Улучшение точностных характеристик инклинометрического жидкостного датчика угла наклона

Abstract

RU: Цель. Одна из стратегических задач Украины – обеспеченность топливно-энергетическими ресурсами за счет развития собственного газодобывающего и нефтедобывающего сектора, а также проведение активных мероприятий по разведке новых месторождений и оживлению месторождений с падающей добычей. Для стабилизации и увеличения добычи нефти и газа, необходимо применение новых технологий при бурении. Улучшение методов бурения и повышения точности прокладки стволов скважины. Технологический процесс бурения связан с наличием погрешностей вызванных повышенной температурой, высокими вибрационными и ударными перегрузками, а также искривлением ствола скважины. Снизить погрешности, позволяет применение средств определения геометрических характеристик стволов скважины с постоянным контролем ее траектории. Контроль параметров пространственной ориентации стволов скважин осуществляется информационно-измерительными инклинометрическими системами. Необходим поиск новых конструкций и методов обработки данных первичных преобразователей, для повышения точности и достоверности получаемых параметров, измеряемых величин, оптимизации технологического процесса бурения. Методика. Получены конструкции инклинометрических систем с первичными преобразователями на основе магнитной жидкости. Результаты. Разработанны конструкции малогабаритных инклинометрических первичных преобразователей, на основе магнитной жидкости и немагнитного шарика, дает возможность минимизировать погрешность и обеспечить необходимую точность измерений в условиях вибрационных и ударных перегрузок, которые возникают при бурении. Научная новизна. Предложен подход использования в датчиках перемещения с магнитной жидкостью создании неоднородного магнитного поля по средствам немагнитного элемента шарообразной формы. Практическая значимость. Предложенные конструкции обладают повышенной вибропрочностью, ударопрочностью и виброустойчивостью при малых габаритах. Использование магнитной жидкости в инклинометрических системах позволит повысить точность определения параметров траектории ствола скважины, обеспечит производство малогабаритных систем и надежность эксплуатации.

UK: Ціль. Одне із стратегічних завдань України – забезпеченість паливно-енергетичними ресурсами за рахунок розвитку власного газодобувного і нафтовидобувного сектора, а також проведення активних заходів з розвідки нових родовищ і пожвавленню родовищ з падаючим видобутком. Для стабілізації та збільшення видобутку нафти та газу, необхідно застосування нових технологій при бурінні. Поліпшення методів буріння і підвищення точності прокладки стовбурів свердловини. Технологічний процес буріння пов'язаний з наявністю похибок, спричинених підвищеною температурою, високими вібраційними та ударними перевантаженнями, а також викривленням стовбура свердловини. Знизити похибки, дозволяє застосування засобів визначення геометричних характеристик стовбурів свердловини з постійним контролем її траєкторії. Контроль параметрів просторової орієнтації стовбурів свердловин здійснюється інформаційно-вимірювальними інклінометричними системами. Необхідний пошук нових конструкцій і методів обробки даних первинних перетворювачів, для підвищення точності і достовірності одержуваних параметрів, вимірюваних величин, оптимізації технологічного процесу буріння. Методика. Отримані конструкції інклінометричних систем з первинними перетворювачами на основі магнітної рідини. Результати. Розроблені конструкції малогабаритних інклінометричних первинних перетворювачів, на основі магнітної рідини і немагнітної кульки, дає можливість мінімізувати похибку і забезпечити необхідну точність вимірювань в умовах вібраційних та ударних навантажень, які виникають при бурінні. Наукова новизна. Запропоновано підхід використання в датчиках переміщення з магнітною рідиною створення неоднорідного магнітного поля за коштами немагнітного елемента кулястої форми. Практична значимість. Запропоновані конструкції мають підвищену вибропрочностью, ударостійкість і вібростійкою при малих габаритах. Використання магнітної рідини в инклинометрических системах дозволить підвищити точність визначення параметрів траєкторії стовбура свердловини, забезпечить виробництво малогабаритних систем і надійність експлуатації.

EN: Purpose. One of the strategic objectives of Ukraine – the security of fuel and energy resources through the development of private oil and gas producing sector, as well as carrying out intensive activities for exploration of new deposits and revitalization of fields with declining production. To stabilize and increase oil and gas production, the use of new technologies in drilling is required. Improved methods of drilling and increase of the accuracy of well trunk laying are also necessary. The technological process of drilling is associated with the presence of errors caused by high temperature, high vibration and shock overloads, as well as the curvature of the wellbore. The use of means of determining the geometric characteristics of the well trunks with continuous monitoring of its trajectory allows to reduce errors. The parameters control of the spatial orientation of the wellbore is performed by means of information and measuring inclinometer systems. New designs and methods of data processing transducers for improved accuracy and reliability parameters, measured values, optimization of the technological process of drilling should be found. Methodology. The structure of inclinometer systems with the primary transducers based on magnetic fluids are obtained. Findings. Elaborated design of compact directional transducers based on magnetic fluid and nonmagnetic bead allows to minimize error and provide the required measurement accuracy under conditions of vibration and shock accelerations that occur during drilling. Originality. The approach to use displacement sensors with magnetic liquid creating an inhomogeneous magnetic field by means of a non-magnetic spherical element was proposed. Practical value. The proposed structures have high vibration strength, impact resistance and vibration resistance with small dimensions. The use of magnetic fluid in the inclinometer system will improve the accuracy of determining the trajectory of the wellbore, ensure the production of compact systems and reliability of operation.