電阻率天線修復(fù)技術(shù)的研究項(xiàng)目進(jìn)展情況

1、 勝利油田科技創(chuàng)新創(chuàng)效成果專題論文sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀的研究及應(yīng)用鉆井工程技術(shù)公司2010年06月一課題來(lái)源及研究意義無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀是定向井、水平井施工中不可缺少的測(cè)量?jī)x器，它通過(guò)測(cè)量傳感器測(cè)得井眼的井斜角、方位角和工具面角等參數(shù)，通過(guò)無(wú)線傳輸把測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛妫F(xiàn)場(chǎng)工程師根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，確保鉆頭按照井眼軌跡設(shè)計(jì)方向鉆進(jìn)，順利達(dá)到設(shè)計(jì)靶區(qū)。目前在國(guó)內(nèi)使用的無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀中鉆井工程技術(shù)公司引進(jìn)的美國(guó)哈里伯頓公司的無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀性能可靠，測(cè)量精度高，無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)，比其他類型的無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀工作可靠。近年來(lái)隨著定向井、水平井的增加，特別是油田外部市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，對(duì)無(wú)線隨鉆測(cè)斜

2、儀的需求越來(lái)越大，而公司目前現(xiàn)有的無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需要。同時(shí)隨著儀器的老化，每年都要有一定數(shù)量的儀器報(bào)廢，造成測(cè)量?jī)x器的緊張。針對(duì)這種情況，鉆井工程技術(shù)公司組織青年科技人員對(duì)進(jìn)口無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀進(jìn)行分析研究，研制開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀，應(yīng)用于定向井、水平井的生產(chǎn)，從而降低儀器的購(gòu)買成本，提高公司定向井、水平井的施工能力。二課題的攻關(guān)任務(wù)（一）主要研究?jī)?nèi)容1、sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀測(cè)量探管的研究與制造2、sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀泥漿脈沖發(fā)生器的研究與制造3、sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用（二）技術(shù)關(guān)鍵：1測(cè)量探管的測(cè)量精度。 2泥漿脈沖發(fā)生器的工作時(shí)間。（三）技術(shù)指標(biāo)1

3、工作溫度：-25- +125；2無(wú)故障工作時(shí)間大于500小時(shí)； 3測(cè)量精度應(yīng)達(dá)到：井斜角測(cè)量精度： 01800.2 方位角測(cè)量精度： 03602.0 工具面角測(cè)量精度： 03602.0 三主要研究?jī)?nèi)容（一）測(cè)量探管的研究與制造1測(cè)量探管的結(jié)構(gòu)分析sdm測(cè)量探管主要由以下幾部分組成：a.傳感器短節(jié)：三軸加速度計(jì)，三軸磁通門。b.探管外筒及支架：探管外筒用于承托、容納、密封內(nèi)部構(gòu)造部件，支架用于安裝固定線路板，連接傳感器短節(jié)。c.電路板總成：cpu板、a/d轉(zhuǎn)換板和傳感器板。2測(cè)量探管的測(cè)量原理測(cè)量探管主要是在鉆井過(guò)程中的某一井段或完井后，測(cè)出實(shí)際井筒是否與設(shè)計(jì)井筒的軌跡一致，即測(cè)井軌跡上足夠多的

4、有限點(diǎn)的坐標(biāo)值。鑒于在實(shí)際操作中無(wú)法實(shí)施在笛卡爾坐標(biāo)系中的直接測(cè)量，而采用了極坐標(biāo)。利用地球本身固有的兩個(gè)物理量，即重力加速度和地磁場(chǎng)強(qiáng)度，以得到井斜和方位，加上由鋼絲電纜或鉆桿提供的井深，從而計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。因此,坐標(biāo)系的確定，直接決定著運(yùn)動(dòng)方程的建立，測(cè)量參數(shù)的公式推導(dǎo)，以及象限判斷等。當(dāng)然，不同的設(shè)計(jì)，可以有不同的坐標(biāo)取向，但必須遵守右手定則。650型mwd測(cè)量探管采取了gx、gy、gz和bx、by、bz取向一致，同時(shí)規(guī)定了gx、gy、gz分別與地球重力加速度一致的方向?yàn)檎较?，bx、by、bz分別與地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向一致的方向?yàn)檎较颉?50型mwd測(cè)量探管的傳感器由三個(gè)重力加速

