Направление глаз глубоко в буровой дыре: как MEMS Северные искатели способствуют разведке нефти

I. Почему нефтяные бурения не могут обойтись без "точного поиска севера"?

В области разведки и разработки нефти, буровая техника является ключевым звеном "подземного поиска сокровищ".Это обычная вертикальная бурение или горизонтальная бурение и направленные технологии бурения, обычно используемые в разработке сланцевой нефти, важно точно определить азимутный угол траектории бурения - проще говоря, чтобы направить сверло точно по заданному маршруту в тысячи метров под землей,избегать районов с высоким риском, таких как разломы и водоносные горизонты, и непосредственно достичь богатых нефтью зон.

Традиционное определение направления бурения зависит от оборудования, такого как гироскопы и магнитные компасы, но имеет многочисленные ограничения: гироскопы громоздкие и потребляют большую энергию.что затрудняет адаптацию к ограниченному пространству буровых платформ; магнитные компасы подвержены помехам от стальных конструкций бурового оборудования и подземных магнитных полезных ископаемых, что приводит к значительным ошибкам при глубоком бурении.С возрастающей сложностью таких сценариев, как сланцевая нефть и глубоководные буровые работы, существует срочный спрос на направленное оборудование, которое является миниатюрным, анти-интерферентным, малоэнергетическим и высокоточным.MEMS северный искатель появился как "направление инструмент для удовлетворения этого спроса.

II. MEMS North Seeker: "Азимутный навигатор" в микроскопическом мире

MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) - это передовая технология, объединяющая микроэлектронику и машиностроение.и т.д.., на микросхему в миллиметровом масштабе - явно говоря, он "конденсирует" традиционное громоздкое северное оборудование в маленький микросхему.

Принцип поиска севера MEMS-североискателей основан на эффекте сцепления "силы Кориолиса", генерируемой вращением Земли и гравитационным полем.Устройство внутренне интегрирует микровибрационные гироскопы, акселерометры и другие датчики: вибрационный гироскоп улавливает информацию об азимуте, обнаруживая компонент угловой скорости вращения Земли на чувствительной оси;акселерометр чувствует гравитационное поле, чтобы помочь исправить ошибки положенияС помощью сложных алгоритмов для слияния и обработки данных датчиков, угол между устройством и Северным полюсом Земли (угол азимута) наконец рассчитан,предоставление точной северной ориентации для бурения.

По сравнению с традиционным оборудованием для поиска севера, "микроскопические преимущества" MEMS северных искателей чрезвычайно заметны: с объемом, таким же маленьким, как кулак или даже меньшим,Они могут быть напрямую интегрированы в системы направления бурения.; их потребление энергии не превышает милливатт, что позволяет адаптироваться к ограничениям энергоснабжения буровых платформ;они обладают высокой устойчивостью к ударам и могут выдерживать сильные вибрации и удары во время бурения; их стоимость относительно низкая, что облегчает широкомасштабное применение.

III. Приспособление к нефтяным бурениям: "серьезные обновления MEMS North Seekers"

Особенность среды бурения нефти требует от MEMS-секторов строгих требований к адаптации.и сильные помехи, MEMS северные искатели прошли серию "серьезных обновлений":

1Конструкция для высокой температуры и давления

Температура внизу отверстия при глубоком бурении может превышать 150°C, а давление может превышать 100MPa.MEMS северные поисковики, адаптированные для бурения, используют материалы, устойчивые к высоким температурам, и герметичные конструкции, а их основные чипы проходят испытания старения при высоких температурах, чтобы обеспечить стабильную производительность в экстремальных условиях без ошибок измерений, вызванных изменениями температуры.

2Улучшенные возможности противодействия помехам

Металлические компоненты, такие как буровые трубы и биты на буровых платформах, а также подземные магнитные минералы, могут генерировать сильные помехи магнитного поля.MEMS северные искатели компенсируют воздействие внешних магнитных полей в режиме реального времени с помощью встроенных алгоритмов компенсации магнитного поляВ то же время они оптимизируют структуру вибрационной изоляции для уменьшения помех вибраций бурения на датчиках, обеспечивая точность измерения азимута.

3Быстрый поиск на севере и выход в реальном времени.

Во время бурения необходимо получать информацию об азимуте в режиме реального времени для корректировки траектории бурения.сокращение времени поиска на север до нескольких минут или даже десятков секунд, значительно превышающие эффективность традиционного оборудования; они также поддерживают выход данных азимута в реальном времени,бесшовная связь с системами управления бурением для достижения динамической регулировки траектории.

4Противодействие коррозии от суровых сред

Во время бурения используется буровая жидкость (грязь) для охлаждения бурового кубика и переноса вырезов, а буровая жидкость очень коррозионна.Оболочка MEMS северных искателей изготовлена из коррозионно устойчивых сплавных материалов, а запечатанные интерфейсы специально обработаны, чтобы предотвратить проникновение буровой жидкости во внутреннее оборудование и продлить срок службы.

IV. Применение: "Революция точности" в нефтедобыче

Использование MEMS-североискателей в нефтяных буровых работах не только решает проблемы традиционного направленного оборудования, но и способствует совершенствованию технологий бурения:

При горизонтальном бурении, MEMS северные поисковики могут точно направлять сверла продвигаться вдоль направления расширения нефтяного резервуара, значительно улучшая скорость проникновения резервуара,и производительность одного скважины может быть увеличена более чем на 30%; при глубоководных буровых работах их миниатюрные и маломощные характеристики адаптируются к ограничениям пространства и энергии буровых платформ,в то время как их анти-интерференция способность обеспечивает направленную точность в сложных морских условияхПри разработке нетрадиционной нефти и газа, таких как сланцевая нефть, широкомасштабное применение MEMS-северных поисковиков может снизить затраты на бурение, повысить эффективность разработки,и содействовать крупномасштабной эксплуатации нетрадиционных нефтегазовых ресурсов.

Кроме того, североискатели MEMS могут быть интегрированы с системами Logging While Drilling (LWD) и Measurement While Drilling (MWD) для формирования интегрированного решения для измерения направленности бурения.реализация синхронного измерения нескольких параметров, таких как азимут, наклонности, температуры и давления, а также предоставления всеобъемлющей поддержки анализа данных для буровой техники.

V. Перспективы будущего: более умная и точная "подземная навигация"

С непрерывным развитием технологии MEMS, MEMS поисковые системы, адаптированные для бурения нефти, движутся в более умном и более точном направлении.путем внедрения алгоритмов искусственного интеллекта, поисковики MEMS North будут обладать автономным обучением и адаптивными возможностями, позволяющими им автоматически регулировать параметры в соответствии с различными средами бурения,дальнейшее улучшение возможностей противодействия помехам и точности измеренийВ то же время интеграция чипов будет продолжать увеличиваться, объем оборудования будет еще больше сокращаться, а потребление энергии будет ниже, адаптируясь к более сложным сценариям бурения.

В соответствии с целью "двойного углерода", разведка и разработка нефти имеют все более высокие требования к эффективности, точности и низкому уровню выбросов углерода.MEMS северные поисковики будут играть более важную роль в улучшении темпов добычи нефти и газа, снижая затраты на разработку и минимизируя воздействие на окружающую среду, становясь "микроскопическим краеугольным камнем" для качественного развития нефтяной промышленности.