測斜儀器及其測斜原理

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1、測斜儀器及其測斜原理韓志勇測斜儀器分類；測斜原理；MWD信號傳輸原理；測斜儀器分類測斜原理—液面原理1.液面是水平的。井眼軸顯示傾斜的。液面與井眼軸線的法面的交角，即為井眼井斜角。2.氟氫酸測斜儀就是這個原理。3.虹吸測斜儀也是應(yīng)用此原理。測斜原理—液面原理HF液面原理測斜定向：齒刀上的齒尖所指方位，標(biāo)志著造斜工具的工具面方位。測量時儀器最下面的鉛模壓在定向齒刀上，留下齒刀的印痕，于是可知道造斜工具的工具面方位；同時，氟氫酸液瓶的液面傾斜方位代表著井斜方位。于是知道了工具面方位與井斜方位的關(guān)系。需在下鉆前在裸眼內(nèi)測得井斜方位；測斜原理—重力原理1.重錘羅盤照相井斜角的定義就是：重

2、力方向與井眼方向之間的夾角。所以可以利用重力原理測量井斜角。懸掛的重錘，總是指向重力方向；羅盤面上刻有許多同心圓，代表不同的角度。對著羅盤照相，“十”字標(biāo)記投影到羅盤面上，可以讀到井斜角值。重錘懸掛長度越長，測量范圍就越??；巧妙設(shè)計(jì)，可測900甚至1200井斜角。測斜原理—重力原理重錘打孔測井斜重錘帶尖；時鐘控制；到時間后，由時鐘控制驅(qū)動彈簧，推動打孔紙板撞向重錘的尖部，從而打孔。由孔眼位置可讀井斜角。測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)原理：重力元在重力作用下要發(fā)生位移，引起電容傳感器的電容發(fā)生變化，此變化信號通過放大以后，使線圈產(chǎn)生一定的電流，該電流產(chǎn)生磁力使重力元復(fù)位。重力元位

3、移大小，反映在線圈給出的電壓大小。重力元的位移大小與重力元在空間的狀態(tài)有關(guān)。測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)重力元的空間狀態(tài)：水平狀態(tài)，重力方向與位移方向一致，位移最大；垂直狀態(tài)，重力方向與位移方向垂直，位移為零；傾斜狀態(tài)，重力方向與位移方向有一定夾角，位移與角度sinα成正比。測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)重力加速度計(jì)的布置在測斜儀器中，在X，Y，Z三個方向上，各裝一個重力加速度計(jì)，則三個重力加速度計(jì)的測值是不同的。通過計(jì)算，可以算出重力方向與儀器軸線的夾角即井斜角的大小。測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)—井斜角的計(jì)算Z軸與重力方向g的夾角α，即為所測點(diǎn)的井斜角。X、Y、

4、Z三軸的測值，分別為：GX、GY、GZ，則：測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)—裝置角的計(jì)算造斜工具下入時，若已知工具面與X方向一致，則在井底平面上，高邊方向與X方向的夾角，即為高邊工具面角，即裝置角。測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)—裝置角的計(jì)算造斜工具下入時，若已知工具面與X方向一致，則在井底平面上，高邊方向與X方向的夾角，即為高邊工具面角，即裝置角。當(dāng)GX<0時，用下式計(jì)算：當(dāng)GX>0時，用下式計(jì)算：測斜原理—重力原理3.重力加速度計(jì)—裝置角的計(jì)算當(dāng)GX<0時，用下式計(jì)算：當(dāng)GX>0時，用下式計(jì)算：測方位原理—磁北原理磁北原理地球有個磁場，地球上任一點(diǎn)都受到磁場的作用，該點(diǎn)

5、的磁力線方向（即磁北方向）在一段時間內(nèi)基本上是不變的。測的磁力線方向與井眼方位線的夾角，即是井斜方位角。測方位原理—重力原理1.磁羅盤磁羅盤是中華民族的偉大發(fā)明。磁羅盤始終處于水平位置，并可自由轉(zhuǎn)動，羅盤始終指出磁北極的方向。與重錘羅盤和為一體，在測得井斜角的同時，也測出井斜方位角。測方位原理—磁北原理1.磁羅盤如果羅盤盤面上的方位標(biāo)志，與地理方位相同，則“十”字標(biāo)記落在低邊方位線上。而井斜角是高邊方位線與正北方位線的夾角。所以羅盤面上的讀值與實(shí)際井斜方位相差1800。為了叢羅盤盤面上直接讀出井斜方位，需要將N和S位置互換，E和W位置互換。羅盤面方位與地理方位相反的情況測方位原理—

6、磁北原理1.磁羅盤羅盤面方位與地理方位相反的情況測方位原理—磁北原理1.磁羅盤羅盤面方位與地理方位相反的情況測方位原理—磁北原理1.磁羅盤羅盤面方位與地理方位相反的情況測方位原理—磁北原理1.磁羅盤羅盤面方位與地理方位一致的情況：“十”字標(biāo)記是固定在儀器的中心線上。井眼傾斜后，羅盤始終保持水平。在照相時，“十”字標(biāo)記落在羅盤面上的井底上傾方位線(即高邊方位線)上。所以這種羅盤盤面的方位標(biāo)志不需要N、S互換，E、W互換。測方位原理—磁北原理1.磁羅盤羅盤面方位與地理方位一致的情況：ENWS測方位原理—磁北原理2.磁通門磁通門結(jié)構(gòu)：鐵心上繞著兩級線圈。初級線圈，先正向纏繞，然后又反向纏

7、繞。線圈內(nèi)通交流電，不管電流大小和變化如何，線圈感應(yīng)的磁場互相抵消為零。次級線圈，僅一個方向纏繞，且不通電。在沒有地球磁場情況下，也不會感應(yīng)電流。在地球磁場影響下，會感應(yīng)出電流來。感應(yīng)的電壓大小與該點(diǎn)處地球磁場強(qiáng)度大小有關(guān)，與通過磁通門的磁通量多少有關(guān)。測方位原理—磁北原理2.磁通門磁通門狀態(tài)磁通門與磁力線方向的關(guān)系狀態(tài)不同，通過的磁通量多少就不同。磁通門的布置磁通門在儀器中的三個坐標(biāo)方向布置，根據(jù)三個磁通門測得的磁通量的值，可以算出磁北方向與井眼方位的夾角，即井斜方