Kejl Waqt it-Tħaffir (MWD)

Kejl waqt it-tħaffir (MWD) Ħarsa ġenerali

Il-metodi tat-telemetrija kellhom diffikultà biex ilaħħqu mal-volumi kbar ta 'data downhole, għalhekk id-definizzjoni ta' MWD ġiet estiża biex tinkludi data li kienet maħżuna fil-memorja tal-għodda u rkuprata meta l-għodda ġiet ritornata fil-wiċċ. Is-sistemi MWD kollha tipikament għandhom tliet subkomponenti ewlenin:

• Sistema ta 'enerġija
• Sistema tat-telemetrija
• Senser direzzjonali

Sistemi ta' enerġija

Is-sistemi tal-enerġija fl-MWD ġeneralment jistgħu jiġu kklassifikati bħala wieħed minn żewġ tipi: batterija jew turbina. Iż-żewġ tipi ta 'sistemi ta' enerġija għandhom vantaġġi u obbligazzjonijiet inerenti. F'ħafna sistemi MWD, taħlita ta' dawn iż-żewġ tipi ta' sistemi ta' enerġija tintuża biex tipprovdi enerġija lill-għodda MWD sabiex l-enerġija ma tiġix interrotta waqt it-tħaffir intermittenti-kundizzjonijiet tal-fluss tal-fluwidu. Il-batteriji jistgħu jipprovdu din il-qawwa indipendenti miċ-ċirkolazzjoni tal-fluwidu tat-tħaffir, u huma meħtieġa jekk il-qtugħ iseħħ waqt it-tgerbib ġewwa jew barra mit-toqba.

Sistemi ta' batteriji

Il-batteriji tal-litju-thionyl chloride huma komunement użati fis-sistemi MWD minħabba l-kombinazzjoni eċċellenti tagħhom ta' densità ta'-enerġija għolja u prestazzjoni superjuri f'temperaturi tas-servizz MWD. Huma jipprovdu sors ta 'vultaġġ stabbli sa qrib ħafna tat-tmiem tal-ħajja tas-servizz tagħhom, u ma jeħtiġux elettronika kumplessa biex tikkondizzjona l-provvista. Dawn il-batteriji, madankollu, għandhom produzzjoni ta 'enerġija istantanja limitata, u jistgħu ma jkunux adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu drain ta' kurrent għoli. Għalkemm dawn il-batteriji huma sikuri f'temperaturi aktar baxxi, jekk jissaħħnu 'l fuq minn 180 grad, jistgħu jgħaddu minn reazzjoni vjolenti, aċċellerata u jisplodu b'forza sinifikanti. Bħala riżultat, hemm restrizzjonijiet fuq it-tbaħħir ta' batteriji tal-litju-thionyl chloride f'ajruplani tal-passiġġieri. Anke jekk dawn il-batteriji huma effiċjenti ħafna matul il-ħajja tas-servizz tagħhom, mhumiex rikarikabbli, u r-rimi tagħhom huwa soġġett għal regolamenti ambjentali stretti.

Sistemi ta' turbini

It-tieni sors ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija abbundanti, l-enerġija tat-turbini, juża l-fluss tal-fluwidu tat-tħaffir-tal-pjattaforma. Il-forza rotazzjonali tiġi trażmessa minn rotor tat-turbina lil alternatur permezz ta' xaft komuni, li jiġġenera kurrent alternanti ta' tliet fażijiet (AC) ta' frekwenza varjabbli. Iċ-ċirkwiti elettroniċi jirrettifikaw l-AC f'kurrent dirett użabbli (DC). Rotors tat-turbini għal dan it-tagħmir iridu jaċċettaw firxa wiesgħa ta' rati ta' fluss biex jakkomodaw il-kundizzjonijiet kollha possibbli tal-ippumpjar tat-tajn-. Bl-istess mod, rotors għandhom ikunu kapaċi li jittolleraw debris konsiderevoli u mitluf-materjal taċ-ċirkolazzjoni (LCM) imdaħħal fil-fluwidu tat-tħaffir.

Sistemi ta' telemetrija

It-telemetrija tal-polz tat-tajn-hija l-metodu standard fis-sistemi MWD kummerċjali u l-illoggjar waqt it-tħaffir (LWD). Sistemi akustiċi li jittrasmettu 'l fuq mill-drillpipe jsofru attenwazzjoni ta' madwar 150 dB għal kull 1000 m fil-fluwidu tat-tħaffir.^[1]Saru diversi tentattivi biex jinbena drillpipe speċjali b'hardwire integrali. Għalkemm joffri rati ta' data eċċezzjonalment għoljin, il-metodu tat-telemetrija hardwire integrali jeħtieġ:

• Drillpipe speċjali għaljin
• Immaniġġjar speċjali
• Mijiet ta' konnessjonijiet elettriċi li kollha jridu jibqgħu affidabbli f'kundizzjonijiet ħorox

L-isplużjoni tal-kejl ta' isfel tat-toqba stimulat xogħol ġdid f'dan il-qasam,^[2]u rati tad-data li jaqbżu l-2,000,000 bit/sekonda ġew murija.

