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Enregistrement W2287270500 · doi:10.2118/175898-ms

An Innovative MEMS-Based MWD Method for Directional Drilling

2015· article· en· W2287270500 sur OpenAlexafffund
Daihong Chao, Yuan Zhuang, Naser El‐Sheimy

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueGeophysics and Sensor Technology
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésMeasurement while drillingGyroscopeDirectional drillingAccelerometerComputer scienceMicroelectromechanical systemsDrillingInertial measurement unitEngineeringSimulationMechanical engineeringAerospace engineeringArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract To overcome the challenges and disadvantages of conventional simple vertical drilling methods, directional drilling, which directs a wellbore along a predefined trajectory to the desired target, is widely used nowadays. However, directional drilling requires much better surveying accuracy of boreholes drilled for oil and gas exploration. Currently, this surveying accuracy is provided by the measurement while drilling (MWD) tools, which can be categorized into two types: magnetometer-based systems and gyroscope-based systems. Unfortunately, both systems have some practical problems, such as magnetic interference of environmental effects, inaccurate trajectories between survey stations and non-real-time measurements. The main objective of this paper is to propose a reliable, real-time, and low-cost MWD surveying system and overcome the limitations of traditional systems. In recent years, micro-electro-mechanical system (MEMS) sensors have been widely used in navigation fields due to their small size, rigidity, and low-cost consumption. Thus, MEMS-based MWD technology has gained much attention and can potentially be applied in very small diameter well drilling activities with satisfactory precision. In this paper, a new method to provide continuous measurement information about the wellbore trajectory during the drilling process was developed. A strapdown inertial navigation system (SINS) technology, consisting of three accelerometers and three gyroscopes, has been utilized to integrate a rotary steerable system (RSS) and MWD tool into one drilling probe. This proposed MWD surveying system eliminates the size constraint of conventional inertial sensors. It also overcomes the real-time problems aroused from distance between MWD system and drill bit. Due to the large noise in MEMS sensors and the strong nonlinearity in MEMS-based SINS especially under large shocks and high vibrations, unscented Kalman filtering (UKF) was used in this paper to enhance the performance of the drilling system. Stand-alone MEMS-based SINS only provides a short-term accurate navigation solution. Therefore, the following aiding information was also used as updates for the MEMS-based SINS in the drilling procedure: the length and velocity information of the total pipelines, the zero velocity information during periodic stop intervals and azimuth information from the magnetometers. The proposed method was validated in two typical scenarios. Results showed that the proposed method can offer more accurate position and attitude than the conventional extended Kalman filtering (EKF). In conclusion, the feasibility of the innovatively continuous borehole surveying method had been demonstrated in this paper. The presented MEMS-based MWD method for directional drilling can eliminate the costly nonmagnetic drill collars for the magnetometers, overcome the size limitation of gyroscope-based MWD systems for small wells drilling, survey the borehole continuously without interrupting the drilling process, and improve the overall accuracy by utilizing UKF technique.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,292
Écart entre enseignants0,263 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2015
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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