L&TD

Mô tả giải pháp:

1.Tình trạng công việc về vấn đề đang được xem xét trước khi tạo ra giải pháp (Mô tả những nhược điểm của đối tượng hiện hành kèm theo bảng, sơ đồ, hình vẽ,… trong trường hợp cần thiết).

       Trong công tác đo Carota, độ sâu là một tham số quan trọng luôn phải theo dõi và được sử dụng trong các tài liệu địa vật lý cũng như trong công tác bắn mìn v.v.

       Quá trình đo độ sâu trên thực tế:cáp địa vật lý sẽ được luồn qua rãnh của hệ thống ròng rọc đầu tời. Khi tời vận hành kéo/thả máy trong giếng khoan cáp địa vật lý chuyển động sẽ làm cho các ròng rọc quay dẫn đến trục của bộ Encoder (Được gắn đồng trục với ròng rọc có chu vi C xác định) cũng quay theo. Encoder là một bộ cảm biến dùng để đo độ sâu với thông số kỹ thuật cơ bản là: Số xung của 1 vòng quay. Hiện tại hệ thống đang sử dụng Encoder có 1000xung/1vòng. Encoder tiêu chuẩn khi quay sẽ tạo ra hai tín hiệu xung lệch pha nhau п/2, hai pha này sẽ được đưa đến bộ xử lý độ sâu của hệ thống (Bản chất là một bộ đếm có hướng) để đếm hiệu số xung N được đưa vào từ hai hướng quay Up/Down của Encoder.

         Độ sâu được tính theo công thức: Độ sâu = N*C/n (1)

        Trong đó : N: là hiệu số xung đếm được theo hai hướng quay Up/Down, C: chu vi của ròng rọc, n: số xung phát ra trong 1 vòng quay của Encoder. Đối với một loại Encoder ta có số n cố định.

        Tỉ số C/n được gọi là hệ số encoder. Ví dụ C = 1 mét, n = 1000 xung/vòng; hệ số Encoder sẽ là 1/1000 và khi ta có số N = 1000 nghĩa là cáp đã đi được 1 mét. Điều này chỉ đúng khi hệ thống đầu tời còn mới, chưa xảy ra sự mài mòn đáng kể giữa cáp và ròng rọc. Trên thực tế sau một thời gian làm việc các rãnh của ròng rọc sẽ bị mòn, chu vi của nó không còn như ban đầu khiến cho hệ số encoder thay đổi theo. Lúc này để tính được độ sâu chính xác trong công thức (1) cần phải đưa vào hệ số еncoder thực tế, có nghĩa là hệ số еncoder đã qua hiệu chỉnh. Vấn đề được đặt ra là phải có một thiết bị đo độ sâu có độ ổn định cao làm giá trị chuẩn mà nhờ nó người vận hành trạm, tời có thể thiết lập lại hệ số encoder thực tế cho phần mềm của hệ thống.

2. Nội dung của giải pháp đưa ra (Mục đích, bản chất, tính ưu việt của giải pháp kèm theo những tài liệu phù hợp dạng bảng, sơ đồ, hình vẽ,…trong trường hợp cần thiết)

       Qua phân tích, nghiên cứu thực tế nhóm tác giả đã đưa ra giải pháp thiết kế chế tạo mới “Thiết bị hiệu chuẩn độ sâu trong công tác đo carota tổng hợp” nhằm đáp ứng được yêu cầu của sản xuất. Hệ thống bao gồm 3 phần chính :

• Bộ chuẩn gồm: bộ ròng rọc đầu tời và bộ Encoder sử dụng riêng cho bộ chuẩn. Phần này nhằm đảm bảo sự chính các của các thông số như chiều dài cáp, chu vi ròng rọc, số xung/vòng, v.v…
• Bảng điều khiển và thu thập số liệu DCS: đo ghi độ sâu, dấu mét từ, sức căng và 6 kênh analog; điều khiển đánh dấu mét từ, hiển thị LCD, giao tiếp với máy tính thông qua cổng COM hoặc USB.
• Máy tính và phần mềm chuyên dụng để điều khiển, thu nhận dữ liệu , tính toán độ sâu, sức căng, tốc độ kéo, thả và các tiện ích khác….

