Підвищення точності первинних перетворювачів інклінометра для систем контролю орієнтації об'єктів

Abstract

UK: Постановка проблеми. З процесі буріння необхідний постійний контроль за положенням осі свердловини в просторі. Тільки в цьому випадку можна побудувати геологічний розріз і визначити місце розташування куполів і пасток, у яких зосереджена нафта. Для аналізу можливої нафтовіддачі свердловини необхідно знати кути падіння пласта і напрям кутів нахилу щодо нерухомої системи координат. Такі вимірювання проводять за допомогою систем орієнтованого відбору керна з вбудованим автономним інклінометром. Проте в процесі буріння можливе відключення автономного інклінометра через вихід із ладу акумулятора. Інформація на поверхню не передається, але зберігається в пам'яті приладу і зчитується з нього після підйому колони бурових труб. При цьому відбувається перестановка інклінометра в буровій трубі, основного ножа для розмітки й акумулятора. У зв'язку з цим виникають кутові відхилення інклінометра щодо корпусу бурової труби, що може спричинити значну похибку у визначенні орієнтації керна. Мета дослідження – підвищити точність первинних перетворювачів інклінометра для систем контролю орієнтації об'єктів за допомогою розроблення способу врахування перекосів первинних перетворювачів інклінометра під час його перестановки в буровій трубі. Під час заміни інклінометра, що включає у свою конструкцію акселерометричні і магнітометричні первинні перетворювачі, в буровій трубі виникають їх кутові відхилення щодо корпусу труби, що викликають похибки у вимірюваннях. Висновок. Уперше запропоновано спосіб підвищення точності первинних перетворювачів інклінометра. Отримано коректувальну матрицю, що дозволяє врахувати кутові відхилення первинних перетворювачів інклінометра під час його заміни в буровій трубі. Запропонований спосіб дозволяє підвищити точність первинних перетворювачів інклінометра і практично на порядок понизити помилки вимірювання кутів просторової орієнтації свердловини й орієнтації керна.

RU: Постановка проблемы. В процессе бурения необходим постоянный контроль за положением оси скважины в пространстве. Только в этом случае можно построить геологический разрез и определить место расположения куполов и ловушек, в которых сосредоточена нефть. Для анализа возможной нефтеотдачи скважины необходимо знать углы падения пласта и направление углов наклона относительно неподвижной системы координат. Такие измерения производят с помощью систем ориентированного отбора керна с встроенным автономным инклинометром. Однако в процессе бурения возможно отключение автономного инклинометра из-за выхода из строя аккумулятора. Информация на поверхность не передается, но хранится в памяти прибора и считывается с нее после подъема колонны бурильных труб. При этом происходит перестановка инклинометра в буровой трубе, основного ножа для разметки и аккумулятора. В связи с этим возникают угловые отклонения инклинометра относительно корпуса буровой трубы, что может привести к значительной ошибке в определении ориентации керна. Цель работы – повысить точность первичных преобразователей инклинометра для систем контроля ориентации объектов с помощью разработки способа учета перекосов первичных преобразователей инклинометра в процессе его перестановки в буровой трубе. При замене инклинометра, включающего в свою конструкцию акселерометрические и магнитометрические первичные преобразователи, в буровой трубе возникают их угловые отклонения относительно корпуса трубы, приводящие к погрешностям в измерениях. Вывод. Впервые предложен способ повышения точности первичных преобразователей инклинометра. Получена корректирующая матрица, позволяющая учесть угловые отклонения первичных преобразователей инклинометра при его замене в буровой трубе. Предложенный способ позволяет повысить точность первичных преобразователей инклинометра и практически на порядок снизить ошибки измерения углов пространственной ориентации скважины и ориентации керна.

EN: Raising of problem. During the drilling process requires the constant monitoring of the position of the borehole axis in space. Only in this case it is possible to construct a geological section and determine the location for the domes and traps where the oil is concentrated. For the analysis of possible oil of mining hole it is necessary to know the angles of incidence of layer and direction of angles of slope of the relatively immobile system of coordinates. Such measuring produce by means of the systems of the oriented selection of stippler with a built-in autonomous inclinometer. However, the drilling process may disable autonomous inclinometer in connection with the output of the battery system. Information on the surface is not transmitted but stored in the memory device and read out there from after lifting the drill string. Thus there is a permutation of the inclinometer in the drill pipe, the main blade for marking and battery. In this connection there inclinometer angular deviation relative to the housing of the drill pipe, which may lead to considerable errors in the determination of the orientation of the core. Purpose. Improve the accuracy of the primary converters inclinometer for object orientation control systems by providing a method of accounting distortions of transducers inclinometer in the process of changes in the drill pipe. When replacing the inclinometer comprising in their structure the accelerometer and magnetometer primary converters, a drill pipe having their angular deviation relative to the tube body, leading to errors in the measurements. Conclusion. The method of increase of exactness of primary transformers of inclinometer is first offered. A correcting matrix allowing to take into account the angular rejections of primary transformers of inclinometer at hisreplacement in a boring pipe is got. The proposed method makes it possible to improve the accuracy of transducers inclinometer and almost an order of magnitude lower angle measurement error of the spatial orientation of the borehole and core orientation.