Развитие теории, программно-аппаратные средства и алгоритмическая коррекция погрешностей иклинометрических и термоманометрических скважинных систем

• Автор: Коловертнов, Геннадий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 428 с. : ил.

1. Обзор и анализ работ в области инклинометрии и термоманомет-рии скважин
1.1. Назначение и область применения инклинометрических устройств и систем при бурении скважин
1.2. Обзор разработок в области создания инклинометрической аппаратуры
1.3. Классификация инклинометрических устройств и систем
1.4. Концептуальные вопросы обеспечения повышенной точности
инклинометрических систем
1.5. Контроль технологических параметров разработки месторождений нефти и газа
1.6. Задачи, решаемые с помощью ИИС для исследования скважин
1.7. Особенности работы и требования, предъявляемые к преобразовательным элементам и измерительным схемам, находящимся в глубинном приборе ИИС
1.8. Анализ методов и измерительных средств для исследования
скважин
1.8.1. Способы проведения измерений и контроля скважинных параметров
1.8.2. Измерительные устройства для исследования скважин
с повышенной температурой и горячих скважин
1.8.3. Методы преобразования сопротивления резистивного датчика и способы устранения влияния линии связи
на точность дистанционных измерений
1.9. Выводы, постановка цели и задач исследований
Математические модели инклинометров с неподвижными относительно корпуса первичными датчиками
2.1. Требования к забойным приборам, налагаемые условия бурения
2.2. Определение параметров ориентации скважинных объектов при
помощи векторных величин
2.3. Системы координат, реагирующих на векторы любой физической природы
2.4. Обобщенные математические модели инклинометра с тремя неподвижно закрепленными в скважинном снаряде первичными датчиками
2.5. Учет в математической модели инклинометра неидентичности
электрических параметров первичных датчиков
2.6. Учет в математической модели инклинометров угловых перекосов первичных датчиков относительно системы координат, связанной с корпусом
2.7. Разработка математической модели акселерометра инклинометрического устройства
2.7.1. Принцип работы акселерометра
2.7.2. Математические модели акселерометра
2.7.3. Погрешности акселерометра от вибраций основания
2.8. Полученные результаты и выводы
Алгоритмические методы коррекции погрешностей инклинометров
3.1. Применение практического гармонического анализа для экспериментального определения параметров и перекосов первичных датчиков инклинометров
3.2. Технология определения параметров датчиков инклинометров с
использованием рядов Фурье при испытаниях на инклиномет-рическом столе
3.3. Упрощенный метод определения электрических параметров и перекосов первичных датчиков
3.3.1. Определение параметров и перекосов акселерометров
3.3.2. Определение параметров и перекосов феррозондов
3.4. Результаты испытаний методики коррекции инструментальных погрешностей инклинометров
3.5. Компенсация температурных погрешностей инклинометров
3.6. Математические модели первичных датчиков инклинометра с учетом температуры
3.7. Подбор параметров линейной аппроксимации
3.8. Подбор параметров специальной линейной аппроксимации
3.9. Аппроксимация выходных сигналов датчиков линейной зависимости при дополнительных данных
3.10. Аппроксимация линейными функциями выходных сигналов датчиков, представленных в безразмерном виде
3.11. Методика экспериментальных исследований инклинометрических систем с учетом погрешностей первичных датчиков
3.11.1. Методы линеаризации статических характеристик
3.11.2. Идентификация знаков сигналов с феррозондов и акселерометров
3.11.3. Масштабирование сигналов и их приведение к динамическому диапазону
3.11.4. Определение малых угловых параметров отклонения осей чувствительности акселерометров от осей базиса корпуса ИнС
3.12. Полученные результаты и выводы
Разработка и исследование структур ИИС для измерения
температуры и давления одним датчиком
4.1. Принцип многоканальное в ИИС
никова, Ш.Н. Бахтадзе по методическим вопросам и автоматизации поверочных работ метрологических служб, работы В.О. Галета и М.М. Коноваленко по усовершенствованию УСИ-2. Известны также разработки Е.А. Салова (АО НПФ « Геофизика»), реализованные в установках УПН-1, УПИ-1и УПИ-3 [331], которые характеризуются громоздкостью конструкции и излишней сложностью. Сравнительный анализ данных разработок показывает, что наибольший интерес в данном вопросе представляет собой установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометрических преобразователей (УНЭИИП) [149] и созданные на ее основе модификации и методические разработки [52, 346]. Анализ известных технических решений и тенденций развития в области метрологического обеспечения позволяет определить следующие основные и современные требования к установкам, предназначенным для поверки инклинометров:
- сбалансированная С/ -образная поворотная платформа, исключающая консольную фиксацию инклинометра и обеспечивающая пространственные перемещения трехкомпонентного феррозондового преобразователя в минимальном объеме;
- повышенная точность контроля фиксации в пространстве исследуемого инклинометра по трем параметрам (азимут, зенитный и визирный углы) - порядка 1-3 угл. мин.;
- простота конструкции, обеспечивающая, тем не менее, достаточную жесткость, прочность и отсутствие люфтов в сопрягаемых механических парах;
- инвариантность к габаритным параметрам исследуемых инклинометров (диаметры 25 - 73 мм [66, 71], длина до 3 м);
- автоматизированный ввод в ПЭВМ значений контролируемых углов, основанный на соответствующем программном обеспечении с возможностью формирования файла данных;
- невысокая и приемлемая для метрологических служб производственных организаций стоимость.