Hệ thống đo lường khi khoan nhồi MWD

Hệ thống đo lường khi khoan nhồi MWD

1 mô tả và đặc điểm

Tại thời điểm này, bài viết sẽ tập trung vào giai đoạn tìm hiểu và nghiên cứu khai thác, phân tích khoan nhồi MWD, là một hệ thống giám sát và ghi lại liên tục của các thông số khoan. Hệ thống này đã là một tiến bộ vượt bậc, vì không chỉ cải thiện độ chính xác trong việc xác định khối lượng đá nhưng cũng tiết lộ dữ liệu địa hình sẽ giúp chúng tôi xác định khả năng phát triển của vụ nổ mìn.

Khoan nhồi MWD là một hệ thống máy tính được tích hợp trong thiết bị khoan, do đó  nhanh chóng, thiết thực và với chi phí vận hành thấp. Mặc dù nó có chi phí cao mua lại thiết bị, vì vậy trước khi khởi động nó yêu cầu một nghiên cứu kinh tế trong việc lựa chọn máy móc. Được được tích hợp trong thiết bị, hệ thống khoan nhồi MWD có thể được sử dụng trong nhiều loại khoan, chẳng hạn như trong các giếng thăm dò và trong chính việc khoan cho nổ mìn, biến nó thành một hệ thống đa năng. (Xem thêm Kỹ thuật khoan lắp đặt ống ngầm)

Giám sát cũng có khả năng cung cấp kiến ​​thức chi tiết về thời gian dành cho mỗi hoạt động và đặc điểm của mỗi hoạt động trong một chu kỳ khoan. Thông tin chi tiết về thời gian của mỗi hoạt động trong một chu kỳ của khoan có thể được trình bày như một phân phối của tổng sản lượng và với điều này, thời gian và sản xuất có thể được tối ưu hóa để tăng tỷ lệ hiệu quả sản xuất. Ngoài ra, dữ liệu khoan nhồi MWD được thu thập kỹ thuật số chúng có thể được sử dụng để đánh giá ngay lập tức. Ngay sau khi đăng ký dữ liệu có sẵn, kết quả có thể được vẽ biểu đồ và đánh giá bằng cách là một phần cần thiết trong quá trình ra quyết định.

Hệ thống khoan nhồi MWD có thể được sử dụng trong các môi trường địa chất khác nhau, vì nó được hiệu chỉnh theo điều kiện địa chất hiện tại của dự án. Hiệu chuẩn đường cơ sở đó, được thực hiện bởi các nhà phát triển kỹ thuật của mỗi hệ thống khoan nhồi MWD, làm cho hệ thống có khả năng đo lường các biến động trong hồ sơ địa chất mà người điều hành đã biết trước.

2 ứng dụng

Như đã được đặt tên, hệ thống khoan nhồi MWD là một công cụ đa ngành có thể được sử dụng trong các giai đoạn thăm dò đầu tiên của chu kỳ khai thác, như đã có trong các giai đoạn hoạt động của chính nó. Một nhóm khoan nhồi MWD với tất cả các thành phần; từ các hệ thống ghi nhật ký và các đường khoan chúng hoạt động trong các lỗ cho đến bảng điều chế và màn hình đăng ký.

Trong giai đoạn đầu của chu kỳ khai thác, việc sử dụng điều này ngày càng phổ biến loại công nghệ giúp hiểu rõ hơn về loại địa chất và các thông số của đất khai thác.

Hệ thống khoan nhồi MWD được lắp trên cả máy xây dựng lộ thiên và trong các giàn khoan tuần hoàn ngược cũng như trong máy móc cho các công trình ngầm như thiết bị ngầm với truy xuất lõi hoặc các đầu dò.

Các ngành liên quan đến khai thác hydrocacbon thực hiện các chiến dịch thăm dò trong đó hệ thống khoan nhồi MWD được sử dụng. Kể từ khi tìm kiếm khách hàng tiềm năng trong loại hồ chứa này được thực hiện ở độ sâu lớn của hệ thống máy khoan thường được sử dụng là máy khoan quay.

