従来のジャイロ
従来のジャイロまたはフリー ジャイロは 1930 年代から存在しています。回転ジャイロから坑井の方位角を取得します。これは坑井の方向を決定するだけであり、傾斜は決定しません。傾斜角は通常、加速度計を使用して取得されます。フィルム-ベースのシングルショット ジャイロ-は、コンパス カード（外側のジンバル軸に取り付けられている）の上に吊り下げられた振り子を使用して傾きを取得します。従来のジャイロの回転質量は、通常 20,000 ～ 40,000 rpm で回転します (さらに高速に回転するものもあります)。ジャイロに外力が作用せず、質量が正確な重心で支持されている場合、ジャイロは固定されたままになります。残念ながら、質量を正確な重心に保つことは不可能であり、外力がジャイロに作用します。したがって、ジャイロは時間の経過とともにドリフトします。
理論的には、ジャイロが回転を開始して特定の方向を向いた場合、時間の経過とともに方向が実質的に変わることはありません。したがって、穴の中で実行され、ケースが回転しても、ジャイロは自由に動き、同じ方向を指し続けます。ジャイロが向いている方向は既知であるため、坑井の方向は、ジャイロの向きとジャイロを含むケースの向きとの違いによって決定できます。回転軸の方向は、ジャイロをホール内で実行する前に知る必要があります。これをジャイロの参照といいます。ジャイロが正しく参照されていない場合、測量全体がオフになるため、油井やガス井の穴でツールを実行する前に、ツールを適切に参照する必要があります。
従来のジャイロのもう 1 つの欠点は、時間の経過とともにジャイロがドリフトし、測定された方位角に誤差が生じることです。ジャイロは、システムの衝撃、ベアリングの磨耗、地球の自転によってドリフトします。ジャイロの不完全性により、ジャイロがドリフトすることもあります。質量の正確な中心が回転軸の中心にないため、ジャイロの製造または機械加工中に欠陥が発生する可能性があります。ドリフトは地球の赤道では小さくなり、極近くの高緯度では大きくなります。一般に、従来のジャイロは 70 度を超える緯度または傾斜では使用されません。従来のジャイロの一般的なドリフト率は 1 分あたり 0.5 度です。地球の自転によって生じる見かけのドリフトは、内側のジンバル リングに特殊な力を加えることで修正されます。加えられる力は、ジャイロが使用される緯度によって異なります。
これらの理由により、従来のすべてのジャイロは特定の量だけドリフトします。従来のジャイロが実行されるたびにドリフトが監視され、そのドリフトに合わせて調査が調整されます。基準またはドリフトが適切に補正されていない場合、収集された調査データは不正確になります。
レート統合または北-ジャイロを求める
レートまたはノースシークジャイロは、従来のジャイロの欠点を防ぐために開発されました。{0}レート ジャイロとノース シーキング ジャイロは本質的に同じものです。- 1自由度のみのジャイロです。真北を決定するために、レート積分ジャイロが使用されます。ジャイロは、地球の回転ベクトルを水平成分と垂直成分に分解します。水平成分は常に真北を指します。ジャイロを参照する必要がなくなり、精度が向上します。緯度が変化すると地球のスピンベクトルも異なるため、坑井の緯度を知っておく必要があります。
セットアップ中に、レート ジャイロは地球の自転を自動的に測定し、地球の自転によって生じるドリフトを排除します。この設計により、従来のジャイロに比べて誤差が生じにくくなります。従来のジャイロとは異なり、レート ジャイロでは基準点を照準する必要がないため、潜在的な誤差の原因が 1 つ排除されます。ジャイロに作用する力はジャイロによって測定され、重力は加速度計によって測定されます。加速度計とジャイロの読み取り値を組み合わせて、坑井の傾斜と方位角を計算できます。
レート ジャイロは、角変位を通じて角速度を測定します。レート積分ジャイロは、出力角変位を通じて角速度（角変位）の積分を計算します。
新しいバージョンのジャイロは移動中でも測量できますが、制限があります。調査を行うために静止している必要はありません。合計調査時間が短縮され、ツールの費用対効果が高まります。-
