Меню
Публикации
2025
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2025-25-6-1177-1184
УДК 531.746, 550.832
Использование магнитного градиентометра в скважинном инклинометре с целью компенсации внешних помех
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Гасанов О.В., Ситников В.Н., Хаматдинов В.Р., Гринев И.В., Королев А.Б. Использование магнитного градиентометра в скважинном инклинометре с целью компенсации внешних помех // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. Т. 25, № 6. С. 1177–1184. doi: 10.17586/2226-1494-2025-25-6-1177-1184
Аннотация
Введение. В процессе измерений магнитного азимута оси ствола скважины расчеты проводятся на основе компонент суперпозиции магнитного поля Земли и паразитных полей остаточной намагниченности сборки геофизических приборов и бурильной колонны. В условиях высоких широт горизонтальная составляющая геомагнитного поля критически мала. Это приводит к тому, что даже слабые по величине, около 1% от величины геомагнитного поля, паразитные поля приводят к погрешностям измерения магнитного азимута оси скважины в 4° и более. В известных исследованиях представлено большое количество методов борьбы с данным влиянием. Однако, почти все они требуют либо дополнительного оборудования и предварительных измерений, либо знания точных величин модуля и наклонения геомагнитного поля для места измерений. В результате возникает проблема создания метода компенсации, который бы не требовал предварительных замеров параметров паразитного поля или модуля и наклонения геомагнитного поля. Метод. Предложен метод использования в инклинометре дополнительного магнитометра для измерения градиента суперпозиционного магнитного поля. На основе имитационного моделирования по величине полученного градиента подбирается эквивалентный по влиянию источник магнитного поля в виде кругового витка с током. Далее из показаний опорного магнитометра вычитается влияние от подобранного витка. В лабораторных экспериментах в качестве источников паразитных полей использовались кольцевые неодимовые магниты (три варианта источников с разной магнитной индукцией), располагающиеся на оси инклинометра. В качестве магнитного градиентометра применены два магнитометрических датчика с расстоянием между магнитометрами 0,307 м. Основные результаты. В экспериментах, при помощи разработанного алгоритма, были подобраны параметры витков с током, эквивалентных источникам по магнитному влиянию. Это позволило компенсировать показания опорного магнитнометра и повысить точность измерений магнитного азимута с: –1°15′36″ (источник 1), –3°9′36″ (источник 2) и 12°30′36″ (источник 3) до ±0°39′ для случая использования всех источников. В эксперименте величины магнитной индукции источников в месте расположения опорного магнитометра были равны: 0,42%, 1,59% и 5,60% от величины геомагнитного поля соответственно. Обсуждение. Предложенный метод позволяет повысить точность измерений азимута без замера на скважине параметров паразитного и геомагнитного полей. Кроме того, использование метода дает возможность уменьшить длины охранного кожуха и немагнитных вставок по обе стороны от инклинометра в случае бурения. Таким образом, метод может быть реализован в составе датчика, осуществляющего вычисление и компенсацию паразитных полей непосредственно во время каротажа или бурения.
Ключевые слова: инклинометр, геонавигация, каротаж, навигация во время бурения, геофизическая сборка, бурильная колонна, поле остаточной намагниченности, увеличение точности расчета азимута
Список литературы
Список литературы
1. Jamieson A. Introduction to Wellbore Positioning. University of the Highlands & Islands, 2012. 164 р.
2. Бармаков Ю.Н., Герасимчук О.А., Козырев П.В., Неуструев В.В., Филатов М.М., Юрков Д.И. Исследование и разработка методов для устранения намагниченности оборудования буровой установки // Каротажник. 2019. № 1 (295). С. 98–104.
3. Шафигуллин Р.И., Еромасов В.Г., Андиряков В.Ф., Никулин О.В. Устройство для размагничивания бурового инструмента. Патент RU№ 2591056C1. Бюл. 2016. № 19.
