ตาทิศทางลึกในหลุมเจาะ: วิธีที่ MEMS North Seekers ส่งเสริมการสํารวจน้ํามัน

I. เหตุ ใด การ บด น้ํามัน ไม่ สามารถ ทํา ได้ โดย ไม่ มี "การ ค้นหา ทาง ทิศเหนือ อย่าง แม่นยํา"

ในการสํารวจและพัฒนาน้ํามัน วิศวกรรมการเจาะเป็นส่วนสําคัญของ "การล่าทรัพย์ใต้ดิน"ไม่ว่าจะเป็นการเจาะแนวตั้งแบบปกติ หรือเจาะแนวราบ และเทคโนโลยีเจาะทิศทางที่ใช้กันทั่วไปในการพัฒนาน้ํามันชีล, มันสําคัญมากที่จะเข้าใจความแม่นยําของมุม Azimut ของเส้นทางการเจาะ - พูดง่าย ๆ, เพื่อนําเครื่องเจาะที่จะก้าวไปอย่างแม่นยําตามเส้นทางที่กําหนดไว้หลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง เช่น แผ่นหักและชั้นน้ํา, และเข้าถึงพื้นที่ที่รวยน้ํามันโดยตรง

การค้นหาทิศทางการเจาะแบบดั้งเดิมพึ่งพาอุปกรณ์ เช่น จิโรสโกปและเข็มทิศแม่เหล็ก แต่เผชิญกับข้อจํากัดมากมาย: จิโรสโกปมีขนาดใหญ่และใช้พลังงานสูงทําให้มันยากที่จะปรับตัวให้กับพื้นที่จํากัดของแพลตฟอร์มเจาะ; กัมพัสแม่เหล็กสามารถได้รับการรบกวนจากโครงสร้างเหล็กของอุปกรณ์เจาะและแร่ธาตุแม่เหล็กใต้ดิน, ส่งผลให้มีอาการผิดพลาดที่สําคัญในการเจาะลึกด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของฉาก เช่น น้ํามันปะการังและการเจาะลึกมีความต้องการอย่างเร่งด่วนสําหรับอุปกรณ์ทิศทางที่ลดขนาด ลดการขัดขวาง ใช้พลังงานน้อย และมีความแม่นยําสูงMEMS north seeker ได้ปรากฏขึ้นเป็น "เครื่องมือทิศทาง" เพื่อตอบสนองความต้องการนี้.

II. MEMS North Seeker: "Azimuth Navigator" ในโลกจุลินทรีย์

MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) เป็นเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าที่บูรณาการไมโครอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมเครื่องกลเป็นต้น., บนชิปขนาดมิลลิเมตร - พูดอย่างชัดเจน, มัน "ผสมผสาน" อุปกรณ์ที่ใหญ่ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมในชิปขนาดเล็ก

หลักการมองทิศเหนือของเครื่องมองทิศเหนือของ MEMS นั้นขึ้นอยู่กับผลเชื่อมของ "แรงคอริโอลิส" ที่เกิดจากการหมุนของโลกและสนามแรงโน้มถ่วงอุปกรณ์ภายในรวม gyros ไวบราชั่นเล็ก, เครื่องวัดความเร่งและเซ็นเซอร์อื่น ๆ: เครื่องกลมสั่นสะเทือนจับข้อมูล azimuth โดยตรวจจับส่วนประกอบของความเร็วมุมหมุนของโลกบนแกนที่รู้สึกเครื่องวัดความเร่งตรวจจับสนามแรงโน้มถ่วง เพื่อช่วยแก้ไขความผิดทางการตั้งใจผ่านอัลกอริทึมที่ซับซ้อน เพื่อฟิวส์และประมวลผลข้อมูลเซ็นเซอร์ มุมระหว่างอุปกรณ์และขั้วเหนือของโลก (มุม azimuth) ได้คํานวณในที่สุดให้ความหมายทางทิศเหนือที่แม่นยําสําหรับการเจาะ.

