kiirendusmõõturist. Kuigi tavaolukorras pakuvad standardsed suunaandurid vastuvõetavaid uuringuid, võib iga rakendus, mille puhul esineb ebakindlus põhjaaugu asukohas, olla tülikas. Hiljutised suundumused pikemate ja keerukamate kaevude puurimiseks pöörasid tähelepanu standardvea mudeli vajadusele.
Puuraugu täpsuse tööstuse juhtkomitee (ISCWA) tehtud töö eesmärk oli pakkuda standardmeetodit positsioonimääramatuse kvantifitseerimiseks koos sellega seotud usaldustasemetega. Peamised veaallikad liigitati järgmiselt:
- Anduri vead
- Magnetilised häired BHA-st
- Tööriista vale joondamine
- Magnetvälja{0}}määramatus
Koos mõõdetud sügavuse määramatusega on põhjaaugu uuringu määramatused üks põhjusi absoluutse sügavuse vigadele. Pange tähele, et kõik reaalajas-asimuti korrigeerimise meetodid nõuavad töötlemata andmete edastamist pinnale, mis koormab telemeetriakanalit.
Güroskoobi (güroskoop){0}}navigatsiooniga MWD arendamine pakub olemasolevate navigatsioonianduritega võrreldes olulisi eeliseid. Lisaks suuremale täpsusele ei ole güroskoopid vastuvõtlikud magnetväljade häiretele. Praegune gürotehnoloogia keskendub mehaanilisele vastupidavusele, välisläbimõõdu minimeerimisele ja temperatuuritundlikkuse ületamisele. Tehnoloogia peamiseks rakenduseks on juhtmega güroskoopide kasutatava aja säästmine magnetiliste häiretega piirkondadest väljalöökide sooritamisel.
Tööriista töökeskkond ja tööriista töökindlus
MWD-süsteeme kasutatakse kõige karmimates töökeskkondades. Ilmsed tingimused, nagu kõrge rõhk ja temperatuur, on inseneridele ja disaineritele liigagi tuttavad. Traaditööstusel on nendest tingimustest edukalt üle saanud pikk ajalugu.
Temperatuur
Enamik MWD tööriistu võib töötada pidevalt temperatuuril kuni 150 kraadi, mõned andurid on saadaval kuni 175 kraadise võimsusega. Muda tsirkulatsiooni jahutava toime tõttu võivad MWD-tööriista temperatuurid olla 20 kraadi madalamad kui traatpalkide abil mõõdetud moodustumise temperatuurid, seega on MWD tööriistade kõrgeimad temperatuurid need, mis mõõdetakse auku, milles puurimisvedelikku pole pikka aega tsirkuleeritud. Sellistel juhtudel on soovitav augus joostes perioodiliselt ringlust katkestada. Dewari kolvi kasutamine andurite ja elektroonika kaitsmiseks kõrgete temperatuuride eest on tavaline traatliinides, kus puuraukude kokkupuuteajad on tavaliselt lühikesed, kuid kolbide kasutamine temperatuuri kaitsmiseks ei ole MWD-s otstarbekas, kuna kõrgetel temperatuuridel on pikk kokkupuuteaeg, mida tuleb taluda.
Surve
MWD-süsteemide puhul on süvisurve vähem probleem kui temperatuur. Enamik tööriistu on kavandatud taluma kuni 20 000 psi, kusjuures spetsiaalsed tööriistad on hinnatud kuni 25 000 psi. Hüdrostaatilise rõhu ja süsteemi vasturõhu kombinatsioon läheneb sellele piirile harva.
Puuraugu põrutus ja vibratsioon
Puuraugu põrutus ja vibratsioon esitavad MWD-süsteemidele nende kõige tõsisemad väljakutsed. Vastupidiselt ootustele näitasid varajased katsed, milles kasutati instrumentaalseid puuraukude süsteeme, et külgmised (külg-küljelt-küljele) põrutused on tavapärase puurimise ajal oluliselt suuremad kui aksiaalsed põrutused. Modemi MWD-tööriistad on üldiselt kavandatud taluma ligikaudu 500 G lööke 0,5 ms jooksul 100 000 tsükli jooksul. Märkimisväärne võib olla ka torsioonlöök, mis on põhjustatud torke-/libisemiskiirendusest. Korduva kleepumise/libisemise korral võivad tööriistad tõenäoliselt rikki minna.
Tööriistade töökindluse statistika
MWD{0}}tööriista usaldusväärsuse statistika mõõtmise ja aruandluse standardiseerimiseks tehtud varakult tehtud töö keskendus rikke määratlemisele ja edukate ringlustundide koondarvu jagamisele tõrgete koguarvuga. Selle töö tulemuseks oli keskmine-aeg-tõrkenumbri-vahel (MTBF). Kui andmeid koguti statistiliselt olulise perioodi jooksul (tavaliselt 2000 tunni jooksul), saab tuletada olulisi ebaõnnestumiste{8}}trende. Kuna puuriistad muutusid keerukamaks, avaldas Rahvusvaheline Puurtöövõtjate Assotsiatsioon (IADC) soovitused MTBF-i statistika hankimiseks ja arvutamiseks.
Ülemaailmselt juhtiva güromõõtmisseadmete tootjana tunnustab China Vigor täielikult täpsuse ja usaldusväärsuse kriitilist rolli puuraukude töös. Alates 2015. aastast oleme pidevalt investeerinud meie güroskoopide kaldemõõturisüsteemide uurimisse ja täiustamisse. Täna töötavad Vigori tööriistad edukalt Kesk-Aasia, Euroopa ja Aafrika naftaväljadel,-esitades suure-täpsusega andmeid, mis aitavad klientidel märkimisväärselt vähendada mittetootlikku aega{5}.
Silmapaistev näide on Vigor Pro{0}}Guide Series güroskoopi kallemõõtur, mis sisaldab tööstusharu-juhtivat andmete kompenseerimise algoritmi, et minimeerida triivi väärtusi, tagades püsivalt täpsed uuringutulemused. Lisaks jõudlusele on Pro-Guide Series loodud vastupidavuse ja hõlpsa hoolduse tagamiseks. Selle vastupidav konstruktsioon alandab omamise kogukulusid, vähendades transpordi- ja hooldusriske, mis on peamine põhjus, miks see on pälvinud nii tugeva klientide heakskiidu.
Meie tehniline tiim pakub regulaarselt saidil{0}}logimise tuge ja on kogunud järjepidevalt positiivset tagasisidet. Meil on hea meel jagada ka seda, et China Vigor on edukalt lõpetanud puurimise ajal metsaraie (LWD), puurimise ajal puurimise (GWD) ja mõõtmise puurimise ajal (MWD) süsteemide välikatsetused ning turule toomine on praegu käimas.
Kui soovite teada saada, kuidas Vigor Pro{0}}Guide Series ja meie tulevased puurimistehnoloogiad võivad teie toimingute tõhusust ja täpsust suurendada, võtke julgelt ühendust meie spetsialiseerunud insenerimeeskonnaga. Ootame teid toetama asjatundlike lahenduste ja professionaalse teenindusega.