4. Сидоров А.А., Харбаш В.Я., Шурыгин С.В. Способ определения и компенсации магнитной девиации инклинометра. Патент RU№ 2186966C2. Бюл. 2002. № 16.
5. Рыжков И.В., Ковшов Г.Н. Расчет магнитной девиации инклинометра в условиях буровой // Вестник Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. 2011. № 11-12 (164-165). С. 86–91.
6. Чупров В.П., Васильев А.В., Кудряшов А.А. Коррекция влияния намагниченности компоновки низа бурильной колонны на измерения азимута при навигации скважин с помощью телесистем // Каротажник. 2016. № 7 (265). С. 131–135.
7. Дмитрюков Ю.Ю., Исмагилов М.А. Способ измерения магнитного азимута в процессе бурения. Патент RU№ 2349938C1. Бюл. 2009. № 8.
8. Горичка М.В., Кузнецов А.Б., Абзалов З.З., Бевзенко В.А. Замеры высокого разрешения // Бурение и нефть. 2018. № 9. С. 24–30.
9. Кейн С.А., Трохов В.В. Разработка технико-технологических рекомендаций по повышению качества выполнения проектной траектории наклонно-направленных скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2015. № 1. С. 4–7.
10. Priest J., Quinn T., Frost E.Jr. Magnetic interference effects on accelerometer and magnetometer data: detection, quality control and correction // Proc. of the 55th Annual Logging Symposium SPWLA. 2014. P. 1–13.
11. Гринев И.В., Королев А.Б., Ситников В.Н. Контроль качества инклинометрических измерений. Учет суточных вариаций магнитного поля // Каротажник. 2015. № 12 (258). С. 99–108.
12. Buchanan A., Finn C., Love J., Worthington W., Lawson F., Maus S., Okewunmi S., Poedjono B.Geomagnetic referencing - the real-time compass for directional drillers // Oilfield Review. 2013. V. 25. N 3. P. 32–47.
13. Гринев И.В., Королев А.Б., Ситников В.Н., Гасанов О.В. Влияние радиальной составляющей поля остаточной намагниченности на показания инклинометра // Каротажник. 2025.№ 1 (333). С. 147–153.
14. Li Z., Geng Y., Yang Y., Wang W., Hang S. Estimation of geomagnetic components under unknown interferences for drilling tools // Measurement Science and Technology. 2024. V. 35. N 5. P. 056310. https://doi.org/10.1088/1361-6501/ad2b47
15. El Gizawy M., Lowdon R., Aklestad D.L. Combining magnetic and gyroscopic surveys provides the best possible accuracy // SPE Drilling and Completion. 2023. V. 38. N 4. P. 586–593. https://doi.org/10.2118/212547-PA
16. Zhang Q., Pang H., Wan C. Magnetic interference compensation method for geomagnetic field vector measurement // Measurement. 2016. V. 91. P. 628–633. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2016.05.081
17. Гринев И.В., Королев А.Б., Ситников В.Н. Компенсация влияния поля остаточной намагниченности бурильной колонны и сборки геофизических приборов на показания инклинометра // Каротажник. 2020. № 1 (301). С. 104–111.
18. Биндер Я.И., Вольфсон Г.Б., Гаспаров П.М., Клюшкин П.А., Розенцвейн В.Г. Компенсация магнитных помех в феррозондовом инклинометре // Гироскопия и навигация. 2005. № 1 (48). С. 68–75.
19. Биндер Я.И., Клюшкин П.А., Тихонов А.Г. Экспериментальное исследование магнитометрической системы ориентации ствола скважины с компенсацией магнитных помех // Каротажник. 2010. № 1 (190). С. 63–69.
20. Гринев И.В., Королев А.Б., Ситников В.Н. Влияние остаточной намагниченности бурильной колонны и сборки геофизических приборов на показания инклинометра // Каротажник. 2019. № 4 (298). С. 87–95.
