测斜仪器及其测斜原理ppt课件.ppt

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1、测斜仪器及其测斜原理韩志勇测斜仪器分类；测斜原理；MWD信号传输原理；测斜仪器分类测斜原理—液面原理1.液面是水平的。井眼轴显示倾斜的。液面与井眼轴线的法面的交角，即为井眼井斜角。2.氟氢酸测斜仪就是这个原理。3.虹吸测斜仪也是应用此原理。测斜原理—液面原理HF液面原理测斜定向：齿刀上的齿尖所指方位，标志着造斜工具的工具面方位。测量时仪器最下面的铅模压在定向齿刀上，留下齿刀的印痕，于是可知道造斜工具的工具面方位；同时，氟氢酸液瓶的液面倾斜方位代表着井斜方位。于是知道了工具面方位与井斜方位的关系。需在下钻前在裸眼

2、内测得井斜方位；测斜原理—重力原理1.重锤罗盘照相井斜角的定义就是：重力方向与井眼方向之间的夹角。所以可以利用重力原理测量井斜角。悬挂的重锤，总是指向重力方向；罗盘面上刻有许多同心圆，代表不同的角度。对着罗盘照相，“十”字标记投影到罗盘面上，可以读到井斜角值。重锤悬挂长度越长，测量范围就越小；巧妙设计，可测900甚至1200井斜角。测斜原理—重力原理重锤打孔测井斜重锤带尖；时钟控制；到时间后，由时钟控制驱动弹簧，推动打孔纸板撞向重锤的尖部，从而打孔。由孔眼位置可读井斜角。测斜原理—重力原理3.重力加速度计原理：重

3、力元在重力作用下要发生位移，引起电容传感器的电容发生变化，此变化信号通过放大以后，使线圈产生一定的电流，该电流产生磁力使重力元复位。重力元位移大小，反映在线圈给出的电压大小。重力元的位移大小与重力元在空间的状态有关。测斜原理—重力原理3.重力加速度计重力元的空间状态：水平状态，重力方向与位移方向一致，位移最大；垂直状态，重力方向与位移方向垂直，位移为零；倾斜状态，重力方向与位移方向有一定夹角，位移与角度sinα成正比。测斜原理—重力原理3.重力加速度计重力加速度计的布置在测斜仪器中，在X，Y，Z三个方向上，各装一

4、个重力加速度计，则三个重力加速度计的测值是不同的。通过计算，可以算出重力方向与仪器轴线的夹角即井斜角的大小。测方位原理—磁北原理磁北原理地球有个磁场，地球上任一点都受到磁场的作用，该点的磁力线方向（即磁北方向）在一段时间内基本上是不变的。测的磁力线方向与井眼方位线的夹角，即是井斜方位角。测方位原理—重力原理1.磁罗盘磁罗盘是中华民族的伟大发明。磁罗盘始终处于水平位置，并可自由转动，罗盘始终指出磁北极的方向。与重锤罗盘和为一体，在测得井斜角的同时，也测出井斜方位角。测方位原理—磁北原理1.磁罗盘如果罗盘盘面上的方位

5、标志，与地理方位相同，则“十”字标记落在低边方位线上。而井斜角是高边方位线与正北方位线的夹角。所以罗盘面上的读值与实际井斜方位相差1800。为了丛罗盘盘面上直接读出井斜方位，需要将N和S位置互换，E和W位置互换。罗盘面方位与地理方位相反的情况测方位原理—磁北原理2.磁通门磁通门结构：铁心上绕着两级线圈。初级线圈，先正向缠绕，然后又反向缠绕。线圈内通交流电，不管电流大小和变化如何，线圈感应的磁场互相抵消为零。次级线圈，仅一个方向缠绕，且不通电。在没有地球磁场情况下，也不会感应电流。在地球磁场影响下，会感应出电流来。

6、感应的电压大小与该点处地球磁场强度大小有关，与通过磁通门的磁通量多少有关。测方位原理—磁北原理2.磁通门磁通门状态磁通门与磁力线方向的关系状态不同，通过的磁通量多少就不同。磁通门的布置磁通门在仪器中的三个坐标方向布置，根据三个磁通门测得的磁通量的值，可以算出磁北方向与井眼方位的夹角，即井斜方位角。测方位原理—磁北原理2.磁通门—井斜方位角计算第三种计算方法：根据X、Y、Z三个方向上的三个重力加速度计的测值（分别为：GX、GY、GZ）可以求得X、Y、Z三个坐标轴的正方向与重力线方向的三个夹角θx、θy、θz。由于三

7、个加速度计的安置方向与三个磁通门的安置方向完全相同，所以，三个磁通门的正方向与重力线的夹角也等于：θx、θy、θz。测方位原理—陀螺原理陀螺仪结构及原理：高速旋转的陀螺仪具有定向性(定轴性)。加上内外框架，构成“万向机架”。只要陀螺轴的方向不变，与外框架构成一体的罗盘的方向也就不变。在陀螺仪启动时，人为地使陀螺轴指向地理正北(不是磁北)，就可保证罗盘的N极始终指向地理正北。如此即可以陀螺罗盘的正北作为参照方向，测量井斜方位。测方位原理—陀螺原理陀螺进动原理ω各种方法精度对比仪器每10000英尺测深的位移误差仪器

8、外径使用的局限性磁性仪器200英尺2.25英寸磁干扰及磁场变化自由陀螺100英尺2～3英寸进动漂移找北陀螺20～30英尺1.75～3英寸惯性导航1英尺10.6英寸直径太大，结构复杂MWD原理简介—组成MWD(随钻测量系统)开始出现随钻测斜SWD(SurveyWhileDrilling)；后来出现随钻测量MWD(MeasurementWhileDrilling)；可测内容：