Hệ thống khoan nhồi MWD có thể được sử dụng trong cả hai lỗ nổ tại chỗ dưới lòng đất như trong các hố nổ hoặc mỏ đá lộ thiên. Đang khai thác dưới lòng đất, chủ yếu trong các lỗ nổ cho đường hầm, các hệ thống này giúp định lượng chính xác hơn các biến thể trong loại đá, khe nứt, nước và hang động. Do đó tối ưu hóa thời gian và chi phí vận hành và nâng cao độ an toàn của hoạt động.

Trong khai thác bề mặt, ngoài việc đo lường và thu thập tất cả các thông tin do khoan nhồi MWD, mục tiêu chính là ước tính chính xác hơn khối lượng của đá được khai thác để tăng tốc độ nghiên cứu và khai thác tài nguyên và do đó giảm chi phí vận hành.

Các đặc điểm chính của các thông số này:

• thời gian (t): có rất ít điều để xác định về thông số này. Số hệ thống khoan nhồi MWD với đồng hồ bấm giờ để đo thời gian đã trôi qua kể từ khi bắt đầu khoan cho đến khi hoàn thành nhiệm vụ. Ngoài ra còn có khả năng mất một phần hoặc toàn bộ thời gian tùy thuộc vào việc một hay nhiều lần được lên kế hoạch lỗ thủng.

• độ sâu (hd): đây là một trong những thông số quan trọng nhất vì nó phục vụ để tập trung và giới hạn các thông số đo khác. Khi có một biến thể trong một số phép đo được thực hiện với tham số này, nó được xác định ở độ sâu nào được đưa ra. Phép đo này được thực hiện với các cảm biến được lắp đặt trong khoan nhồi MWD.

• tỷ lệ thâm nhập (pr): là mối quan hệ tức thời được thực hiện bởi hệ thống nhờ vào hai tham số đã được xác định trước đó. Tôi chỉ biết làm cho thương số giữa độ sâu và khoảng thời gian ngay lập tức sau dữ liệu cuối cùng. Các giá trị này có thể là số thập phân với những gì đã cho một phép đo liên tục hoặc như đã nói, theo khoảng thời gian. Với cái này tham số và các nghiên cứu địa chất trước đây, bạn có thể xác định loại đá nó tồn tại và độ cứng của nó khi lỗ được khoan.

• áp suất đầu (hp): thông số này cũng được đo thông qua các cảm biến kết hợp các hệ thống khoan nhồi MWD ở đầu. Với biện pháp này bạn có thể biết áp suất thực do mũi khoan tạo ra ở bộ phận tiên tiến nhất của nó trên đá để khoan. Đó là áp lực mà mũi khoan chạm vào khối đá và hạnh phúc áp suất do máy tạo ra.

• lực đẩy (fp): theo định nghĩa, nó là lực vuông góc tác dụng bởi thiết bị của khoan trên mặt phẳng tạo thành đá. Có một lực lượng trong ý nghĩa trái ngược với tác dụng của đá, đó là lực cản của nó. Đơn vị đo lường trong si là newton, nhưng loại máy này thường gán thanh làm đơn vị, vì vậy trong thực tế những gì đang được đo là lực đẩy như một hàm của đường kính của lỗ. Như đã giải thích ở điểm 2, nơi khác nhau các loại máy, thông số này thay đổi rất nhiều nếu là máy quay. Bộ gõ hoặc chỉ quay. Tham số này có liên quan trực tiếp với hp.

Áp suất giảm chấn (dp): trong máy gõ bộ gõ quay, hệ thống khoan nhồi MWD cũng đo áp suất ở cuối bit. Điều này phục vụ cho tạo mối quan hệ với tham số hp.

• tốc độ quay (rs): là góc quay trên một đơn vị thời gian của chuỗi khoan. Các cảm biến khoan nhồi MWD đo góc và như với tỷ lệ sự thâm nhập, mối quan hệ được thực hiện với thời gian. Tham số này quan trọng trong máy quay.

