В глубокой скважине гидростатическое давление может оказывать осевое сжимающее усилие на колонну каротажа в десятки тысяч фунтов, что на порядок превышает максимальное натяжение, которое может оказать сам кабель. Традиционные конструкции переводников натяжения, которые измеряют нагрузку с помощью тензодатчиков, установленных в герметичной сухой полости, считывают комбинированный сигнал: истинную механическую нагрузку плюс артефакт, вызванный давлением,-который смещается с глубиной. Технический ответ – это датчик нагрузки-с балансировкой давления, в котором чувствительные элементы погружены в жидкость, находящуюся под тем же давлением, что и окружающий ствол скважины, нейтрализуя гидростатическую составляющую еще до того, как она достигнет измерительного моста. Поскольку кампании по вмешательству распространяются на более глубокие пласты и более длинные горизонтальные стволы, точность измерений напрямую определяет, смогут ли операторы защитить как кабель, так и дорогостоящую колонну инструментов под ним.
Архитектура тензодатчиков с компенсацией давления-
В переводнике со сбалансированным давлением-напряжения тензорезисторы прикреплены к изгибаемым балкам и заключены в камеру, заполненную диэлектрической жидкостью, которая сообщается с кольцевым пространством через податливую диафрагму. Поскольку обе стороны каждого манометра испытывают одинаковое гидростатическое давление, чистые показания отражают только осевую силу, передаваемую через колонну инструментов. Эта архитектура устраняет необходимость в таблицах коррекции давления,-зависимых от глубины, и упрощает калибровку, поскольку датчику больше не требуются отдельные файлы компенсации давления и температуры, подготовленные для каждого отдельного задания. Результатом является измерение, которое остается повторяемым независимо от того, работает ли инструмент на высоте 5000 футов или 25 000 футов в одной и той же программе каротажа.
Мост Уитстона и температурная компенсация
Каждый тензодатчик содержит несколько групп из четырех тензодатчиков, подключенных к сбалансированному мосту Уитстона, предназначенному для измерения деформации сдвига в изгибах, а не деформации изгиба. Конфигурация сбалансированной-матрицы исключает общие-эффекты, такие как тепловой дрейф, гидростатический дисбаланс и предварительная нагрузка при монтаже, поэтому выходной сигнал моста отслеживает осевую нагрузку почти линейно во всем диапазоне растяжения и сжатия. Встроенный датчик температуры постоянно корректирует оставшееся смещение нуля-, удерживая отклонение измерения в пределах нескольких процентов от полной шкалы от условий замерзания поверхности до температуры забоя-скважины 300 градусов по Фаренгейту.
Сбор данных и запись в память
Современные подводные лодки оцифровывают сигнал мостика на частоте 10 герц и непрерывно записывают его во встроенную память, фиксируя профили сил на протяжении всего вмешательства, а не только поток реального-времени, передаваемый на поверхность. Емкость в 16-миллионов-выборок обеспечивает примерно две недели регистрации при полной частоте выборки, что дает инженерам после-работы запись о каждом событии перегрузки, ослабления-отключения и резкого воздействия. Эта функция памяти особенно ценна там, где полоса пропускания телеметрии ограничена, например, при спуске с помощью трактора в горизонтальных скважинах с увеличенным отходом от вертикали, где переводник записывает локально, а данные восстанавливаются после того, как инструмент достигает поверхности.
Каналы реального-времени и памяти работают одновременно, данные записываются с частотой 10 Гц и воспроизводятся по требованию.
Встроенное хранилище на 16 миллионов образцов позволяет проводить многодневные-кампании без единой остановки загрузки.
Интеграция в строки регистрации и вмешательства
Натяжной переводник устанавливается непосредственно под головкой кабеля и над секцией телеметрии, а также может быть установлен в любом месте колонны инструментов для локализованного мониторинга нагрузки. Конструкции со сбалансированным давлением-сопрягаются с кабелями, тракторами и гибкими трубами без каких-либо модификаций. На практике этот инструмент позволяет операторам отличить застревание кабеля от заклинивания инструмента в течение нескольких секунд после первоначального срыва (классическая неоднозначность отказа каната) и предоставляет данные о весе-в-скважине, необходимые для выбора между ясом, циркуляцией или разрезанием и ловлей.
Полевые эксплуатационные характеристики
Прочная механическая конструкция выдерживает суровые условия эксплуатации при обычных лесозаготовительных работах: корпуса из Inconel 718 противостоят воздействию сернистого газа и выдерживают повторяющиеся удары силой 50G во время сотрясений без смещения нуля. Двойные внутренние датчики давления одновременно отслеживают внутреннее и внешнее давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, проверяя, что компенсационная камера остается сбалансированной на протяжении всей работы. Имея номинальные нагрузки до 65 000 фунтов как на растяжение, так и на сжатие, а также повторяемость измерений около 0,5 процента от полной шкалы, эти приборы охватывают весь рабочий диапазон глубоководных и сверхглубоких береговых каротажных колонн. При работе с перфорацией те же вспомогательные мониторы устанавливают-вес для подтверждения позиционирования пистолета перед выстрелом, а при настройке пробки-он документирует точное натяжение, приложенное в момент отпускания, предоставляя инженерам по завершению работ полную механическую запись каждого вмешательства.
Для получения дополнительной информации свяжитесь с China Vigor по телефону info@vigorpetroleum.com или позвоните по телефону +0086 29 81161513..
