Giroscópio Convencional
O giroscópio convencional ou giroscópio livre existe desde a década de 1930. Ele obtém o azimute do poço a partir de um giroscópio giratório. Determina apenas a direção do poço e não determina a inclinação. O ângulo de inclinação geralmente é obtido com acelerômetros. O giroscópio-de tomada única-baseado em filme usa um pêndulo suspenso acima de uma bússola (presa ao eixo externo do gimbal) para obter a inclinação. Um giroscópio convencional tem uma massa giratória que geralmente gira de 20.000 a 40.000 rpm (alguns giram ainda mais rápido). O giroscópio permanecerá fixo se nenhuma força externa atuar sobre ele e a massa for apoiada em seu centro de gravidade exato. Infelizmente, não é possível manter a massa no seu centro de gravidade preciso e forças externas actuam sobre o giroscópio. Portanto, o giroscópio irá desviar com o tempo.
Teoricamente, se um giroscópio começar a girar e for apontado em uma direção específica, ele não deverá mudar substancialmente de direção ao longo do tempo. Portanto, ele corre no buraco e, mesmo que a caixa gire, o giroscópio fica livre para se mover e permanece apontando na mesma direção. Como a direção para a qual o giroscópio está apontando é conhecida, a direção do poço pode ser determinada pela diferença entre a orientação do giroscópio e a orientação da caixa que contém o giroscópio. A orientação do eixo de rotação deve ser conhecida antes que o giroscópio seja colocado no buraco. Isso é chamado de referência ao giroscópio. Se o giroscópio não for referenciado corretamente, todo o levantamento será desativado, portanto a ferramenta deve ser referenciada adequadamente antes de ser executada no furo para poços de petróleo e gás.
Outra desvantagem de um giroscópio convencional é que ele irá desviar com o tempo, causando erros no azimute medido. O giroscópio irá desviar devido a choques do sistema, desgaste dos rolamentos e rotação da Terra. O giroscópio também pode desviar devido a imperfeições no giroscópio. Os defeitos podem se desenvolver durante a fabricação ou usinagem do giroscópio, pois o centro exato da massa não está no centro do eixo de rotação. A deriva é menor no equador da Terra e maior em latitudes mais altas perto dos pólos. Geralmente, os giroscópios convencionais não são usados em latitudes ou inclinações acima de 70 graus. Uma taxa de deriva típica para um giroscópio tradicional é de 0,5 graus por minuto. A aparente deriva causada pela rotação da Terra é corrigida pela aplicação de uma força especial no anel interno do cardan. A força aplicada depende da latitude onde o giroscópio será utilizado.
Por essas razões, todos os giroscópios convencionais sofrerão desvios em quantidades específicas. A deriva é monitorada sempre que um giroscópio tradicional é executado, e o levantamento é ajustado para essa deriva. Se a referência ou o desvio não forem adequadamente compensados, os dados do levantamento recolhidos estarão incorretos.
Taxa de integração ou norte{0}}Busca giroscópio
Um giroscópio de busca de taxa ou{0}}norte foi desenvolvido para evitar as deficiências do giroscópio convencional. Um giroscópio de taxa e um giroscópio de busca-do norte são essencialmente a mesma coisa. É um giroscópio com apenas um grau de liberdade. O giroscópio de integração de taxa é usado para determinar o Norte verdadeiro. O giroscópio divide o vetor de rotação da Terra em componentes horizontais e verticais. A componente horizontal aponta sempre para o Norte verdadeiro. A necessidade de referenciar o giroscópio é eliminada, o que aumenta a precisão. A latitude do poço deve ser conhecida porque o vetor de rotação da Terra será diferente conforme a latitude varia.
Durante a configuração, o giroscópio mede automaticamente a rotação da Terra para eliminar o desvio causado pela rotação da Terra. Este recurso de design torna menos provável a produção de erros em comparação com um giroscópio convencional. Ao contrário de um giroscópio tradicional, o giroscópio de taxa não requer a visualização de um ponto de referência, eliminando assim uma fonte potencial de erro. As forças que atuam no giroscópio são medidas por ele, enquanto a força da gravidade é medida pelos acelerômetros. As leituras combinadas dos acelerômetros e do giroscópio permitem o cálculo da inclinação e do azimute do poço.