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์มองทิศเหนือแบบดั้งเดิม "ข้อดีทางกล้องจุลินทรีย์" ของเครื่องมองทิศเหนือ MEMS เป็นที่โดดเด่นมากพวกเขาสามารถบูรณาการโดยตรงในระบบการเจาะทิศทาง; การบริโภคพลังงานของมันต่ําเพียงระดับมิลลิวัตต์, ปรับตัวให้กับข้อจํากัดของการจําหน่ายพลังงานของแพลตฟอร์มเจาะ;มีความทนทานต่อกระแทกที่แข็งแรง และสามารถทนต่อการสั่นสะเทือนและการกระแทกที่รุนแรงระหว่างการเจาะ; ค่าใช้จ่ายของมันค่อนข้างต่ํา ซึ่งอํานวยความสะดวกในการใช้งานขนาดใหญ่

III. การปรับตัวให้กับการเจาะน้ํามัน: "การปรับปรุงหลักของ MEMS North Seekers"

ความพิเศษของสภาพแวดล้อมการเจาะน้ํามัน ทําให้ความต้องการการปรับปรุงที่เข้มงวดสําหรับ MEMS ทวีปเหนือและการแทรกแซงอย่างแรง, MEMS north seekers ได้ผ่านการปรับปรุงหลายครั้ง

1การออกแบบความทนทานกับอุณหภูมิและความดันสูง

อุณหภูมิของหลุมล่างในการเจาะลึกสามารถเกิน 150 °C และความดันสามารถเกิน 100MPaเครื่องค้นหาทางเหนือ MEMS ที่ปรับปรุงให้เหมืองเจาะ ใช้วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและโครงสร้างที่ปิด, และชิปหลักของพวกมันต้องผ่านการทดสอบความชราในอุณหภูมิสูง เพื่อให้การทํางานคงที่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยไม่มีความผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

2ความสามารถต่อต้านการขัดขวางที่เพิ่มขึ้น

ส่วนประกอบโลหะ เช่น ท่อเจาะและบิตบนแพลตฟอร์มเจาะ รวมถึงแร่ธาตุแม่เหล็กใต้ดิน สามารถสร้างการขัดขวางสนามแม่เหล็กที่แข็งแรงได้เครื่องค้นหาทางทิศเหนือ MEMS ปรับผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกในเวลาจริง; ในขณะเดียวกัน, พวกเขายอดเยี่ยมโครงสร้างการแยกความสั่นสะเทือนเพื่อลดการขัดแย้งของความสั่นสะเทือนการเจาะบนเซ็นเซอร์, รับประกันความแม่นยําของการวัด azimut.

3การค้นหาทางทิศเหนืออย่างรวดเร็ว และผลิตในเวลาจริง

ระหว่างการเจาะมันจําเป็นต้องจับข้อมูล azimut ในเวลาจริง เพื่อปรับเส้นทางเจาะ MEMS north seekers ปรับปรุงกระบวนการอัลกอริทึมลดเวลามองทิศเหนือเป็นไม่กี่นาที หรือแม้กระทั่งหลายสิบวินาที, เกินประสิทธิภาพของอุปกรณ์ประเพณีมาก; พวกเขายังสนับสนุนการออกในเวลาจริงของข้อมูล azimut,การเชื่อมต่ออย่างต่อเนื่องกับระบบควบคุมการเจาะเพื่อให้เกิดการปรับทิศทางแบบไดนามิก.

