Инклинометрия скважинных объектов

Геофизическая инклинометрия скважинных объектов, в основном,

осуществляется на базе измерительных комплексов, включающих набор преобразователей параметров наклона и оборудования для обработки данных.

Основным принципом, лежащим в основе построения первых приборов контроля угловых параметров скважных объектов, является принцип магнитомеханических измерений, сущность которого заключается в определении угла наклона в зависимости от динамики естественного геомагнитного поля. Развитию этого метода в советское время были посвящены практические разработки авторов Цодикова С.Ф., Косого М.А., Доломанова Л.А., Посядо В.П., Чуприкова Г.Е., Самохина Г.А., Андрианова Д.Г. и др. Описанная в работах техническая реализация данного метода сводится к построению измерительной цепи, состоящей из магнитомеханических преобразователей, в виде мостовой схемы [12]. Однако ключевым метрологическим недостатком систем подобного класса является низкая точность измерений, которая составляет от +0,5° до +4°.

В дальнейшем, на пути решения вопроса повышения качества углометрии, научные исследования стали развиваться в области математического обеспечения средств измерений на базе электромеханических преобразователей. Данное направление получило развитие на базе работ Белянина Л.Н., Голикова А.Н., Мартемьянова В.М., Самойлова С.Н., Атамов Ф. А., Гарейшин З. Г, Козыряцкий Н. Г. и др. Данные разработки позволили повысить точность измерений (0,01°) и разрешающую способность (0,001°), однако это достигается путем уменьшения диапазона измерений и сужения областей применения [13-16].

Рассматривая множество классов измерительных инклинометрических систем, наиболее широкое применение находят приборы российских разработчиков: ЗАО «Энергонефтемаш» (Г. Омск) [17], АО НПФ «Геофизика»,

«Циклоп» (Геодезический мониторинг), ООО ОПТИЗ «Мониторинг», ООО «НАНОтехнологиченское общество России», ООО «АМК ГОРИЗОНТ» (г. Октябрьский) и НИИ ТС «ПИЛОТ» (г. Уфа) и др. В число разработчиков импортных инклинометрических систем, представленных на российском рынке входят фирмы-производители: Slumberger [18-20], «GeoMos» (Leica

Geosystems), Sperry-Sun, Seika, Baker Hughes, Deutag и др. В процессе оценки характеристик измерительных инклинометрических систем перечисленных фирм- разработчиков следует отметить, что основным недостатком является наличие инструментальных погрешностей, которые лежат в диапазоне от +0,2° до -0,5° и обусловлены применяемыми конструктивными решениями.

Примером оборудования, используемого для мониторинга колебаний здания, могут служить велосиметр Guralp CMG3ESPC и акселерометр Guralp CMG-5T Основой вычисления угла наклона при обработке информации в системах подобного класса служит стандартное тригонометрическое преобразование проекций вектора ускорения свободного падения на соответствующие оси чувствительности датчика. В частных случаях также используется численное интегрирование и вейвлет-преобразование регистрируемых сигналов. В таком случае, основным недостатком является то, что данные об изменении пространственных и геометрических характеристик показывают только конечный результат деформации конструкции, но не отражают реального процесса развития этих деформаций.

В настоящее время на основании совершенствования технологической базы и с учетом вышеизложенного, можно сделать вывод о перспективах широкого применения акселерометрических преобразователей, как в гониометрических системах в целом, так и в скважинной инклинометрии в частности. Применение микроэлектронных технологий при проектировании акселерометрических преобразователей в сочетании с их высокой точностью и устойчивостью дают возможность совершенствования измерительных средств. Кроме того, использование новых алгоритмических решений открывает широкие перспективы в дальнейших систематизированных исследованиях в направлении оптимизации,

повышения точности и чувствительности средств измерений параметров наклона.

1.1.3