5、度計(jì)（gx、gy、gz）三個(gè)磁通門（bx、by、bz）和一個(gè)溫度傳感器組成。工作時(shí)，儀器中的三個(gè)相互垂直安裝的重力加速度計(jì)把井下儀器當(dāng)時(shí)的物理姿態(tài)相對(duì)與重力的變化，從三個(gè)互相垂直的方向測(cè)量出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；儀器的三個(gè)磁通門傳感器也同時(shí)把儀器的這一物理姿態(tài)相對(duì)與地磁場(chǎng)的變化，從三個(gè)互相垂直的方向測(cè)量出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；溫度傳感器把當(dāng)時(shí)井下儀器工作的環(huán)境溫度測(cè)量出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。重力加速度計(jì)和磁通門傳感器是軸向敏感元件，它們的輸出電壓與它們軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的余弦值成比例。而溫度傳感器不是軸向敏感元件，它與通過(guò)電路的電流成比例。利用三個(gè)重力加速度計(jì)（gx、gy、gz）和三個(gè)磁通門（bx、by

6、、bz）傳感器測(cè)量的分量值，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算公式，就可得到相應(yīng)的井斜角1、高邊工具面角2以及方位角3等參數(shù)。1=arctan(gx2+gy2)1/2/gz （1）式中 1 井斜角；gx x軸加速度計(jì)分量輸出值； gy y軸加速度計(jì)分量輸出值； gz z軸加速度計(jì)分量輸出值。2=arctan(gy/-gx) （2）式中 2 高邊工具面角；gx x軸加速度計(jì)分量輸出值； gy y軸加速度計(jì)分量輸出值。3=arctan(b1/b2) （3）b1=-bx*sin2-by*cos2 （4）b2=cos1*(bx*cos2-by*sin2)+bz*sin1 （5）式中 3 方位角； 1 井斜角； 2 高邊工

7、具面角；bx x軸磁通門傳感器分量輸出值； by b軸磁通門傳感器分量輸出值； bz z軸磁通門傳感器分量輸出值。gt=(gx2+gy2+gz2)1/2 （6）式中 gt 重力加速度的矢量和；gx x軸加速度計(jì)分量輸出值； gy y軸加速度計(jì)分量輸出值； gz z軸加速度計(jì)分量輸出值。bt=(bx2+by2+bz2)1/2 （7）式中 bt 磁場(chǎng)強(qiáng)度；bx x軸磁通門傳感器分量輸出值； by y軸磁通門傳感器分量輸出值； bz z軸磁通門傳感器分量輸出值。3測(cè)量探管的工作模式sdm測(cè)量探管的工作模式有8種，分別對(duì)應(yīng)不同的測(cè)量方式，模式1至模式4為開(kāi)泵測(cè)量模式，模式5至模式8為停泵測(cè)量模式，現(xiàn)場(chǎng)

8、工程師根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。模式1 ：自動(dòng)工具面開(kāi)泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。模式1的參數(shù)見(jiàn)表1。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒80秒第一個(gè)工具面90秒75秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)152秒/260秒114秒/181秒表1 工作模式1模式2 ：自動(dòng)工具面開(kāi)泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。

9、 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。 工具面數(shù)據(jù)組。 隨鉆短測(cè)量數(shù)據(jù)組。 工具面數(shù)據(jù)組。 轉(zhuǎn)至。 模式2的參數(shù)見(jiàn)表2。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒80秒第一個(gè)工具面90秒75秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)152秒/260秒114秒/181秒表2 工作模式2模式3 ：開(kāi)泵只測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲20個(gè)脈沖， 0.8赫茲32個(gè)脈沖。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-存儲(chǔ)。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-存儲(chǔ)。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-

