Форум » МЕТОДОЛОГИЯ - METHODOLOGY » Базовые знания феррозондовой направленной сборки. » Ответить
Базовые знания феррозондовой направленной сборки.
Kelly Yu: Направленный блок феррозонда состоит из датчиков акселерометра и феррозондовых датчиков, которые в основном используются в наклонно-направленном бурении, нефтяной промышленности и других областях для измерения наклона скважины, угла азимута и угла торца инструмента. Наклонно-направленное бурение в нефтяной промышленности началось в конце 19 века, когда технология вращательного бурения была внедрена взамен старого тоннового бурения без учета проблемы стабилизации бурильной колонны для управления траекторией скважины. Однако измерения скважин показали, что первые «вертикальные» скважины были далеки от «вертикальных». Как при вертикальном, так и при наклонно-направленном бурении необходимо определить расположение скважины под поверхностью. Это требует использования измерительных приборов, позволяющих измерять наклон и азимут вдоль ствола скважины на разных глубинах. Положение отверстия относительно поверхности можно рассчитать по накопленным результатам измерений. В этой статье будут представлены структура и принцип работы феррозондового направленного узла , а также основной угол наклона измерительной скважины, угол торца инструмента и угол азимута. Конструкция и принцип работы феррозондового направленного узла 1. Датчик ускорения Датчик ускорения использует датчик гравитационного ускорения подвески с магнитной жидкостью, который обладает характеристиками высокой ударопрочности и небольшого размера, а его точность составляет около ± 0,1%. Структура показана на рисунке 1. Рисунок 1. Структура и принцип работы датчика ускорения. Датчик ускорения силы тяжести в основном состоит из двухобмоточной рамы, цилиндрической магнитной стали и подвесной магнитной стали с магнитной жидкостью. Магнитная сталь помещается в осевое отверстие королевской рамы, а осевое отверстие заполняется магнитной жидкостью. При отсутствии внешнего ускорения магнитная сталь находится в положении механического 0, индуктивность двух обмоток одинакова, а ее выход равен 0. Когда ускорение действует на ось магнитной стали, смещение магнитной стали сталь приводит к тому, что индуктивность двух обмоток увеличивается и уменьшается, и на датчике появляется несимметричное напряжение. После полосового усиления, фазочувствительного обнаружения и фильтрации ток обратной связи If подается на две обмотки датчика ускорения через сопротивление обратной связи R f , и генерируется электромагнитная сила, противоположная гравитационному ускорению, чтобы предотвратить магнитное ускорение. сталь от смещения. Установлены следующие отношения: ма=КИ f I f =ma/K Где a вводит осевое ускорение; m – качество магнитной стали; K — коэффициент электромагнитной силы. Напряжение на обоих концах сопротивления обратной связи R f равно: U ж =R ж я ж Размер U f напрямую отражает величину гравитационного ускорения, воздействующего на датчик ускорения, а его направление связано с фазой выходного сигнала датчика ускорения, и это значение может быть отправлено в следующую схему для обработки. 2. Феррозондовый датчик Существует множество разновидностей феррозондовых датчиков, но принцип работы в основном один и тот же. В обычном феррозондовом датчике две обмотки устанавливаются на закрытом материале с высокой проницаемостью, и эти две обмотки образуют мост со вторичной стороной трансформатора возбуждения. Когда внешнее магнитное поле перпендикулярно его входной оси, выход феррозонда равен 0; Когда внешнее магнитное поле не перпендикулярно входной оси феррозонда, состояние магнитопровода изменяется, внешнее магнитное поле и возбуждение на одной стороне магнитопровода накладываются, насыщение увеличивается, а внешнее магнитное поле магнитное поле и возбуждение на другой стороне магнитопровода уменьшаются, а насыщение уменьшается. При переменном магнитном поле и выходе магнитопровода на линейный участок из области насыщения на двух обмотках индуцируется импульсное напряжение разной величины, причем его амплитуда связана с внешним магнитным полем, а частота в 2 раза превышает частоту возбуждения. частота. Выходной сигнал феррозонда усиливается с помощью полосового, фазочувствительного обнаружения и фильтрации для формирования постоянного напряжения, которое обеспечивает ток обратной связи к двум обмоткам феррозонда через сопротивление обратной связи, а генерируемое магнитное поле компенсируется внешним магнитным полем. чтобы феррозонд всегда работал в состоянии без статической ошибки, чтобы феррозонд имел высокую линейность. Принцип работы феррозонда показан на рисунке 2. Рисунок 2. Принцип работы феррозонда Содержание измерений феррозондового направленного узла 1. Наклон колодца Как показано на рисунке 3, в прямоугольном треугольнике внутри вертикальной плоскости угол наклона — это угол от вертикальной линии до оси Z (оси акселерометра). Угол наклона α можно получить по следующей формуле: Рисунок 3. Наклон скважины 2. Угол торца инструмента Угол торца инструмента — это величина, позволяющая определить направление движения сверлильного инструмента при наклонно-направленном бурении, которое делится на торец гравитационного инструмента и торец магнитного инструмента. Когда угол скважины очень мал, угол торца гравитационного инструмента не может быть измерен, поэтому следует использовать угол торца магнитного инструмента. Угол θ g поверхности гравитационного инструмента — это угол между верхней стороной, определяемой вектором силы тяжести, и осью X (осью акселерометра), если смотреть вниз по скважине, как показано на рисунке 4. Этот угол можно получить по следующей формуле: tgθ g =g x /g y Рисунок 4. Угол торца инструмента. Угол поверхности магнитного инструмента θ M — это угол между северным магнитным полюсом и осью y. Когда наклон скважины меньше определенного значения, угол забоя гравитационного инструмента не может быть точно измерен, даже если его измерить, он будет крайне неточным. Поэтому, когда угол наклона меньше определенного значения, используется угол торца магнитного инструмента, то есть: tgθ M =H x /H y 3. Угол азимута Квадратный угол — это угол, повернутый по часовой стрелке от Северного полюса к оси Z в горизонтальной плоскости. Для расчета азимута скважины показания феррозондового и акселерометра необходимо разложить по двум осям, как показано на рисунке 5. Ось V 1 представляет собой проекцию направления ствола скважины на горизонтальную плоскость. Ось V 1 и ось V 2 перпендикулярны, поэтому азимутальный угол β можно получить по следующей формуле: tgβ= значение компонента V 2 / значение компонента V 1 Азимут β=arctg(V 1 /V 2 ) Рисунок 5. Угол азимута. Заключение Датчики ускорения измеряют составляющую гравитационного поля Земли, а феррозонды измеряют составляющую магнитного поля Земли. ER -DOS-03 представляет собой феррозондовый направленный узел с динамическим измерением, который может работать при температуре 150 °C, а ER-OS-05 представляет собой статический измерительный прибор, работающий при 125 °C. Если вас интересует направленная сборка феррозонда , пожалуйста, свяжитесь с нами. https://www.ericcointernational.com/application/basic-knowledge-of-fluxgate-directional-assembly.html
Ответов - 0
полная версия страницы