MEMS定向短節,顧名思義,是采用MEMS傳感器,通過捷聯慣性測量技術實現方位與姿態定向,并以模塊化短節形態存在的測量裝置。但同為MEMS定向短節,ER-Gyro-15/ER-Gyro-19和ER-MNS-09卻在應用場景中劃出了清晰界限,前者活躍于石油天然氣測井領域,后者則專用于HDD。其實這種區別并非偶然,而是參數性能與場景需求相結合的表現。
ER-Gyro-15/ER-Gyro-19和ER-MNS-09應用分野的核心源于它們在參數測量范圍、測量方法和對準速度與精度上的精準差異化設計。這些差異直接決定了它們對不同行業場景的適配性。
參數測量范圍
ER-Gyro-15/ER-Gyro-19實現了多參數協同測量,除方位角(精度0.5°)外還能精準輸出井斜角(精度0.1°)和工具面角(精度 1°/secL)。這一特性直指石油天然氣測井的核心訴求:井眼軌跡的全維度控制。
ER-MNS-09的參數測量則聚焦于單一核心數據——方位角。其參數設計邏輯貼合HDD等場景的基礎需求:只需明確鉆孔的方向基準,即可完成管線鋪設等定向作業。例如在城市地下管網穿越中,09通過穩定輸出方位角,確保鉆頭沿預設路徑行進,避免與既有管道或其他物體碰撞,這種單參數測量模式在低復雜度場景中足夠高效。
測量方法
ER-Gyro-15/ER-Gyro-19的核心優勢是隨鉆測量,即能夠振動環境中保持數據有效性。石油鉆井時,鉆頭與巖層的持續碰撞會產生隨機振動,傳統設備易出現數據跳變或中斷。而15/19通過全固態設計和捷聯慣性測量技術,可在隨機強振動中保持方位角、井斜角和工具面角的穩定輸出,實現“邊鉆邊測”。
ER-MNS-09則由于井斜角和工具面角數據的缺失,不具備隨鉆測量能力。在HDD作業中,鉆頭行進較慢,且需頻繁停鉆調整姿態以避開障礙物,09的測量模式恰好適配這種節奏。
對準速度與精度
ER-Gyro-15/ER-Gyro-19的快速對準能力是應對石油鉆井高效需求的關鍵:30s完成初始對準,方位精度達1°;90s實現精確對準,方位精度達0.5°。這種快準結合的特性,完美匹配石油鉆井“分秒必爭”的節奏。
相比之下,ER-MNS-09不具備快速對準能力,尋北時間需要5min,但最終方位精度可達0.25°。這種 “慢而精” 的設計邏輯,貼合 HDD 作業的典型場景,非開挖管線鋪設多為分段施工,每段鉆進前有充足時間完成校準,且對長期姿態保持精度要求更高。
ER-Gyro-15/ER-Gyro-19和ER-MNS-09的差異,并非性能的差距,而是技術路線針對場景需求的主動取舍。
審核編輯 黃宇
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