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亮相cippe 成都石油展,陀螺定向短节带来高精度无磁导向方案

在成都国际石油石化技术装备展首日,艾瑞科展出两款 MEMS陀螺定向短节 ——ER-Gyro-15 与 ER-MNS-09。两款产品均以 “抗磁干扰、高精度、耐极端工况” 为核心设计目标,分别针对随钻测量、定向钻孔等关键场景,通过先进的惯性测量技术解决传统测斜设备的性能瓶颈,为石油石化勘探开发、管道工程等环节提供精准定向支撑。

ER-Gyro-15 MEMS陀螺工具定向短节

ER-Gyro-15 是一款聚焦解决传统磁敏感元件测斜仪在套管、钻杆及强磁干扰井段的方位测量精度失准问题,通过地球自转角速度感应实现陀螺定向,尤其适用于小井斜段的精准参数输出。

核心技术特性

小井斜测量能力:突破传统陀螺工具在小角度井斜段无法输出有效方位角的技术缺陷,井斜角≥1°时即可正常输出方位角、工具面角,井斜1°-2°时,方位角精度均控制在 3°以内,满足浅井、水平井起步段的定向需求。

测量技术架构:采用三轴 MEMS 陀螺仪与三轴 MEMS 加速度计的捷联惯性测量技术,稳定可靠。无需依赖地磁场,仅通过感应地球自转角速度实现定向,彻底规避套管、油管、钻杆等磁干扰环境对测量精度的影响。

极致小型化:直径仅 25.4mm/30mm 可选,长度 120mm,重量≤150g,可轻松嵌入探管、钻杆等狭小前端空间。

全固态设计:全固态无运动部件结构,抗冲击、抗振动性能卓越,适应钻井作业的恶劣力学环境。并且能在随机振动工况下动态保持方位角、井斜角、工具面角精度,适配钻井过程中的高频振动环境。

快速对准与测量模式:支持30秒快速对准实现1°方位精度,90秒精确对准进提升至0.5°,大幅缩短测量时间、提高钻效。同时具备随钻测量、连续测量和点测三种模式,可根据实际需求灵活选择。

关键性能参数

精度指标:从石油石化场景核心需求出发,ER-Gyro-15方位角精度覆盖 0.5° 至 1° 区间,井斜角对准精度稳定在 0.1°,陀螺工具面角精度为 1°/secL(L 代表纬度),确保 “方位 - 井斜 - 工具面” 三参数的测量可靠性。同时,方位角与姿态保持精度均可达 20 分钟,保障长周期测量过程中的参数稳定性。

测量范围:测量范围可全面覆盖石油钻井全井型需求,其中方位角测量范围为 0~360°,井斜角测量范围为 0~180°,重力工具面角测量范围为 - 180~180°,陀螺工具面角测量范围为 0~360°。

全温补偿:基础型号工作温度为 5~85℃,储存温度为 0~90℃,ER-Gyro-15H 型号工作温度扩展至 5~125℃,储存温度扩展至 0~130℃,可分别适配常规陆地井与深井高温场景。

在石油石化领域,ER-Gyro-15 的应用聚焦于三大核心场景:一是随钻测量,通过实时采集钻孔的方位角、井斜角、工具面角数据,动态控制钻孔轨迹,大幅缩短传统测量耗时,显著提升钻井作业效率;二是石油测斜寻北,在套管井、钻杆干扰等磁异常井段,替代传统磁敏感元件测斜仪,通过自寻北功能实现地理真北方向精准定位,确保测井数据有效性;三是小井斜段测量,在小井斜段且有磁场干扰的双重限制情况下,ER-Gyro-15能精准输出有效测量数据。

ER-MNS-09 MEMS陀螺定向短节

ER-MNS-09 采用异形圆柱体设计,核心依托可自寻北的高精度MEMS陀螺仪,通过测量地球自转分量确定地理真北方向,全程不依赖地磁场,可在地下金属管道、强电磁干扰等石油石化关联复杂环境中稳定工作,同时兼具抗冲击振动、体积小、重量轻、功耗低等优势。

核心技术优势

异形结构与空间适配性:异形圆柱体设计(直径 30mm,长度 120mm),重量≤150g,可灵活嵌入探管、钻头后端或导向头内,适配空闲受限的作业场景。

全固态抗恶劣环境设计:内置内台体,采用全固态设计,抗冲击、抗振动能力突出,可耐受钻井中带来的强烈冲击震动,以及潮湿、粉尘及强电磁干扰环境。

高精度方位与姿态测量:通过静态基座寻北(寻北时间 5 分钟),实现方位角、俯仰角、横滚角的输出。方位角精度最高可达0.25°,并支持20 分钟高精度保持,姿态精度≤0.2°(1σ),保障长周期作业的参数稳定性。

宽温域与低功耗适配:基础型号工作温度 5~55℃,高温型号支持 5~125℃,满足深井、沙漠等石油石化特殊环境;功率仅 3W,适配井下电池供电场景。

关键性能参数

ER-MNS-09 按精度需求分为多个型号,方位角精度呈现梯度差异:ER-MNS-09A/HA 型号为 1°,ER-MNS-09B/HB 型号为 0.5°,ER-MNS-09C 型号为 0.25°,可根据不同作业精度需求灵活选择。

倾角测量范围为 - 85~85°,方位角测量范围为 0~360°,满足钻孔过程的测量需求;数据更新率统一为 100Hz,通信接口采用 RS-422,确保测量数据的实时传输。

ER-MNS-09 MEMS陀螺定向短节以高精度、强抗扰、小体积、低功耗的完整解决方案,成为复杂地下环境中不可或缺的方向感知核心。尤其适用于强干扰、非磁性条件下的定向钻井施工,是提升工程精度与可靠性的关键技术和装备。



文章标签: MEMS陀螺定向短节

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