10、存儲(chǔ)。 脈沖停止模式3的參數(shù)見(jiàn)表3。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口96秒-116秒86秒-106秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒80秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)120秒/174秒101秒/135秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)144秒/252秒116秒/184秒表3 工作模式3模式4 ：只有重力工具面開(kāi)泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。 繼續(xù)工具面數(shù)據(jù)組。模式4的參數(shù)見(jiàn)表4。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66

11、秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒80秒第一個(gè)工具面90秒75秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)260秒181秒表4 工作模式4模式5 ：自動(dòng)工具面停泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。 繼續(xù)工具面數(shù)據(jù)組。模式5的參數(shù)見(jiàn)表5。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)76秒66秒第一個(gè)工具面90秒75秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(

12、短/長(zhǎng)測(cè)量)152秒/26秒0114秒/181秒表5 工作模式5模式6 ：自動(dòng)工具面停泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。 工具面數(shù)據(jù)組。 隨鉆短測(cè)量數(shù)據(jù)組。 工具面數(shù)據(jù)組。 轉(zhuǎn)至。 模式6的參數(shù)見(jiàn)表6。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)76秒66秒第一個(gè)工具面90秒75秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)152秒/260秒114秒/181秒表6 工作模式6模式7

13、 ：停泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-存儲(chǔ)。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-存儲(chǔ)。 短/長(zhǎng)隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)-存儲(chǔ)。 脈沖停止模式7的參數(shù)見(jiàn)表7。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口96秒-116秒86秒-106秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒80秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)120秒/174秒101秒/135秒第一個(gè)方位角(短/長(zhǎng)測(cè)量)144秒/252秒116秒/184秒表7 工作模式7模式8 ：只有重力工具面停泵測(cè)量工作順序: 預(yù)熱。 預(yù)備脈沖：0.5赫茲10個(gè)脈沖， 0.8赫茲16個(gè)脈沖。 隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)。

14、 工具面數(shù)據(jù)組。 儀器數(shù)據(jù)組。 繼續(xù)工具面數(shù)據(jù)組。模式4的參數(shù)見(jiàn)表4。頻 率0.5赫茲0.8赫茲頻率改變窗口30秒-50秒30秒-50秒測(cè)量改變窗口76秒-96秒66秒-86秒首次測(cè)量存儲(chǔ)90秒75秒第一個(gè)工具面260秒181秒第一個(gè)井斜角(短/長(zhǎng)測(cè)量)128秒/182秒99秒/133秒第一個(gè)方位角(長(zhǎng)測(cè)量)76秒66秒表8 工作模式84 電路板的設(shè)計(jì)與制作（1）存在問(wèn)題分析為了更好的設(shè)計(jì)測(cè)量探管的電路板，我們對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的分析，找出其中的缺點(diǎn)與不足加以改進(jìn)。首先對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的原理圖作了詳細(xì)的分析，對(duì)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想和工作原理有了深入的理解，其次我們對(duì)原有的印刷板也進(jìn)行了分析和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)

15、合維修過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，找出了其缺點(diǎn)和不足，其主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面： 元器件老化mep探管是90年代初期的產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)的電路板設(shè)計(jì)全靠手工布線，其布線的合理性較差，加上當(dāng)時(shí)的印制板板基材料發(fā)展水平所限，以及敷銅技術(shù)的不完善，所以原有的印制板本身的質(zhì)量不高。這樣的線路板經(jīng)過(guò)2-3次更換元器件后，其敷銅皮很容易剝落，經(jīng)過(guò)2-3次維修的線路板，其可靠性是比較低的。由于進(jìn)口原裝線路板價(jià)格高，所以只能少量進(jìn)口，并且進(jìn)貨周期長(zhǎng)，國(guó)外供貨商供應(yīng)的都是庫(kù)存多年的線路板，所以即使少量進(jìn)口也很難滿足生產(chǎn)需要，同時(shí)其可靠性也大打折扣。國(guó)外公司在維修井下儀器時(shí)，一般是直接更換整塊的線路板，這樣做看起來(lái)維修成本高，但是

