Підвищення точності інформаційно-вимірювальних інклінометричних систем

Abstract

Purpose. Ukrainian Oil and Gas Industry today has a high demand for an increase in hydrocarbon production. There is a need to find new deposits, improved drilling techniques, recovery and improve the accuracy of laying the wellbore. Technological features of the drilling process associated with the presence of errors caused by the formation pressure and high temperature, high impact and vibration overload, as well as the curvature of the wellbore. To reduce errors caused by these factors, allows the use of means of determining the geometric characteristics of trunks with constant control of the well path. The primary means of managing and controlling directional and horizontal drilling of wells are directional information-measuring system. The search for new designs and methods of primary data converters such systems to improve the accuracy and reliability of the parameters, measured values, optimization of the drilling process, improve the quality of oil and gas production, reduce production costs.Methodology. Received design inclinometer system Helmholtz coils and thin-film ferroprobes, which provides tightly fixed magnetic axis and eliminates interference caused by the windings of the solenoid type and increase accuracy. The simplicity, small size and versatile design provides a cylindrical frame with a profiled helical groove. Findings. The dependence of the ratio of the flux gate size and diameter Helmholtz coils, allowing to minimize error and provide accurate measurements for the real problem with regard to the conditions of drilling. Resize ferroprobe (increasing or decreasing the length) without affecting the performance of the inverter allows the frame with spiral grooves.  Originality. Improved information-measuring multishot survey system by using as primary transmitters of Helmholtz coils and thin-film ferroprobes who have no solenoid coil.Practical value. The use of Helmholtz coils and thin-film ferroprobes in information-directional measurement systems will improve the accuracy of determining the parameters of the trajectory of the borehole, to ensure the production of small-sized systems.Цель. Нефтегазовая промышленность Украины на сегодняшний день имеет высокий спрос на увеличение добычи углеводородов. Возникает необходимость поиска новых месторождений, улучшение методов бурения, восстановления и повышения точности прокладки стволов скважины. Технологические особенности процесса бурения связаны с наличием погрешностей вызванных пластовыми давлениями и повышенной температурой, высокими ударными и вибрационными перегрузками, а также искривлением ствола скважины. Снизить погрешности, вызванные этими факторами, позволяет применение средств определения геометрических характеристик стволов скважины с постоянным контролем ее траектории. Основным средством управления и контроля наклонно-направленного и горизонтального бурения скважин являются информационно-измерительные инклинометрические системы. Необходим поиск новых конструкций и методов обработки данных первичных преобразователей таких систем, для повышения точности и достоверности получаемых параметров, измеряемых величин, оптимизации технологического процесса бурения, повышение качества добычи нефти и газа, снижение себестоимости продукции.Методика. Получена конструкция инклинометрической системы с кольцами Гельмгольца и феррозондовым преобразователем, на основе тонких пленок, которая обеспечивает жестко фиксированную магнитную ось и позволяет устранить помехи, вызванные обмотками соленоидного типа и повысить точность измерений. Простота, малые габаритные размеры и универсальность конструкции, обеспечивает цилиндрический каркаса феррозонда с профилированным спиральным пазом. Результаты. Установлена зависимость соотношения размеров феррозондов и диаметра колец Гельмгольца, позволяющая минимизировать погрешность и обеспечить точность измерений для реальной задачи с учетом условий бурения. Изменять размеры феррозонда (увеличивая или уменьшая длину) без влияния на характеристики преобразователя, позволяет каркас со спиральными пазами.Научная новизна. Усовершенствована информационно-измерительная инклинометрическая система путем использование в качестве первичных преобразователей колец Гельмгольца и тонкопленочных феррозондов, у которых отсутствуют соленоидные обмотки. Практическая значимость. Использование феррозондового преобразователя с кольцами Гельмгольца, на основе тонкопленочных феррозондов в информационно-измерительных инклинометрических системах позволит повысить точность определения параметров траектории ствола скважины, обеспечить производство малогабаритных систем, улучшить технико-экономические показатели буровых работ.Ціль. Нафтогазова промисловість України сьогодні, має високий попит на збільшення видобутку вуглеводнів. Виникає необхідність пошуку нових родовищ, поліпшення методів буріння, відновлення та підвищення точності прокладання стовбурів свердловини. Технологічні особливості процесу буріння пов'язані з наявністю похибок викликаних пластовими тисками і підвищеною температурою, високими ударними та вібраційними перевантаженнями, а також викривленням стовбура свердловини. Знизити похибки, викликані цими факторами, дозволяє застосування засобів визначення геометричних характеристик стовбурів з постійним контролем траєкторії свердловини. Основним засобом управління і контролю похило-спрямованого і горизонтального буріння свердловин є інформаційно-вимірювальні інклінометричні системи. Необхідний пошук нових конструкцій і методів обробки даних первинних перетворювачів таких систем, для підвищення точності та достовірності вимірювальних параметрів, оптимізації технологічного процесу буріння, підвищення якості видобутку нафти і газу, зниження собівартості продукції. Методика. Отримано конструкцію інклінометричної системи з кільцями Гельмгольца та ферозондовим перетворювачем, на основі тонких плівок, яка забезпечує жорстко фіксовану магнітну вісь і дозволяє усунути перешкоди, викликані обмотками соленоїдного типу та підвищити точність вимірювань. Простота, малі габаритні розміри і універсальність конструкції, забезпечує циліндричного каркаса з профільованим спіральним пазом.Результати. Встановлено залежність співвідношення розмірів ферозондів і діаметра кілець Гельмгольца, що дозволяє мінімізувати похибку та забезпечити точність вимірювань для реальної задачі з урахуванням умов буріння. Змінювати розміри ферозонда (збільшуючи або зменшуючи довжину) без впливу на характеристики перетворювача, дозволяє каркас зі спіральними пазами.Наукова новизна. Удосконалено інформаційно-вимірювальна інклінометричну систему шляхом використання в якості первинних перетворювачів кілець Гельмгольца і ферозондів з тонкими плівками, у яких відсутні соленоїдні обмотки.Практична значимість. Використання ферозондового перетворювача з кільцями Гельмгольца, на основі ферозондів з тонкими плівками, в інформаційно-вимірювальних інклінометричних системах, дозволить підвищити точність визначення параметрів траєкторії стовбура свердловини, забезпечити виробництво малогабаритних систем, поліпшити техніко-економічні показники бурових робіт