       Nguyên lý hoạt động:

       Thiết bị hiệu chuẩn độ sâu là một hệ đo độ sâu độc lập, cho phép thiết lập một hệ số encoder hầu như không thay đổi theo thời gian (vì cáp và ròng rọc đầu tời không bị mòn). Để áp dụng cho trạm đo carota trên thực địa, thiết bị hiệu chuẩn sẽ đo độ sâu độc lập song song với hệ thống đo độ sâu của trạm đo, tức là cùng đo trên một độ dài. Trên cơ sở số liệu đo ta tính được hệ số encoder của trạm đo carota.

       MÔ TẢ

       Hệ thống thiết bị hiệu chuẩn độ sâu đang được áp dụng tại đội Công Nghệ Cao trên cơ sở bảng DEEP CALIBRATION SYSTEM (DCS) do XN Địa vật lý chế tạo, kết hợp với Bộ ròng rọc đo độ sâu đầu tời của hãng Halliburton và các phụ kiện được miêu tả trên Hình 1. Hệ thống thiết bị này cho phép tiến hành kiểm tra độ chính xác của hệ thống đo độ sâu của các trạm đo Địa vật lý ngay tại thực địa, trong điều kiện cáp chịu tải thực tế, từ đó xác định được các hệ số hiệu chỉnh độ sâu của cáp.

        Hệ thống gồm các khối sau

• Bộ ròng rọc đầu tời Halliburton (hình 2)
• Bảng đo độ sâu độc lập – Deep Calibration System (DCS)
• Máy tính xách tay đã cài chương trình điều khiển bảng DCS – MFT
• UPS
• Dây nối tín hiệu độ sâu từ Encoder và bảng DCS, dài 10M
• Dây nối và bộ chuyển đổi COM/USB

      Với cấu tạo như vậy nên toàn bộ thiết bị được lắp ráp một cách linh hoạt, dễ dàng, phù hợp với điều kiện làm việc ở thực địa.

• Đếm xung độ sâu từ Encoder 1 và 2, tách hướng quay và tính giá trị độ sâu của phép đo. Đếm xung dùng Counter pic vào đây để tìm hiểu thêm
• Điều khiển, xuất dữ liệu hiển thị độ sâu trên LCD
• Thực hiện giao tiếp cổng COM, trao đổi dữ liệu với máy tính
• Đọc và xử lý dấu mét từ DMG/HALL DETECTOR nếu có
• Đánh dấu mét từ
•  Xóa dấu mét từ
• Điều khiển mạch ADC để số hóa 8 kênh analog gồm Sức căng, Dấu mét kiểm tra và 6 kênh đo ghi tương tự dự trữ.

        Về Software :

        Phần mềm được thiết kế bằng Visual C++, có thể mở rộng thành phần mềm ghi đo tài liệu tương tự như welllogging, thời gian thực.

Giao diện phần mềm đo

        HOẠT ĐỘNG:

        Bộ thiết bị được sử dụng để kiểm tra độ chính xác của hệ thống đo độ sâu ngay trong quá trình kéo thả cáp địa vật lý trong giếng khoan. Sử dụng bộ thiết bị này khi máy đo địa vật lý đang ở phần giếng đã chống ống và cáp đã được kéo căng ở độ sâu > 500m. Các bước thực hiện chính như sau :

•  Kết nối các thiết bị theo như hình 1
• Dừng kéo, thả tời để lắp bộ ròng rọc lên cáp. Bộ ròng rọc có thể lắp lên một giá chuyên dụng hoặc neo cố định. Cần đảm bảo các vị trí neo giữ được an toàn
• Tiến hành kéo thả cáp khoảng 500 đến 1000m
• Đối chiếu hệ số encoder giữa 2 hệ thống đo để xác định sai số và đưa ra hệ số hiệu chỉnh Hình 2: Bộ ròng rọc đo độ sâu Halliburton

       Trong đợt đo địa vật lý tại giếng 04-3-TU-4X trên giàn Wildcat chúng tôi đã áp dụng để kiểm tra hệ thống đo DCS và Hệ thống đo độ sâu của Trạm địa vật lý. Hệ thống đã đáp ứng được yêu cầu

• Thao tác lắp đặt được thực hiện dễ dàng, an toàn
• Hệ thống DCS làm việc ổn định
•  Xác định được hệ số cần hiệu chỉnh độ sâu cho trạm đo địa vật lý

                                                                                                                       Nhóm UD&PT Công Nghệ Mới