МЕЛДОР- инклинометрический модуль для MWD и LWD систем
Уникальная технология БЕЗ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ
Технологии прямого измерения угла (DAM) и цифровой феррозондовой магнитометрии
Модуль направления MELDOR представляет собой высокоточный измерительный модуль, предназначенный для систем Measurement While Drilling (MWD), Logging While Drilling (LWD), наклонно-направленного бурения и других задач определения пространственного положения бурового инструмента.
В отличие от традиционных модулей направления, основанных исключительно на MEMS-акселерометрах и стандартных магнитометрах, модуль MELDOR объединяет две собственные измерительные технологии:
- Технологию прямого измерения угла (Direct Angle Measurement) на основе жидкостного емкостного датчика угла наклона.
- Технологию цифровой векторной магнитометрии (Digital Vector Magnetometry) на основе высокоточного трехосевого цифрового феррозондового магнитометра.
Совместная работа этих технологий обеспечивает высокоточное определение зенитного угла, магнитного азимута и угла установки инструмента (Toolface) даже в условиях интенсивных вибраций, ударных нагрузок и повышенных температур.
Основные преимущества
✔ Прямое измерение зенитного угла
✔ Трехосевой цифровой феррозондовый магнитометр
✔ Высокоточное измерение вектора магнитного поля
✔ Полностью цифровая обработка сигналов
✔ Калибровка ортогональности осей до 0,01°
✔ Нелинейность измерений менее 0,1%
✔ Высокая ударопрочность
✔ Долговременная стабильность характеристик
✔ Разработан для тяжелых условий бурения
Две измерительные технологии — один модуль направления
В отличие от большинства существующих решений, модуль направления MELDOR объединяет две независимые измерительные технологии, специально разработанные для работы в сложных внутрискважинных условиях.
Жидкостный емкостной датчик обеспечивает непосредственное измерение зенитного угла, а цифровой трехосевой феррозондовый магнитометр — высокоточное определение вектора магнитного поля Земли.
Совместная работа этих систем позволяет получать надежные данные о пространственном положении инструмента без чрезмерной зависимости от сложных алгоритмов математической оценки.
Технология Direct Angle Measurement (DAM)
Прямое измерение угла наклона
Большинство современных MWD-систем определяют зенитный угол с помощью MEMS-акселерометров.
Однако акселерометр не измеряет угол.
Он измеряет ускорение.
После этого программное обеспечение вычисляет угол наклона по направлению вектора силы тяжести.
В процессе бурения инструмент постоянно подвергается воздействию вибраций, ударов, крутильных колебаний и других динамических ускорений.
Для акселерометра все эти воздействия являются одной и той же физической величиной — ускорением.
Поэтому для определения угла требуется сложная цифровая обработка сигнала, задача которой — выделить гравитационную составляющую из суммы всех действующих ускорений.
Жидкостный емкостной датчик MELDOR использует принципиально иной подход.
Вместо вычисления угла по ускорению он непосредственно измеряет угол наклона по положению поверхности жидкости относительно направления силы тяжести.
При этом измерительная жидкость выполняет функцию естественного механического демпфера.
Высокочастотные вибрации и кратковременные ударные воздействия частично подавляются еще до формирования электрического сигнала.
Таким образом, значительная часть фильтрации осуществляется не программным обеспечением, а физическими свойствами самого чувствительного элемента.
Именно этот принцип обеспечивает высокую стабильность измерений в условиях реального бурения.
Преимущества технологии
- Прямое измерение угла наклона
- Точность до 0,005°
- Естественная механическая фильтрация вибраций
- Отсутствие температурного гистерезиса
- Нелинейность менее 0,1%
- Высокая долговременная стабильность
- Высокая ударопрочность
Технология Digital Vector Magnetometry
Высокоточный трехосевой цифровой феррозондовый магнитометр
Точность определения магнитного азимута зависит не только от чувствительности магнитометра, но и от качества измерения полного вектора магнитного поля.
