測斜儀器及其測斜原理1

測斜儀器及其

測斜原理

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：測斜原理—重力原理

1.重錘羅盤照相懸掛的重錘，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。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.重力加速度計測斜原理—重力原理

3.重力加速度計重力元的空間狀態(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.重力加速度計重力加速度計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，則三個重力加速度計的測值是不同的。通過計算，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)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。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

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，即井斜方位角。測方位原理

—陀螺原理陀螺儀結(jié)構(gòu)及原理：高速旋轉(zhuǎn)的陀螺儀具有定向性(定軸性)。加上內(nèi)外框架，構(gòu)成“萬向機(jī)架”。只要陀螺軸的方向不變，與外框架構(gòu)成一體的羅盤的方向也就不變。在陀螺儀啟動時，人為地使陀螺軸指向地理正北(不是磁北)，就可保證羅盤的N極始終指向地理正北。如此即可以陀螺羅盤的正北作為參照方向，測量井斜方位。測方位原理—陀螺原理陀螺進(jìn)動原理ω各種方法精度對比儀器每10000英尺測深的位移誤差儀器外徑使用的局限性磁性儀器200英尺2.25英寸磁干擾及磁場變化自由陀螺100英尺2～3英寸進(jìn)動漂移找北陀螺20～30英尺1.75～3英寸慣性導(dǎo)航1英尺10.6英寸直徑太大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜MWD原理簡介—組成MWD(隨鉆測量系統(tǒng))開始出現(xiàn)隨鉆測斜SWD(SurveyWhileDrilling)；后來出現(xiàn)隨鉆測量MWD(MeasurementWhileDrilling)；可測內(nèi)容：井斜參數(shù)(井斜角、井斜方位角)；定向參數(shù)(工具面角)；地層參數(shù)(電阻、伽碼等)；工藝參數(shù)(鉆壓、轉(zhuǎn)速等)；泥漿參數(shù)(井溫、壓力等)；MWD三大組成部分：井下測量部分：各種參數(shù)的傳感器、輸出測量信號等；信號傳輸部分：編碼器、傳送部分、動力部分；地面接收部分：譯碼器、計算、顯示、存儲、打印等；三部分中，難度最大的時傳輸部分。MWD原理簡介—電纜傳輸法電纜傳輸法的優(yōu)點(diǎn)：信息傳輸效率高，速度快，信息量大，可進(jìn)行實(shí)時傳輸；不需要井下電源，地面電源通過電纜傳導(dǎo)井下；可以雙向通信，形成閉環(huán)控制；不存在信息衰減問題，沒有井深限制；1.電纜鉆桿：特制的鉆桿，電纜埋在鉆桿壁里。特殊接頭，不僅可連接鉆桿，還可連接電纜。缺點(diǎn)：電纜鉆桿制作太復(fù)雜；2.有線隨鉆：儀器和電纜從測入接頭進(jìn)入鉆桿水眼，并下入到井下。缺點(diǎn)：下入后不能接單跟；無法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；電纜容易磨損；等等MWD原理簡介—

電磁波及聲波傳輸法電磁波傳輸法：電磁波可以傳輸電視、廣播、電報等等，原理上可以傳輸井下測量信號，實(shí)際上困難很大；主要問題是：傳播介質(zhì)是井內(nèi)泥漿和地層巖石，信號衰減太厲害；聲波傳輸法：地面制造地震波，傳導(dǎo)井下后在反射回到地面，接受后可以得到地層信息，原理上也可以將井下測量信息傳導(dǎo)地面上。但是實(shí)際上困難很大，主要問題也是信號衰減嚴(yán)重，受到的干擾太多。MWD原理簡介—

泥漿壓力脈沖傳輸法鉆柱內(nèi)外都有泥漿，泥漿有壓力，在井下制造一個壓力脈沖，通過鉆柱內(nèi)的泥漿傳導(dǎo)地面上。在立管上可以接受到此壓力波。傳播速度1400～1500米/秒。正脈沖：平時凡爾打開，立管壓力正常，凡爾被堵時壓力突然增高，發(fā)出一個脈沖信號。壓力增高代表“1”；壓力不增高代表“0”。負(fù)脈沖：平時凡爾賭注，立管壓力正常，凡爾打開時將井內(nèi)與環(huán)空連通，相當(dāng)于循環(huán)短路，壓力突然降低，發(fā)出一個負(fù)脈沖信號。主要缺點(diǎn)：傳輸速度慢。一個脈沖5秒鐘，傳一個參數(shù)需要1～2分鐘。MWD原理簡介—

泥漿連續(xù)波傳輸法兩個大小形狀完全相同的盤子，開著同樣的槽