Làm thế nào để chọn một hệ thống hướng dẫn giàn khoan định hướng phù hợp?

1. Xét nghiệm trong phòng thí nghiệm
Kiểm tra hiệu chuẩn cảm biến: Trong môi trường phòng thí nghiệm, sử dụng thiết bị hiệu chuẩn chuyên nghiệp để thực hiện các thử nghiệm hiệu chuẩn riêng biệt trên các cảm biến khác nhau trong hệ thống hướng dẫn, chẳng hạn như cảm biến độ nghiêng, cảm biến góc phương vị, cảm biến vị trí, v.v. Bằng cách so sánh với các giá trị tiêu chuẩn đã biết, hãy kiểm tra xem phép đo có sai số của cảm biến nằm trong phạm vi cho phép. Ví dụ, đối với cảm biến độ nghiêng, nó có thể được đặt trên bàn nghiêng chính xác, đặt các góc nghiêng khác nhau và quan sát độ lệch giữa giá trị đo được của cảm biến và góc nghiêng thực tế. Nói chung, độ chính xác đo của cảm biến độ nghiêng bắt buộc phải nằm trong phạm vi ±0.1 độ .
Kiểm tra truyền tín hiệu: Mô phỏng các điều kiện truyền tín hiệu trong quá trình khoan thực tế để kiểm tra hiệu suất truyền tín hiệu của hệ thống dẫn hướng. Xây dựng nền tảng kiểm tra truyền tín hiệu, đặt các khoảng cách truyền khác nhau, môi trường nhiễu và các yếu tố khác, đồng thời phát hiện cường độ tín hiệu, độ ổn định và tỷ lệ lỗi bit. Ví dụ, khi có nhiễu trường điện từ mạnh, hãy quan sát tốc độ mất gói khi truyền tín hiệu không dây. Nếu tốc độ mất gói vượt quá một ngưỡng nhất định, điều đó có nghĩa là hiệu suất truyền tín hiệu kém, điều này có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống hướng dẫn.
2. Kiểm tra tại chỗ
Kiểm tra độ chính xác tĩnh: Tại công trường, đặt mũi khoan của máy khoan định hướng vào một điểm cố định với vị trí và tư thế đã biết, khởi động hệ thống hướng dẫn, ghi lại vị trí đo, độ nghiêng, góc phương vị và các thông số khác rồi so sánh chúng với giá trị thực tế đã biết. Lấy giá trị trung bình của nhiều phép đo và tính sai số đo. Ví dụ, trên mặt đất nằm ngang, đặt tọa độ vị trí và độ cao của mũi khoan theo các giá trị tiêu chuẩn đã biết, đo và so sánh độ lệch của chúng thông qua hệ thống dẫn hướng. Nếu độ lệch vị trí ngang vượt quá ±{0}}.2 mét, độ lệch vị trí dọc vượt quá ± 0,1 mét hoặc độ lệch nghiêng và góc phương vị vượt quá phạm vi độ chính xác đã chỉ định, điều đó có nghĩa là độ chính xác tĩnh của hướng dẫn hệ thống không đáp ứng được yêu cầu.
Kiểm tra độ chính xác động: Thực hiện kiểm tra độ chính xác động trong quá trình khoan thực tế, đây là phương pháp kiểm tra phản ánh tốt nhất hiệu quả hoạt động của hệ thống dẫn hướng. Chọn một đường khoan đại diện, đặt trước quỹ đạo khoan và trong quá trình khoan, ghi lại dữ liệu quỹ đạo được đo bởi hệ thống hướng dẫn trong thời gian thực, đồng thời so sánh và phân tích nó với quỹ đạo đặt trước. Tính toán độ lệch ngang, độ lệch dọc, độ lệch trung bình và các chỉ số khác của quỹ đạo để đánh giá độ chính xác của hệ thống dẫn đường trong điều kiện động. Ví dụ: trong thử nghiệm khoan có chiều dài 50 mét, nếu giá trị trung bình của độ lệch ngang vượt quá ±0,3 mét và giá trị trung bình của độ lệch dọc vượt quá ±0,2 mét, nó chỉ ra rằng độ chính xác động của hệ thống hướng dẫn cần phải được cải thiện.