• áp suất quay / mô men xoắn (rp): theo định nghĩa, nó là lực tác dụng bởi động cơ quay ở khoảng cách trên dây khoan, đặt coi một momen lực và đơn vị si là nm. Nhưng giá trị này nó thường được phân phối trong bar và được hiểu là áp suất tạo ra bởi tiêu cực tạo hình khối đá đối lập với sự tiến bộ của máy móc.

• lưu lượng (wf): nó cho phép chúng ta biết và liên hệ lượng nước (hoặc chất lỏng của quét) đi vào lỗ mà nó trồi lên bề mặt. Sự biến đổi của điều này tham số tạo điều kiện thuận lợi cho việc dự báo các vết nứt, lỗ hổng hoặc hang động trong khối núi địa chất đang được nghiên cứu.

• áp suất nước (wp): nó chỉ đơn giản là thước đo áp suất mà bạn đang tiêm chất dịch nạo vét. Trong một màn hình điều khiển thực, một số các tham số đã được xác định trước đ.ó ngoài ra còn có các thông số khác hiện nay ít được sử dụng hơn nhưng cũng họ cung cấp rất nhiều thông tin. Nhiều người trong số họ được sử dụng trong các nghiên cứu với một mục đích rất rõ ràng hoặc trong những nghiên cứu đó yêu cầu mức độ chính xác còn vĩ đại hơn. Một số tham số phụ này là:

• rung (dọc và ngang)

• áp lực tương đối

• dòng hồi lưu

• xung đột

• cường độ

• điện áp

• nhiệt độ

Các cảm biến đo lường của hệ thống khoan nhồi MWD thường là gia tốc kế, từ kế và cảm biến tia gamma. Hai người đầu tiên chịu trách nhiệm đưa ra thông tin định vị và các phép đo vật lý như áp suất, tốc độ dòng chảy, lực ... Cảm biến tia gamma được sử dụng để xác định các thuộc tính của sự hình thành địa chất. Hệ thống khoan nhồi MWD thường được sử dụng đồng thời với nhật ký địa vật lý hoặc lwd ( ghi nhật ký trong khi khoan ) được sử dụng để xác định mật độ, độ xốp, điện trở suất, độ nghiêng bit (nbi), cộng hưởng từ và áp suất trong số các đặc tính khác của sự hình thành. Sự luân phiên o sử dụng đồng thời cả hai công nghệ để giảm chi phí và giảm thời gian học và nộp hồ sơ. Đó là lý do tại sao rất khó xác định biên giới giữa các loại phép đo của hệ thống khoan.

Tất cả các thông số có liên quan theo cách này hay cách khác với nhau, đến máy móc và với địa hình, để các biến thể (ngay cả khi chúng là nhỏ nhất) có thể giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về địa chất của địa hình. Tuyên bố này là lý do để nghiên cứu văn học xếp chồng lên nhau ở điểm 4

3 các loại khoan nhồi MWD

Trong những năm gần đây đã có sự phát triển vượt bậc trong các hệ thống giám sát của khoan. Các công ty cung cấp quan trọng nhất, chẳng hạn như modular mining, thunderbird mining, aquila mining systems (cat), schlumberger ... Đã hợp nhất vào danh mục của nó các hệ thống đo lường tiên tiến nhất. Hệ thống đo lường và hình thức trong đó những công việc này rất khác nhau giữa các nhà sản xuất, nhưng dưới đây chúng ta sẽ thảo luận về bao gồm một số khía cạnh chung theo cách thông tin được truyền đi thu được.

• sóng liên tục trong phép đo từ xa xung bùn các công cụ sóng liên tục hoạt động bằng cách đóng và mở dần dần van phun bùn để tạo ra dao động áp suất hình sin trong dung dịch khoan. Bất kỳ sơ đồ điều chế kỹ thuật số nào có pha liên tục nó có thể được sử dụng để thực thi thông tin trên tín hiệu sóng mang. Đề án của điều chế được sử dụng rộng rãi nhất là điều chế pha liên tục (xem hình 20). Khi đo từ xa xung bùn được sử dụng trong khoan, nó có thể không sử dụng được.

