Новости

Метрологическая лаборатория калибровки приборов скважинной инклинометрии

На базе Новосибирского научно-технического центра работает метрологическая лаборатория калибровки приборов скважинной инклинометрии. Она находится в отдельно стоящем деревянном здании, в котором размещено только немагнитное оборудование. При строительстве лаборатории использовали медные крепежи, чтобы исключить их влияние на магнитный фон, с которым работают скважинные инклинометрические приборы. Лаборатория такого уровня — единственная за Уралом.

Немагнитная калибровочная установка позволяет вращать скважинный инклинометр массой до 100 кг в любом направлении в трех осях. В лаборатории работают только с высокоточными эталонными приборами, которые позволяют достигать погрешностей вплоть до 30 угловых секунд. В лаборатории можно воспроизвести реальные условия эксплуатации скважинных приборов (например, нагрев, вибрацию и удары). 

«Для калибровки нужно создать такие условия, чтобы не было влияния электромагнитных приборов и внешних факторов. Кроме этого нужно еще измерять магнитное поле Земли очень точно. Поэтому нужны немагнитные объекты  — чтобы не было ни железобетонных сеток, ни железных конструкций. Соответственно, самый оптимальный вариант — это деревянная конструкция. Скобы и гвозди использовались по минимуму», — пояснил технический директор ННТЦ, кандидат технических наук Дмитрий Тайлаков.

В качестве трех осей выступают следующие направления прибора: по направлению магнитного азимута (условный север), по направлению зенита (вертикаль, направление действия силы тяжести) и направление вращения вдоль собственной оси.

«Поместив прибор внутрь установки, мы можем моделировать вращение прибора в скважине на любой  заданный угол в азимутальном, зенитном и апсидальном (направление собственного вращения) направлениях. Установка измеряет фактические углы, позволяя сравнить их с показаниями скважинного инклинометра, тем самым контролируя его точность. Таким образом, инклинометр в скважине регулирует направление бурения с известной точностью, что является одним из важных факторов правильного выполнения работ. Если этого не делать, результат бурения может оказаться совершенно неудовлетворительным. Например, подземная часть скважины может выйти за пределы кадастровой территории, что привлечет к огромным проблемам с законностью добычи у владельца. Кроме всего прочего, мы разработали специальный самообучающийся нейросетевой алгоритм калибровки, чтобы еще больше повысить достоверность показаний приборов, поступающих к нам в лабораторию», — рассказывает ведущий инженер ННТЦ Константин Тукмачев. 

Специально разработанный цифровой алгоритм учитывает все данные и погрешности. В других компаниях используются установки, которые работают только в 3-8 точках пространственных координат. Установка ННТЦ позволяет проводить измерения в трех осях при различных температурных режимах, тем самым достигая количества точек более 50 тысяч, повышая точность и полезность полученных данных. 

«Это единственная лаборатория такого уровня за Уралом. Есть в Томске английские установки, максимально близкие к тому, что делается нами. Но и стоимость их установок составляет порядка 30 миллионов рублей. У нас же получилось добиться значительно меньших затрат при высочайших точностях. Установка вместе со всеми дополнительными приспособлениями стоит около 8-9 миллионов, что в три раза дешевле зарубежных аналогов»,— добавил Константин Тукмачев.

Еще одним плюсом немагнитной калибровочной установки ННТЦ является то, что зарубежные аналоги не имеют метрологической прослеживаемости. Английские инженеры решили эту проблему, но дорогим способом, с помощью установки трех ситалловых многогранных призм и отсчетного прибора - автоколлиматора. Сегодня таких призм в России не производят. А ближайшие аналоги - стальные призмы стоят по 1,5-2 миллиона. Кроме того, у таких установок есть существенный недостаток — физическое количество углов, ограниченное числом граней призмы. Установка ННТЦ используем теодолит с дискретностью в 20 угловых секунд, что позволяет получить точные данные с дискретностью, большей, чем по самой большой призме в 1,5  тысячи раз.

«Кроме того, мы проработали вариант калибровки в температурных диапазонах. Такого нет ни в одной отечественной установке. Есть мысли по дальнейшей модернизации, но пока это просто концепция, до их реализации еще далеко»,делится дальнейшими планами ведущий инженер ННТЦ Константин Тукмачев.

На сегодняшний день основной заказчик измерений в метрологической лаборатории это ННПГА «Луч» — постоянный партнер ННТЦ, с которым центр работает долгое время. Но ведутся работы и с другими производителями инклинометрического оборудования. Так, в рамках в рамках исследования возможностей лаборатории, проведена работа с приборами американской компании «Tolteq». На основе этих полученных измерений, наши сотрудники совместно с Государственным центром испытаний средств измерений СНИИМ внесли инклинометры в российский госреестр.