It-trasmissjoni elettromanjetika ta'-frekwenza baxxa hija f'użu kummerċjali limitat fis-sistemi MWD u LWD. Xi drabi jintuża meta l-arja jew il-fowm jintużaw bħala fluwidu għat-tħaffir. Il-fond li minnu tista 'tiġi trażmessa t-telemetrija elettromanjetika hija limitata mill-konduttività u l-ħxuna tal-formazzjonijiet ta' fuq. Ripetituri jew boosters tas-sinjali pożizzjonati fit-drillstring jestendu l-fond li minnu sistemi elettromanjetiċi jistgħu jittrasmettu b'mod affidabbli.

Tliet sistemi ta' telemetrija tal-polz-tajn huma disponibbli: sistemi ta' mewġ-pożittiv,-negattiv, u ta' mewġ-kontinwu. Dawn is-sistemi huma msemmija għall-modi li bihom il-polz tagħhom huma propagati fil-volum tat-tajn. Sistemi ta' polz-negattivi joħolqu polz ta' pressjoni aktar baxx minn dak tal-volum tat-tajn billi jivventja ammont żgħir ta' -tajn drillstring bi pressjoni għolja mid-drillpipe sal-annulus. Sistemi ta'-impulsi pożittivi joħolqu restrizzjoni tal-fluss momentanju (pressjoni ogħla mill-volum tat-tajn-tħaffir) fit-drillpipe. Is-sistemi ta'-mewġ kontinwi joħolqu frekwenza ta' trasportatur li tiġi trażmessa mit-tajn, u jikkodifikaw id-dejta bl-użu tal-bidliet fil-fażi tat-trasportatur. Jintużaw ħafna sistemi ta' kodifikazzjoni tad-dejta-differenti, li ħafna drabi huma ddisinjati biex jottimizzaw il-ħajja u l-affidabbiltà tal-pulsers, minħabba li għandu jgħix kuntatt dirett mal-fluss tat-tajn li joborxu, bi pressjoni għolja-.

Is-sejbien tas-sinjal tat-telemetrija-jitwettaq minn transducers wieħed jew aktar li jinsabu fuq l-istallpipe tar-rig. Id-dejta tiġi estratta mis-sinjali minn tagħmir tal-kompjuter tal-wiċċ li jinsab jew f'unità ta 'skid jew fuq l-art tat-tħaffir. Id-dekodifikazzjoni tad-dejta b'suċċess hija dipendenti ħafna fuq il-proporzjon tas-sinjal-għall--l-istorbju.

Teżisti korrelazzjoni mill-qrib bejn id-daqs tas-sinjal u r-rata tad-dejta tat-telemetrija; iktar ma tkun għolja r-rata tad-dejta, iżgħar isir id-daqs tal-polz. Il-biċċa l-kbira tas-sistemi moderni għandhom l-abbiltà li jipprogrammaw mill-ġdid il-parametri tat-telemetrija tal-għodda u jnaqqsu l-veloċità tat-trażmissjoni tad-data-mingħajr ma jinqalgħu mit-toqba; madankollu, it-tnaqqis tar-rata tad-data jaffettwa ħażin id-densità tad-data log-.

Ħsejjes tas-sinjal

L-aktar sorsi notevoli ta' ħsejjes tas-sinjali huma l-pompi tat-tajn, li ħafna drabi joħolqu ħsejjes ta' frekwenza relattivament għolja-. L-interferenza fost il-frekwenzi tal-pompa twassal għal armoniċi, iżda dawn il-ħsejjes fl-isfond jistgħu jiġu ffiltrati b'tekniki analogi. Is-sensuri tal-veloċità-pompa jistgħu jkunu metodu effettiv ħafna biex jidentifikaw u jneħħu l-istorbju tal-pompa mis-sinjal tat-telemetrija mhux ipproċessat. Ħoss ta' frekwenza aktar baxxa fil-volum tat-tajn ħafna drabi jiġi ġġenerat minn muturi tat-tħaffir. Il-fond tal-bir u t-tip ta 'tajn jaffettwaw ukoll l-amplitudni u l-wisa' tas-sinjal riċevut-. B'mod ġenerali, it-tajn ibbażat fuq iż-żejt-(OBMs) u t-tajn ibbażat fuq il-psewdo-żejt-huma aktar kompressabbli minn it-tajn ibbażat fuq l--ilma; għalhekk, dawn jirriżultaw fl-akbar telf tas-sinjali. Madankollu, is-sinjali ġew irkuprati mingħajr problemi sinifikanti minn fond ta 'kważi 9144 m (30,000 pied) fi fluwidi kompressibbli.