16、這樣做帶來(lái)的好處是能夠有效地保證可靠性。而我們因?yàn)闆](méi)有更多的備用的線路板，所以只能在一塊舊線路板上不斷地修理更換，這樣經(jīng)過(guò)幾次維修后，同一塊線路板上新舊元器件混雜，有剛剛換上的新元器件，其壽命長(zhǎng)，有臨近使用壽命的元器件，很多元器件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，其可靠性嚴(yán)重降低，整個(gè)線路板的可靠性是無(wú)法保證的。 電路設(shè)計(jì)缺陷脈沖器電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，限于當(dāng)時(shí)元器件選擇上困難，原設(shè)計(jì)有不足的地方，該驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)有負(fù)載的電磁閥，屬于功率驅(qū)動(dòng)，在電路設(shè)計(jì)上要十分講究。 在實(shí)際的使用維修過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路部分的用于開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)的三極管非常容易損壞。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)其容易損壞的原因是：在正常情況下，電磁閥的負(fù)載是相對(duì)固

17、定的，這時(shí)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流也是基本固定的，在三極管的額定范圍內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。而在某些特定的情況下（比如脈沖器內(nèi)部的液壓油變臟、部分部件磨損、內(nèi)部進(jìn)泥漿等，這種情況比較常見(jiàn)），電磁閥的負(fù)載會(huì)急劇加大，這樣驅(qū)動(dòng)電磁閥的功率需求就會(huì)增大，由此產(chǎn)生過(guò)流，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)損壞開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管。因?yàn)樵O(shè)計(jì)采用的是晶體三極管，相對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)，晶體三極管的工作溫度低，開(kāi)關(guān)速度慢，額定電流小，自身功耗大，噪聲大，更易受干擾，并且容易產(chǎn)生二次擊穿，在惡劣的環(huán)境下（如高溫），更容易損壞。由此看來(lái)，此部分線路原設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，有改進(jìn)的必要。 采用分立元件，功耗大，易損壞。mep探管在地面調(diào)試時(shí)用rs232串口協(xié)議與

18、地面終端調(diào)試設(shè)備或計(jì)算機(jī)通訊，而nsc800微處理器的串口電平標(biāo)準(zhǔn)是ttl電平，這就需要有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換線路，在rs232和ttl電平之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，否則就無(wú)法進(jìn)行通訊。原電路在設(shè)計(jì)時(shí)，還沒(méi)有專用的單片串口電平轉(zhuǎn)換芯片問(wèn)世，當(dāng)時(shí)的電平轉(zhuǎn)換芯片由mc1488和mc1489，由于沒(méi)有軍品溫度等級(jí)的芯片，所以也無(wú)法采用，只能用分立元件來(lái)設(shè)計(jì)這部分電路，這樣帶來(lái)的問(wèn)題是功耗大，抗干擾能力不強(qiáng)，可靠性差，易損壞。 a/d轉(zhuǎn)換板 a/d轉(zhuǎn)換板用于模擬量（三軸重力加速度，三軸地磁場(chǎng)強(qiáng)度等）的a/d轉(zhuǎn)換，在a/d轉(zhuǎn)換板中，有一個(gè)重要的部分就是 7.5v基準(zhǔn)參考，它作為a/d轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)參考源，能夠保證a/d 轉(zhuǎn)換的

19、精確度，由此看來(lái)它的穩(wěn)定準(zhǔn)確與否直接影響a/d轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度。原線路的7.5v產(chǎn)生線路是固定不可調(diào)的，線路中的元器件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后會(huì)老化，參數(shù)變化，穩(wěn)定性也變差，這樣就會(huì)導(dǎo)致7.5v基準(zhǔn)穩(wěn)定性差，溫漂和誤差變大，直接影響a/d轉(zhuǎn)換的精度。 a/d轉(zhuǎn)換板上的運(yùn)放和比較器的型號(hào)也都是很老的型號(hào)，由于是老型號(hào)，其性能指標(biāo)較低，功耗大，噪聲大，溫漂也大，這也直接影響精度。并且這些運(yùn)放 和比較器由于型號(hào)較老，都已經(jīng)停產(chǎn)，市場(chǎng)很難買到，即使買到也是假冒的或早期生產(chǎn)的庫(kù)存，用這樣的器件對(duì)mep的危害是極大的。 傳感器電路板傳感器電路板上使用的運(yùn)放型號(hào)老舊，工作溫度低，溫漂較大，與現(xiàn)在的高性能運(yùn)放相比，