Um giroscópio de taxa medirá a velocidade angular através de um deslocamento angular. O giroscópio integrador de taxa calcula a integral da velocidade angular (deslocamento angular) através de um deslocamento angular de saída.
Versões mais recentes do giroscópio podem ser pesquisadas em movimento, mas existem limitações. Eles não precisam permanecer parados para fazer uma pesquisa. O tempo total da pesquisa pode ser reduzido, tornando a ferramenta mais econômica-.
Giroscópio Laser Anel
O giroscópio de laser de anel (RLG) usa um tipo diferente de giroscópio para determinar a direção do poço. O sensor compreende três-giroscópios a laser em anel e três acelerômetros inerciais-de grau montados para medir os eixos X, Y e Z. É mais preciso do que um giroscópio de busca-de taxa ou norte. A ferramenta de pesquisa não precisa ser parada para realizar uma pesquisa, portanto as pesquisas são mais rápidas. No entanto, o diâmetro externo do giroscópio a laser em anel é de 5 1/4 polegadas, o que significa que este giroscópio só pode funcionar em um invólucro de 7″ ou maior (verifique nosso guia de design de invólucro). Ele não pode ser executado através de uma coluna de perfuração, enquanto um giroscópio de busca-de taxa ou norte pode ser executado através de uma coluna de perfuração ou de colunas de tubos de diâmetro menor.
Componentes
Em sua forma mais simples, o giroscópio de laser em anel consiste em um bloco triangular de vidro perfurado para três furos de laser de hélio-néon com espelhos nos pontos de 120-graus – os cantos3. Feixes de laser em rotação anti-horária – um no sentido horário e outro no sentido anti-horário coexistem neste ressonador. Em algum momento, um fotossensor monitora os feixes onde eles se cruzam. Eles irão interferir construtivamente ou destrutivamente entre si, dependendo da fase precisa de cada feixe.
Se o RLG estiver estacionário (não girando) em relação ao seu eixo central, a fase relativa dos dois feixes é constante e a saída do detector é consistente. Se o RLG for girado em torno de seu eixo central, os feixes no sentido horário e anti-horário sofrerão deslocamentos Doppler opostos; um aumentará em frequência e o outro diminuirá em frequência. O detector detectará a diferença de frequência a partir da qual a posição angular e a velocidade precisas podem ser determinadas. Isso é conhecido como efeito Sagnac.
O que está sendo medido é a integral da velocidade angular ou ângulo girado desde o início da contagem. A velocidade angular será a derivada da frequência de batimento. Um detector duplo (quadratura) pode ser usado para derivar a direção de rotação.
Giroscópio de Grau Inercial
O instrumento de levantamento mais preciso no campo de petróleo e gás é o giroscópio de grau inercial, frequentemente chamado de ferramenta Ferranti. É todo o sistema de navegação adaptado da tecnologia aeroespacial. Devido à maior precisão deste giroscópio, a maioria das ferramentas de levantamento são comparadas com ele para determinar suas respectivas precisões. O dispositivo usa giroscópios de três taxas e três acelerômetros montados em uma plataforma estabilizada.
O sistema mede a mudança de direção da plataforma (plataformas) e a distância que ela se move. Ele não apenas mede a inclinação e a direção do poço, mas também determina a profundidade. Ele não usa a profundidade do cabo fixo. No entanto, ele tem uma dimensão ainda maior de diâmetro externo de 10⅝ polegadas. Como resultado, ele só pode ser executado em tamanhos de caixa de 13 3/8″ e maiores.
Como fabricante global-de alto nível de instrumentos de levantamento giroscópio, a China Vigor entende seu papel vital nas operações de fundo de poço. Desde 2015, investimos consistentemente em pesquisa e desenvolvimento e no aprimoramento de nossos sistemas giroscópicos inclinômetros. Até 2025, as ferramentas da Vigor foram implantadas em campos petrolíferos na Ásia Central, Europa e África, fornecendo dados de alta-precisão que reduzem significativamente o tempo não{6}}produtivo para nossos clientes.
Nossa equipe técnica realizou repetidamente-serviços de registro no local, recebendo amplo reconhecimento dos clientes.
Também temos orgulho de anunciar que a China Vigor concluiu com sucesso os testes de campo paraRegistro durante a perfuração (LWD), giroscópio durante a perfuração (GWD), e sistemas de medição durante perfuração (MWD), e agora estão introduzindo ativamente essas soluções avançadas no mercado.
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