Sensuri direzzjonali

L-aktar avvanzata fit-teknoloġija tas-sensuri direzzjonali-hija firxa ta' tliet manjetometri fluxgate ortogonali u tliet aċċellerometri. Għalkemm f'ċirkostanzi normali, sensuri direzzjonali standard jipprovdu stħarriġ aċċettabbli, kwalunkwe applikazzjoni li fiha teżisti inċertezza fil-post tal-qiegħ tista 'tkun idejqek. Xejriet reċenti għat-tħaffir ta 'bjar itwal u aktar kumplessi ffukaw l-attenzjoni fuq il-ħtieġa għal mudell ta' żball standard.

Ix-xogħol imwettaq mill-Kumitat tat-Tmexxija tal-Industrija dwar l-Eżattezza tal-Wellbore (ISCWA) kellu l-għan li jipprovdi metodu standard ta’ kwantifikazzjoni tal-inċertezzi pożizzjonali b’livelli ta’ kunfidenza assoċjati. Is-sorsi ewlenin ta' żball ġew ikklassifikati:

• Żbalji tas-sensuri
• Interferenza manjetika mill-BHA
• Allinjament ħażin tal-għodda
• Inċertezza tal--kamp manjetiku

Flimkien mal-inċertezzi fil-fond imkejjel, l-inċertezzi tal-istħarriġ tal-qiegħ huma kontributur wieħed għall-iżbalji fil-fond assolut. Innota li l-metodi kollha ta'-korrezzjoni tal-ażimut fil-ħin reali jeħtieġu li dejta mhux ipproċessata tiġi trażmessa lill-wiċċ, li timponi tagħbija fuq il-kanal tat-telemetrija.

L-iżvilupp ta' ġiroskopju (ġiroskopju)-MWD navigat joffri benefiċċji sinifikanti fuq is-sensuri tan-navigazzjoni eżistenti. Minbarra preċiżjoni akbar, gyros mhumiex suxxettibbli għal interferenza minn kampi manjetiċi. It-teknoloġija tal-ġiroskopji attwali tiffoka fuq li tinkorpora r-robustezza mekkanika, timminimizza d-dijametru estern, u tegħleb is-sensittività tat-temperatura. L-applikazzjoni ewlenija tat-teknoloġija hija fl-iffrankar tal-ħin tar-rig użat minn gyros tal-wajer meta jwettaq kickoffs minn żoni affettwati minn interferenza manjetika.

Ambjent operattiv tal-għodda u affidabbiltà tal-għodda

Is-sistemi MWD jintużaw fl-ambjenti operattivi l-aktar ħorox. Kundizzjonijiet ovvji bħal pressjoni għolja u temperatura huma wisq familjari għall-inġiniera u d-disinjaturi. L-industrija tal-wajer għandha storja twila li tegħleb b'suċċess dawn il-kundizzjonijiet.

Temperatura

Ħafna mill-għodod MWD jistgħu joperaw kontinwament f'temperaturi sa 150 grad, b'xi sensuri disponibbli bi klassifikazzjonijiet sa 175 grad. It-temperaturi tal-għodda MWD-jistgħu jkunu 20 grad aktar baxxi mit-temperaturi tal-formazzjoni mkejla minn zkuk tal-wajer, minħabba l-effett tat-tkessiħ taċ-ċirkolazzjoni tat-tajn, għalhekk l-ogħla temperaturi li jiltaqgħu magħhom l-għodod MWD huma dawk imkejla waqt li tkun qed taħdem ġo toqba li fiha l-volum tal-fluwidu tat-tħaffir ma jkunx ġie ċċirkolat għal perjodu estiż. F'każijiet bħal dawn, huwa rakkomandabbli li tinkiser iċ-ċirkolazzjoni perjodikament waqt li tkun qed taħdem fit-toqba. L-użu ta 'garafina Dewar biex jipproteġi s-sensuri u l-elettronika minn temperaturi għoljin huwa komuni fil-wireline, fejn il-ħinijiet ta' espożizzjoni ta 'downhole huma ġeneralment qosra, iżda l-użu ta' fliexken għall-protezzjoni tat-temperatura mhuwiex prattiku f'MWD minħabba l-ħinijiet ta 'espożizzjoni twal f'temperaturi għoljin li jridu jiġu mġarrba.