20、在很多性能指標(biāo)上都稍遜一籌，并且由于是老型號(hào)，損壞后無(wú)法找到替換器件。（2）電路板的設(shè)計(jì)與改進(jìn)測(cè)量電路板主要由三部分組成：cpu板、a/d轉(zhuǎn)換板和傳感器板。傳感器板對(duì)傳感器的小信號(hào)進(jìn)行放大和解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)送到a/d轉(zhuǎn)換板進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量，該數(shù)字量送至cpu板進(jìn)行處理，得到所需的測(cè)量數(shù)據(jù)，再根據(jù)程序運(yùn)行的需要進(jìn)行編碼，變成曼徹斯特編碼序列，驅(qū)動(dòng)脈沖器的電磁閥變成壓力脈沖。cpu板主要完成控制數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算數(shù)據(jù)、編碼等功能。該板上有nsc800微處理器，nsc810 i/o芯片（帶16位時(shí)鐘），供電電源接口，a/d轉(zhuǎn)換接口，8k eprom程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)ram 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，1

21、024字節(jié)電容儲(chǔ)能后備cmos存儲(chǔ)器。a/d轉(zhuǎn)換板主要是對(duì)九個(gè)參數(shù)和一個(gè)7.5v參考電壓進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，變成14bit數(shù)字量。傳感器板主要包括與三軸加速度計(jì)和三軸磁通門相關(guān)的模擬控制回路、獨(dú)立的溫度補(bǔ)償控制回路和激勵(lì)震蕩電路和變壓器驅(qū)動(dòng)電路。以原mep原理圖為基礎(chǔ)，重新設(shè)計(jì)cpu板、a/d轉(zhuǎn)換板、傳感器板，設(shè)計(jì)中根據(jù)分析得出的問(wèn)題盡量使用新技術(shù)和新型元器件，以達(dá)到提高性能和可靠性，降低維修成本的要求。使用eda軟件重新布線，布線時(shí)充分考慮電磁兼容性、維修測(cè)試點(diǎn)等，線寬在可能的情況下下盡量加寬，地線處理合理科學(xué)，制板時(shí)使用高質(zhì)量板基材料。三種線路板的接線位置和測(cè)試點(diǎn)與原板完全相同，既可以完全代換

22、原mep的線路板，也可以單獨(dú)替換mep的某一塊或兩塊線路板，線路板與原mep完全兼容，方便維修使用。 cpu板的設(shè)計(jì)與改進(jìn)場(chǎng)效應(yīng)管主要有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（jfet）和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（igfet）。絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的襯底（b）與源極（s）連在一起，它的三個(gè)極分別為柵極（g）、漏極（d）和源極（s）。晶體管分npn和pnp管，它的三個(gè)極分別為基極（b）、集電極（c）、發(fā)射極（e）。場(chǎng)效應(yīng)管的g、d、s極與晶體管的b、c、e極有相似的功能。絕緣柵型效應(yīng)管和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的區(qū)別在于它們的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)和電流控制原理根本不同，結(jié)型管是利用耗盡區(qū)的寬度變化來(lái)改變導(dǎo)電溝道的寬窄以便控制漏極電流，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管則是用