Трехосевой цифровой феррозондовый магнитометр MELDOR специально разработан для высокоточных измерений в системах MWD.
Вся измерительная цепочка — от чувствительных элементов до цифровой обработки сигналов — оптимизирована для получения стабильных измерений вектора магнитного поля во всем рабочем температурном диапазоне.
Использование цифровой обработки, высокоточной калибровки и алгоритмов компенсации позволяет существенно снизить систематические ошибки и обеспечить высокую повторяемость результатов.
Полностью цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка уменьшает влияние аналоговых цепей, повышает повторяемость измерений и обеспечивает долговременную стабильность характеристик.
Высокоточная калибровка ортогональности
Взаимная ортогональность трех измерительных осей калибруется с точностью до 0,01°, что значительно снижает ошибки при вычислении пространственного вектора магнитного поля.
Низкая нелинейность
Нелинейность измерений составляет менее 0,1% во всем рабочем температурном диапазоне.
Высокая точность измерения вектора магнитного поля
Магнитометр обеспечивает высокоточное трехмерное измерение магнитного поля, необходимое для определения азимута в современных системах направленного бурения.
Высокая температурная стабильность
Конструкция магнитометра обеспечивает стабильность измерений в широком диапазоне рабочих температур.
Компактная конструкция
Оптимизирован для интеграции в современные MWD-модули малого диаметра.
Низкое энергопотребление
Подходит для автономных внутрискважинных приборов с батарейным питанием.
Высокая надежность
Разработан специально для длительной эксплуатации в тяжелых условиях бурения.
Области применения
Модуль направления MELDOR предназначен для использования в:
- системах Measurement While Drilling (MWD);
- системах Logging While Drilling (LWD);
- оборудовании для наклонно-направленного бурения;
- внутрискважинной навигации;
- геофизических исследованиях скважин;
- высокотемпературных внутрискважинных приборах;
- нефтегазовой отрасли;
- научном и специальном измерительном оборудовании.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Измерение зенитного угла | Жидкостный емкостной датчик |
| Магнитометр | Трехосевой цифровой феррозондовый |
| Точность измерения Зенита | До 0,005° |
| Калибровка ортогональности | До 0,01° |
| Нелинейность измерений | Менее 0,1% |
| Точность измерения Азимута | До 0,1° |
| Долговременный уход | Практически отсутствует |
| Цифровая обработка сигналов | Да |
| Ударопрочность | Высокая |
| Работа при повышенных температурах | По запросу |
Часто задаваемые вопросы
Чем модуль направления MELDOR отличается от традиционных решений?
Модуль объединяет две собственные технологии: Direct Angle Measurement для измерения зенитного угла и Digital Vector Magnetometry для высокоточного определения магнитного азимута.
Почему используется жидкостный емкостной датчик?
В отличие от MEMS-акселерометров, определяющих угол по измеренному ускорению, жидкостный датчик непосредственно измеряет угол наклона, а его чувствительный элемент естественным образом ослабляет влияние высокочастотных вибраций.
Почему важна калибровка ортогональности?
Точность взаимного расположения измерительных осей напрямую влияет на качество вычисления пространственного вектора магнитного поля и, следовательно, на точность определения магнитного азимута.
Зачем нужна цифровая обработка сигналов?
Она уменьшает влияние аналоговых трактов, повышает стабильность измерений, обеспечивает высокую повторяемость результатов и позволяет реализовать сложные алгоритмы калибровки и компенсации.
Для каких задач предназначен модуль?
Модуль разработан для систем MWD, LWD, направленного бурения, внутрискважинной навигации и других высокоточных геофизических применений.
Почему MELDOR?
На протяжении многих лет компания MELDOR занимается разработкой собственных технологий высокоточных внутрискважинных измерений.
Наш модуль направления объединяет прямое измерение угла и цифровую векторную магнитометрию в единую измерительную платформу, обеспечивая надежное определение пространственного положения инструмента в условиях, где традиционные технологии сталкиваются с серьезными ограничениями.