リングレーザージャイロ
リング レーザー ジャイロ (RLG) は、異なるタイプのジャイロを使用して井戸の方向を決定します。このセンサーは、X、Y、Z 軸を測定するために取り付けられた 3 つの-リング レーザー ジャイロと 3 つの慣性-級加速度計で構成されています。これは、レートまたはノース シーキング ジャイロよりも正確です。-アンケートを行うためにアンケート ツールを停止する必要がないため、アンケートを迅速に行うことができます。ただし、リング レーザー ジャイロの外径は 5 1/4 インチです。つまり、このジャイロは 7 インチ以上の筐体でのみ動作できます (筐体設計ガイドを確認してください)。ドリル ストリングを通すことはできませんが、レートまたはノース シーキング ジャイロはドリル ストリングまたはより小さい直径のチューブ ストリングを通すことができます。{11}}
コンポーネント
最も単純な形式のリング レーザー ジャイロは、3 つのヘリウム-ネオン レーザー ボア用にくり抜かれた三角形のガラス ブロックで構成され、120- 度の点、つまりコーナーにミラーが付いています3。逆回転するレーザービーム – 1 つは時計回りに、もう 1 つは反時計回りにこの共振器内に共存します。ある時点で、光センサーがビームが交差する場所を監視します。それらは、各ビームの正確な位相に応じて、互いに建設的または破壊的に干渉します。
RLG がその中心軸に関して静止している (回転していない) 場合、2 つのビームの相対位相は一定であり、検出器の出力は一貫しています。 RLG がその中心軸を中心に回転すると、時計回りと反時計回りのビームに反対のドップラー シフトが発生します。-一方の周波数は増加し、もう一方の周波数は減少します。検出器は差周波数を感知し、そこから正確な角度位置と速度を決定できます。これはサニャック効果として知られています。
測定されるのは、カウントが開始されてから回転した角速度または角度の積分です。角速度はビート周波数の導関数になります。デュアル (直交) 検出器を使用して回転方向を導き出すことができます。
慣性グレードジャイロ
石油およびガス田で最も正確な調査機器は、フェランティ ツールと呼ばれることが多い慣性グレード ジャイロです。航空宇宙技術を応用したナビゲーション システム全体です。このジャイロの精度が最も高いため、ほとんどの測量ツールはこのジャイロと比較され、それぞれの精度が決定されます。このデバイスは、安定したプラットフォームに取り付けられた 3 レート ジャイロと 3 つの加速度計を使用します。
このシステムは、プラットフォーム (プラットフォーム リグ) の方向の変化と移動距離を測定します。井戸の傾きや方向を測定するだけでなく、深さも測定します。ワイヤーラインの深さは使用しません。ただし、外径は 10⅝ インチとさらに大きくなります。その結果、13 3/8 インチ以上のケーシング サイズでのみ実行できます。
ジャイロ測量機器の世界トップクラスのメーカーである China Vigor は、坑井作業における自社の重要な役割を理解しています。{0} 2015 年以来、当社はジャイロ傾斜計システムの研究開発と強化に継続的に投資してきました。 2025 年までに、Vigor のツールは中央アジア、ヨーロッパ、アフリカの油田全体に導入され、クライアントの非生産時間を大幅に削減する高精度のデータを提供します。{5}{6}{6}
当社の技術チームは、オンサイト ロギング サービスを繰り返し実施し、お客様から広く認められています。{0}
また、China Vigor が、掘削中のロギング (LWD)、掘削中のジャイロ (GWD)、および掘削中の測定（MWD）システムがあり、現在これらの高度なソリューションを市場に積極的に導入しています。
当社の仕組みについて詳しく知るには、ProGuide™ シリーズ ジャイロ傾斜計などの高度な掘削技術により、業務効率とデータの精度を向上させることができます。当社の専門エンジニアリング チームにお気軽にお問い合わせください。私たちは常に最も専門的なアドバイスとサービスを提供する準備ができています。
