鉆井與測井作業對定向和井眼軌跡控制要求較高,傳統光纖陀螺儀和磁性測斜儀體積大、抗干擾能力弱、成本高。MEMS陀螺儀憑借其微型化、高可靠性和環境適應性,成為鉆井、測井核心器件。
導航級MEMS陀螺儀是中低導航級FOG、DTG的最佳替代品,例如ER-MG2-50,量程±50°/s,0.01°/hr零偏不穩定性與0.0025°/√hr角隨機游走,專為尋北應用而設計。先進的差分傳感器設計能夠有效抑制線性加速度的影響,在存在沖擊和振動的極其惡劣的環境中也不會被損壞。
相較于傳統陀螺儀與測斜儀,MEMS陀螺儀在井下應用中展現出不可替代的優勢:
微型化與低功耗:ER-MG2-50采用最新MEMS技術,微型體積(11x11x2mm)、重量輕,易集成到空間受限的井下儀器中(如MWD/LWD工具、測井儀器串),功耗極低。
高抗沖擊與振動:MEMS結構對惡劣的井下環境(如劇烈振動、沖擊)不敏感,耐受12grms(20Hz-2kHz)隨機振動。穩定性強,可靠性高。
成本效益:成本遠低于高精度FOG/DTG。
**隨鉆測量與軌跡控制**
井眼軌跡控制是MEMS陀螺儀在鉆井的核心應用,通常為三軸集成于MWD/LWD工具中,持續測量鉆具組合(BHA)在三個正交軸上的旋轉角速度,結合加速度計可實時解算井斜角、方位角和工具面角。
**不受磁場影響**
在磁性干擾(套管、鐵礦層、鄰井)情況下,依靠地磁場的磁性測斜儀會失效或誤差極大。MEMS陀螺儀ER-MG2-50通過測量角速度分量解算出真北方向,不依賴地磁場,能提供準確的方位角信息,是磁性環境下的最優選(稱為“陀螺MWD”)。
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