Kiểm tra độ lặp lại: Trong cùng một điều kiện, thực hiện cùng một thao tác khoan nhiều lần, ghi lại dữ liệu đo và quỹ đạo khoan của hệ thống dẫn hướng mỗi lần và quan sát độ lặp lại của kết quả đo và quỹ đạo. Đánh giá độ ổn định và khả năng lặp lại của hệ thống hướng dẫn bằng cách tính toán phạm vi sai lệch giữa nhiều kết quả thử nghiệm. Nếu phạm vi sai lệch của mỗi lần kiểm tra nhỏ có nghĩa là hệ thống hướng dẫn có độ lặp lại và độ ổn định tốt; nếu không, có thể có vấn đề về tính không ổn định của hệ thống hoặc phép đo không chính xác.
3. Kiểm tra so sánh
So sánh với các hệ thống có độ chính xác cao đã biết: Cài đặt đồng thời hệ thống dẫn hướng cần thử nghiệm và hệ thống dẫn hướng có độ chính xác cao đã biết trên cùng một giàn khoan định hướng, thực hiện cùng một thao tác khoan và so sánh dữ liệu quỹ đạo và các chỉ số độ chính xác được đo bằng hai. Nếu độ lệch giữa kết quả đo của hệ thống được kiểm tra và hệ thống có độ chính xác cao nằm trong phạm vi hợp lý thì có nghĩa là hiệu suất và độ chính xác của nó về cơ bản đáp ứng yêu cầu; nếu sai lệch lớn thì cần phân tích sâu hơn nguyên nhân và có biện pháp khắc phục.
Thử nghiệm so sánh trong các điều kiện làm việc khác nhau: Các thử nghiệm được tiến hành đối với các điều kiện hình thành, độ sâu khoan, đường kính khoan và các điều kiện làm việc khác nhau, đồng thời so sánh hiệu suất và độ chính xác của hệ thống dẫn hướng trong các điều kiện làm việc khác nhau. Ví dụ, các thử nghiệm khoan được tiến hành ở các thành tạo cát và đá để quan sát độ chính xác của phép đo và khả năng kiểm soát quỹ đạo của hệ thống dẫn đường dưới các lực cản hình thành và cấu trúc địa chất khác nhau, để đánh giá toàn diện khả năng thích ứng và độ tin cậy của nó.
4. Phân tích và đánh giá dữ liệu
Phân tích lỗi: Phân tích lỗi chi tiết của nhiều dữ liệu khác nhau được thu thập trong quá trình thử nghiệm, bao gồm lỗi hệ thống, lỗi ngẫu nhiên, v.v. Các thông số như giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của lỗi được tính toán bằng phương pháp thống kê để xác định quy luật phân phối và nguồn gốc chính của lỗi . Ví dụ: nếu phát hiện thấy sai số hệ thống lớn trong phép đo góc phương vị, thì đó có thể là do việc hiệu chỉnh cảm biến địa từ không chính xác hoặc do nhiễu từ từ trường xung quanh và cần phải điều chỉnh và cải tiến có mục tiêu.
Các chỉ số đánh giá hiệu suất: Thiết lập bộ hệ thống chỉ báo đánh giá hiệu suất khoa học và hợp lý, xem xét toàn diện các yếu tố như độ chính xác, tính ổn định, thời gian thực và độ tin cậy, đồng thời đánh giá toàn diện hiệu suất tổng thể của hệ thống hướng dẫn. Ví dụ: phương pháp trung bình có trọng số có thể được sử dụng để gán các trọng số tương ứng theo tầm quan trọng của các chỉ số khác nhau và điểm hiệu suất toàn diện có thể được tính toán để làm cơ sở đánh giá liệu hệ thống hướng dẫn có đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật hay không.