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MEMS技術(shù)在定向鉆進(jìn)的應(yīng)用露出曙光
專欄：行業(yè)資訊
發(fā)布日期：2018-05-28
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據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，隨著石油和天然氣行業(yè)剛剛從長期的低迷期恢復(fù)，運(yùn)營商們對提高井下井智能性 、提高技術(shù)可靠性 、加快鉆井速度并降低將井下作業(yè)聯(lián)網(wǎng)成本等有強(qiáng)烈的需求 。這些因素共同開創(chuàng)了基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的定向鉆進(jìn)傳感器技術(shù)的新時(shí)代 。在油氣鉆探歷史上 ，涉及鉆井傳感器技術(shù)的基本原理和方式只發(fā)生過兩次改變 。鉆孔傳感器的發(fā)明最早出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代。在此之前 ，該行業(yè)基本是盲目鉆探的 。所開發(fā)的鉆孔儀器只是...
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，隨著石油和天然氣行業(yè)剛剛從長期的低迷期恢復(fù) 在油氣鉆探歷史上 在20世紀(jì)70年代 為什么是MEMS 有了MEMS技術(shù) 秘訣在于半導(dǎo)體制造技術(shù)的革新。與制造當(dāng)今強(qiáng)大計(jì)算機(jī)所需的微型晶體管的設(shè)備一樣 基于半導(dǎo)體技術(shù)的MEMS制造不僅將器件微型化做到極致 MEMS器件的微型化賦予了它們固有的可靠性 MEMS的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 1993年 2015~2021年MEMS和傳感器市場規(guī)模 MEMS技術(shù)在定向鉆進(jìn)的應(yīng)用 令人驚訝的是，如今幾乎所有的電子隨鉆測量（MWD）系統(tǒng)都采用了某種MEMS傳感器。MEMS傳感器具備感知和量化如鉆探動(dòng)態(tài)和功能失效等二次參數(shù)的天然特性。用于測量井下沖擊、振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)參數(shù)的傳感器在市場上可購買到，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，并且能很好地滿足要求。然而，MWD系統(tǒng)一直堅(jiān)持使用傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)來執(zhí)行關(guān)鍵的鉆孔定向測量。 長期以來，工業(yè)界一直在努力尋找由三軸慣性（機(jī)械式、基于石英）加速度計(jì)和三軸磁通門（環(huán)形磁芯）磁力計(jì)組成的標(biāo)準(zhǔn)型定位傳感器的替代物，標(biāo)準(zhǔn)型定位傳感器曾是測量井眼位置的主要方法。傳統(tǒng)傳感器體積大、易碎、價(jià)格昂貴（有時(shí)相當(dāng)于MEMS傳感器成本的100到1000倍） 定向鉆進(jìn)市場向MEMS技術(shù)逐漸開放 今天的市場需求是極其嚴(yán)苛的?div id="m50uktp" class="box-center"> ？蛻粢罅⒓词盏阶懔康亩ㄏ蜚@進(jìn)傳感器（如：第一天提出需求 這為傳感器制造商投資開發(fā)和生產(chǎn)基于MEMS技術(shù)的傳感器來取代傳統(tǒng)傳感器奠定了基礎(chǔ)。 創(chuàng)新：層出不窮 提高傳統(tǒng)傳感器可靠性的一種行之有效的方法是設(shè)計(jì)具有兩個(gè)或多個(gè)元器件的冗余系統(tǒng)，當(dāng)最先使用的元器件失效時(shí)，作為備份的元器件可以立刻“候補(bǔ)”。出于傳感器成本和尺寸的考慮，對傳統(tǒng)傳感器技術(shù)的創(chuàng)新者來說，這條路線實(shí)際上是走不通的。但MEMS傳感器尺寸更小，價(jià)格低很多，可以坦然進(jìn)入正軌。 現(xiàn)在，用兩個(gè)或三個(gè)冗余定位傳感器來構(gòu)建系統(tǒng)變得可行，相比傳統(tǒng)單一的傳感器成本更低。MEMS傳感器制造商可以部署大量的傳感器陣列，在與傳統(tǒng)傳感器相同體積的前提下，可靠性、準(zhǔn)確性和性能提升。這僅僅是MEMS傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)新應(yīng)用和創(chuàng)新的可能性的開始。 爭霸市場的發(fā)展之路 目前的“問題”不是“如果”而是“何時(shí)”我們將依賴于MEMS技術(shù)進(jìn)行定向鉆進(jìn)工作。在本文中，大多數(shù)傳感器都是基于傳統(tǒng)技術(shù)制造的。然而，現(xiàn)在一些制造商提供創(chuàng)新的鉆孔測量級的定向傳感器，部分或完全基于MEMS技術(shù)，并適用于各種溫度范圍。隨著業(yè)界對新型傳感器的信心增長，我們期望更多的制造商進(jìn)入市場。 此外，我們采訪了許多各個(gè)行業(yè)參與研究、開發(fā)、制造和供應(yīng)傳感器的公司，不僅僅局限于石油和天然氣行業(yè)。每家被采訪的制造商都展示了清晰的模式，那就是將研發(fā)資金從傳統(tǒng)的傳感器制造技術(shù)轉(zhuǎn)移到基于MEMS的技術(shù)。一些制造商放棄了對傳統(tǒng)技術(shù)的投資，只專注于開發(fā)基于MEMS技術(shù)的傳感器。 最后 如今，對定向鉆進(jìn)服務(wù)公司的需求量越來越小 MEMS技術(shù)讓新產(chǎn)品與傳統(tǒng)傳感器相比，不僅表現(xiàn)相當(dāng)甚至更好，而且還提供更高的價(jià)值。 |
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