23、半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)效應(yīng)、電感應(yīng)電荷的多少去改變導(dǎo)電溝道來(lái)控制電流。它們性質(zhì)的差異使結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管往往運(yùn)用在功放輸入級(jí)（前級(jí)），絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管則用在功放末級(jí)（輸出級(jí)）。雙極型晶體管內(nèi)部電流由兩種載流子形成，它是利用電流來(lái)控制。場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，柵極（g）基本上不取電流，而晶體管的基極總要取一定的電流，所以在只允許從信號(hào)源取極小量電流的情況下，應(yīng)該選用場(chǎng)效應(yīng)管。而在允許取一定量電流時(shí)，選用晶體管進(jìn)行放大，可以得到比場(chǎng)效應(yīng)管高的電壓放大倍數(shù)。場(chǎng)效應(yīng)管是利用多子導(dǎo)電（多子：電子為多數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱多子），而晶體管是既利用多子，又利用少子（空穴為少數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱少子），由于少子的濃度易受溫度，輻射等外

24、界條件的影響，因此在環(huán)境變化比較劇烈的條件下，采用場(chǎng)效應(yīng)管比較合適。功率放大電路是一種弱電系統(tǒng)，具有很高的靈敏度，很容易接受外界和內(nèi)部一些無(wú)規(guī)則信號(hào)的影響，也就是在放大器的輸入端短路時(shí)，輸出端仍有一些無(wú)規(guī)則的電壓或電流變化輸出，利用示波器或揚(yáng)聲器就可覺(jué)察到。這就是功率放大器的噪聲或干擾電壓。噪聲所產(chǎn)生的影響常用噪聲系數(shù)nf表示，單位為分貝（db），nf越小越好，nf=輸入信號(hào)噪聲比/輸出信號(hào)噪聲比，晶體管的噪聲來(lái)源有三種： a 熱噪聲由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，通過(guò)半導(dǎo)體管內(nèi)的體電阻時(shí)而產(chǎn)生。b 散粒噪聲通常所說(shuō)的三極管中的電流只是一個(gè)平均值，實(shí)際上通過(guò)發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個(gè)瞬時(shí)都不

25、相同，因而引起發(fā)射極電流或集電極電流有一無(wú)規(guī)則的流動(dòng)，產(chǎn)生散粒噪聲。c 顫動(dòng)噪聲晶體管產(chǎn)生顫動(dòng)噪聲的原因現(xiàn)在還不十分清楚，但被設(shè)想為載流子在晶體表面的產(chǎn)生和復(fù)合所引起，因此與半導(dǎo)體材料本身及工藝水平有關(guān)。場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲只產(chǎn)生于載流子的運(yùn)動(dòng)，所以場(chǎng)效應(yīng)管的nf比晶體管的要小。放大器不僅放大其輸入端的噪聲，而且放大器本身也存在噪聲，所以其輸出端的信噪比必然小于輸入端信噪比，放大器本身噪聲越大，它的輸出端信噪比就越小于輸入端信噪比，nf就越大，所以在低噪聲放大器的前級(jí)通常選用場(chǎng)效應(yīng)管，或者低噪聲晶體管。場(chǎng)效應(yīng)管的漏、源極可以互換、耗盡型絕緣柵管的柵極電壓可正，可負(fù)，靈活性比晶體管強(qiáng)。從以上場(chǎng)效應(yīng)管和

26、晶體管的對(duì)比中不難發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)效應(yīng)管具有輸入阻抗高、噪聲低、功耗低、熱穩(wěn)定性高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此場(chǎng)效應(yīng)管的總體性能上要優(yōu)于晶體管，在許多優(yōu)秀的功率放大器中，場(chǎng)效應(yīng)管得到了較為普遍的采用。 在電路的設(shè)計(jì)中采用場(chǎng)效應(yīng)管代替晶體三極管具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)原有的電路的不足之處進(jìn)行改進(jìn)。例如：在電磁閥驅(qū)動(dòng)電路部分用場(chǎng)效應(yīng)管替代原來(lái)的晶體三極管，選用irfd9120取代原來(lái)的2n2907a，使其適應(yīng)大電流，可靠性大大提高。設(shè)計(jì)改進(jìn)后的電路圖見(jiàn)圖1： 圖1 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路原電路中的rs232接口部分采用分離元件實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，在電路設(shè)計(jì)中，我們采用了先進(jìn)的單片集成電路max232代替原來(lái)的分離原件(見(jiàn)圖2