Điều này nói chung là do, để giảm tỷ trọng tương đương của bùn khoan, một khí nén được bơm vào nó. Điều này làm cho tín hiệu rất cao suy giảm và làm giảm đáng kể khả năng truyền bùn các xung động. Trong trường hợp này, cần sử dụng các phương pháp khác nhau như sóng sóng điện từ lan truyền qua dây khoan.

Công nghệ đo từ xa xung bùn hiện cung cấp băng thông lên đến 40 bit / s. Tốc độ dữ liệu giảm xuống khi chiều dài của giếng tăng lên, đơn đặt hàng của độ lớn 1,5 - 3,0 bit / s (bit / giây) ở độ sâu 10.700 - 12.200 km. Thông tin liên lạc từ bề mặt và lỗ khoan thường thông qua thay đổi các thông số khoan, tức là thay đổi tốc độ quay dây khoan hoặc sự thay đổi tốc độ dòng chảy của bùn. Thực hiện các thay đổi đối với thông số khoan để gửi thông tin có thể yêu cầu sự gián đoạn của quá trình khoan được thực hiện rất bất lợi vì sản xuất.

Đo từ xa điện từ công nghệ này sử dụng dây khoan như thể nó là một ăng-ten truyền phát và các tín hiệu được thu thập và xử lý trên bề mặt.

Những công cụ này kết hợp một dây dẫn điện vào dây khoan. Để mà truyền dữ liệu, công cụ tạo ra sự chênh lệch điện áp giữa đỉnh (đỉnh) dây khoan chính, phía trên bộ cách ly) và phía dưới (mũi khoan, và các công cụ khác nằm bên dưới bộ cách điện công cụ khoan nhồi MWD). Bên trong bề mặt, một sợi cáp được gắn vào đầu giếng, giúp tiếp xúc với đường ống khoan trên bề mặt. Một sợi dây thứ hai được gắn vào một thanh được đóng đinh trên mặt đất ở một số khoảng cách. Đầu giếng và thanh đất tạo thành hai điện cực của một ăng ten lưỡng cực. Hiệu điện thế giữa hai điện cực là tín hiệu thu được máy tính giải mã.

Phép đo từ xa điện từ tạo ra sự khác biệt điện áp giữa các phần của dây khoan ở dạng tần số rất thấp (2-12 hz). Chúng được sửa chữa bằng điều chế.

Hệ thống này thường cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến 10 bit mỗi giây. Hơn nữa, nhiều công cụ này cũng có khả năng nhận dữ liệu từ bề mặt theo cách tương tự, trong khi các công cụ xung bùn dựa trên về những thay đổi trong các thông số khoan, chẳng hạn như tốc độ quay của chuỗibkhoan hoặc tốc độ dòng chảy bùn, để gửi thông tin từ bề mặt đến

Dụng cụ khoan. Thực hiện các thay đổi đối với các thông số khoan với để gửi thông tin đến các công cụ thường làm gián đoạn quá trình thủng, gây mất thời gian.

So với máy đo từ xa xung bùn, máy đo từ xa xung điện tử hơn hiệu quả trong một số tình huống chuyên biệt, chẳng hạn như khoan không cân bằng hoặc khi sử dụng không khí làm dung dịch khoan. Nó có khả năng truyền dữ liệu lên đến mười nhanh hơn nhiều lần. Tuy nhiên, nó thường thiếu hơn nhiều khi khoan những giếng rất sâu và tín hiệu có thể bị giảm cường độ nhanh chóng trong một số các loại hình thành, không thể bị phát hiện chỉ trong vài km. Sâu

Ống khoan có dây

Một số công ty dịch vụ dầu đang phát triển hệ thống đường ống dẫn dầu. Khoan dây. Các hệ thống này sử dụng cáp điện được tích hợp trong mỗi thành phần của dây khoan, mang tín hiệu điện trực tiếp lên bề mặt. Các thành phần như vậy hứa hẹn tốc độ truyền thứ tự dữ liệu có cường độ lớn hơn thứ tự thu được bằng xung bùn hoặc đo từ xa điện từ, từ dưới lên bề mặt hoặc ngược lại. 

Xem thêm Quản lý khai thác ngầm - Ứng dụng kỹ thuật khoan ngầm