4ความทนทานต่อการกัดกรองโดยสื่อที่รุนแรง

น้ํายาเจาะ (ดินแพร่) ใช้ในการเจาะเพื่อเย็นเครื่องเจาะและขนคัด และน้ํายาเจาะเป็นสารสกัดมากเปลือกของ MEMS north seekers ถูกทําจากวัสดุสับสนทานต่อการกัดกร่อน, และอินเตอร์เฟซที่ปิดปิดถูกรักษาพิเศษเพื่อป้องกันน้ํายาเจาะจากการบุกรุกอุปกรณ์ภายในและขยายอายุการใช้งาน

IV. ค่าใช้งาน: การขับเคลื่อน "การปฏิวัติความแม่นยํา" ในการเจาะน้ํามัน

การใช้เครื่องค้นหาทางทิศเหนือ MEMS ในการเจาะน้ํามันไม่เพียงแค่แก้ปัญหาของอุปกรณ์ทิศทางแบบดั้งเดิม แต่ยังส่งเสริมการปรับปรุงความแม่นยําของเทคโนโลยีเจาะ:

ในการเจาะระดับขอบ MEMS สามารถนําเครื่องเจาะทางทิศเหนือให้ตรงไปตามทิศทางการขยายของบ่อน้ํามันและผลผลิตของหลุมเดียวสามารถเพิ่มขึ้นมากกว่า 30%; ในการเจาะในทะเลลึก คุณสมบัติขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ําของพวกเขาปรับตัวให้กับพื้นที่และพลังงานจํากัดของแพลตฟอร์มเจาะขณะที่ความสามารถต่อต้านการขัดขวางของพวกมัน ให้ความแม่นยําในทิศทางในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่ซับซ้อน; ในการพัฒนาน้ํามันและก๊าซที่ไม่ปกติ เช่นน้ํามันชีล การใช้งานขนาดใหญ่ของ MEMS north seekers สามารถลดต้นทุนการเจาะ ปรับปรุงประสิทธิภาพการพัฒนาและส่งเสริมการใช้ทรัพยากรน้ํามันและก๊าซที่ไม่ปกติในขนาดใหญ่.

นอกจากนี้, MEMS north seekers สามารถบูรณาการกับ Logging While Drilling (LWD) และ Measurement While Drilling (MWD) ระบบเพื่อสร้างการบูรณาการเจาะทางการวัดทางการแก้ไขทําการวัดซิกรอนส์ของปารามิเตอร์หลายตัว เช่น azimuth, ความชัน, อุณหภูมิและความดัน, และให้การสนับสนุนการวิเคราะห์ข้อมูลที่ครบวงจรสําหรับวิศวกรรมเจาะ

V. มุมมองอนาคต: "การนําทางใต้ดิน" ที่ฉลาดและแม่นยํากว่า

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี MEMS อย่างต่อเนื่อง นักค้นหาทางทิศเหนือ MEMS ที่ปรับปรุงมาเพื่อการขุดเจาะน้ํามัน กําลังเคลื่อนย้ายไปสู่ทิศทางที่ฉลาดและแม่นยํามากขึ้นโดยนําอัลการิทึมความฉลาดประดิษฐ์, นักค้นหาทางเหนือ MEMS จะมีความสามารถในการเรียนรู้และปรับปรุงที่อิสระ, ทําให้พวกเขาสามารถปรับปรุงปริมาตรโดยอัตโนมัติตามสภาพแวดล้อมการเจาะที่แตกต่างกันการปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการแทรกแซงและความแม่นยําในการวัด; ในขณะเดียวกัน การบูรณาการชิปจะเพิ่มขึ้นต่อเนื่อง, ปริมาณอุปกรณ์จะลดลงต่อไป, และการบริโภคพลังงานจะต่ํากว่า, ปรับตัวให้กับฉากการเจาะที่ซับซ้อนมากขึ้น.

ภายใต้เป้าหมาย "คาร์บอนคู่" การสํารวจและการพัฒนาน้ํามันมีความต้องการที่สูงขึ้นต่อเนื่องสําหรับประสิทธิภาพ ความแม่นยําและการก๊าบคาร์บอนMEMS ทวีปเหนือการค้นหาจะเล่นบทบาทที่สําคัญมากขึ้นในการปรับปรุงอัตราการถอนน้ํามันและก๊าซ, ลดต้นทุนการพัฒนา และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด, กลายเป็น "หินมุมจุลินทรีย์" สําหรับการพัฒนาที่มีคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมน้ํามัน