Pressjoni

Il-pressjoni downhole hija inqas problema mit-temperatura għas-sistemi MWD. Il-biċċa l-kbira tal-għodod huma ddisinjati biex jifilħu sa 20,000 psi, b'għodod speċjalizzati stmati għal 25,000 psi. Il-kombinazzjoni tal-pressjoni idrostatika u l-kontropressjoni tas-sistema rari toqrob dan il-limitu.

Xokk u vibrazzjoni downhole

Ix-xokk u l-vibrazzjoni downhole jippreżentaw is-sistemi MWD bl-aktar sfidi severi tagħhom. Kuntrarjament għal dak li kien mistenni, testijiet bikrija li jużaw sistemi ta' downhole strumentati wrew li l-kobor ta' xokkijiet laterali (-għal-ġenb) huma drammatikament akbar minn xokkijiet axjali waqt it-tħaffir normali. Għodod modem MWD huma ġeneralment iddisinjati biex jifilħu xokkijiet ta 'madwar 500 G għal 0.5 ms fuq ħajja ta' 100,000 ċiklu. Xokk torsjonali, prodott minn aċċelerazzjonijiet torsjonali stick/slip, jista 'jkun sinifikanti wkoll. Jekk tkun soġġetta għal stick/slip ripetut, l-għodod jistgħu jkunu mistennija li jfallu.

Statistika tal-affidabbiltà tal-għodda

Ix-xogħol bikri li sar biex jiġi standardizzat il-kejl u r-rappurtar tal-istatistika tal-affidabbiltà tal-għodda MWD-iffukat fuq id-definizzjoni ta' falliment u d-diviżjoni tan-numru aggregat ta' sigħat li jiċċirkolaw b'suċċess bin-numru aggregat ta' fallimenti. Dan ix-xogħol irriżulta f'-ħin medju-bejn-numru ta' falliment (MTBF). Jekk id-dejta kienet akkumulata fuq perjodu statistikament sinifikanti (tipikament 2,000 siegħa), jistgħu jiġu derivati ​​xejriet ta' analiżi ta' falliment sinifikanti-. Hekk kif l-għodod tal-downhole saru aktar kumplessi, madankollu, l-Assoċjazzjoni Internazzjonali tal-Kuntratturi tat-Tħaffir (IADC) ippubblikat rakkomandazzjonijiet dwar l-akkwist u l-kalkolu tal-istatistika MTBF.

Bħala produttur ewlieni globalment ta 'strumenti ta' stħarriġ tal-ġiroskopji, China Vigor tirrikonoxxi bis-sħiħ ir-rwol kritiku ta 'preċiżjoni u affidabilità fl-operazzjonijiet ta' downhole. Mill-2015, iddedikajna investiment kontinwu għar-riċerka u t-titjib tas-sistemi tal-inklinometri tal-ġiroskopji tagħna. Illum, l-għodod ta' Vigor qed joperaw b'suċċess madwar iż-żoni taż-żejt fl-Asja Ċentrali, l-Ewropa, u l-Afrika-li jwasslu dejta ta'-preċiżjoni għolja li tgħin lill-klijenti jnaqqsu b'mod sinifikanti l-ħin mhux-produttiv.

Eżempju li jispikka huwa l-Inklinometru Vigor Pro-Guide Series Gyro, li jinkorpora algoritmu ta' kumpens tad-dejta ewlieni fl-industrija- biex jimminimizza l-valuri tad-drift, u jiżgura riżultati ta' stħarriġ konsistenti b'mod preċiż. Lil hinn mill-prestazzjoni, is-Serje ta' Gwida Pro-hija ddisinjata għal robustezza u faċilità ta' manutenzjoni. Il-kostruzzjoni imħatteb tagħha tnaqqas l-ispiża totali tas-sjieda billi tnaqqas ir-riskji tat-trasport u l-manutenzjoni, raġuni ewlenija għaliex kisbet approvazzjoni tant qawwija tal-klijent.

It-tim tekniku tagħna jipprovdi regolarment appoġġ għall--logging tas-sit u ġabar feedback pożittiv konsistenti. Aħna wkoll eċċitati li naqsmu li China Vigor lestiet b'suċċess l-ittestjar fuq il-post ta 'Logging While Drilling (LWD), Gyro While Drilling (GWD), u Measurement While Drilling (MWD) sistemi, bl-introduzzjoni fis-suq issa għaddejja.

Biex tiskopri kif is-Serje ta' Gwida Vigor Pro-u t-teknoloġiji tat-tħaffir li ġejjin tagħna jistgħu jtejbu l-effiċjenza u l-eżattezza tal-operazzjonijiet tiegħek, tħossok liberu li tikkuntattja lit-tim ta' inġinerija speċjalizzat tagħna. Aħna ħerqana li nappoġġjawk b'soluzzjonijiet esperti u servizz professjonali.