27、)，使電路設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，功耗明顯降低，抗靜電能力、抗干擾能力大大增加，通訊可靠性問(wèn)題完全解決。max232線路驅(qū)動(dòng)器/接收器,是面向eia/tia-232e 和v.28/v.24通訊接口的專用芯片，尤其應(yīng)用在 12v電源不能提供的場(chǎng)合，它的低功耗待機(jī)模式能有效的降低功耗，低于5w，因此，它非常適用于需要低功耗的電池供電系統(tǒng)中。max232的特性為：a 單電源供電+5v。b 滿足所有 eia/tia-232e和v.28協(xié)議特性。c單芯片含多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接受器。d三態(tài)驅(qū)動(dòng)器和接收其輸出。 圖2 通訊部分電路圖 a/d板的設(shè)計(jì)為了提高a/d轉(zhuǎn)換的速度和精度，采用2片cd4051 和1片max333芯片

28、來(lái)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，使a/d轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)速度提高，轉(zhuǎn)換精度提高。 cd4051 引腳功能見(jiàn)圖3。cd4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼abc來(lái)決定。其真值表見(jiàn)表9?！癷nh”是禁止端，當(dāng) “inh”=1時(shí)，各通道均不接通。此外，cd4051還設(shè)有另外一個(gè)電源端vee，以作為電平位移時(shí)使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的 cmos電路所提供的數(shù)字信號(hào)能直接控制這種多路開(kāi)關(guān)，并使這種多路開(kāi)關(guān)可傳輸峰峰值達(dá)15v的交流信號(hào)。例如，若模擬開(kāi)關(guān)的供電電源vdd=5v， vss=0v，當(dāng)vee=5v時(shí)，只要對(duì)此模擬開(kāi)關(guān)施加05v的數(shù)字控制信號(hào)，就可控制幅度范圍為5v5v

29、的模擬信號(hào)。圖3 cd4051引腳功能輸入狀態(tài)接通通道inhcba0000“0”0001“1”0010“2”0011“3”0100“4”0101“5”0110“6”0111“7”1均不接通 表9 cd4051真值表 max333a的是一個(gè)精密的四路單刀雙擲(spdt)cmos模擬開(kāi)關(guān)。 四個(gè)獨(dú)立開(kāi)關(guān)雙極性操作的范圍是 4.5- 20v，單極性范圍是+10 v-+30。 該max333a提供低電阻(小于35歐姆) ，這樣保證通道之間2歐姆的電阻匹配，并保持平緩的模擬信號(hào)范圍。它的關(guān)斷時(shí)間小于145ns，打開(kāi)時(shí)間小于175ns。當(dāng)所有投入都為高或低時(shí)，其消耗的電流小于50微安。設(shè)計(jì)的多路開(kāi)關(guān)部分原

30、理圖如4： 圖4 多路開(kāi)關(guān)部分原理圖 運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)在運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)中運(yùn)放采用tle2062，比較器采用lm111j，這兩種器件的性能優(yōu)良，可靠性高。tle206x系列低功耗jfet輸入運(yùn)放的帶寬是早期tl06x和tl03xbifet系列產(chǎn)品的兩倍，而其功耗并沒(méi)有明顯增加，tle206x比tl06x和tl03xbifet系列有更低的噪聲平滑抑制水平，片內(nèi)置的齊納偏置電壓微調(diào)功能使其更適合對(duì)直流耦合的應(yīng)用。tle206x 與ti bifet 系列引腳兼容。它可以應(yīng)用到帶寬是tl06x 和tl03x系列兩倍的電路中，或者替代tl05x, tl07x, 和 tl08x，而功耗可以減少近90%

31、。tle206x 系列具有高輸出驅(qū)動(dòng)電路，能夠在最低5v供電的時(shí)候驅(qū)動(dòng)100的負(fù)載。這個(gè)特性使它非常適合驅(qū)動(dòng)調(diào)制解調(diào)器中的變壓器負(fù)載或者其他一些要求好的交流特性、低功耗、高輸出驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用。 tle2062md的特點(diǎn)為：a) 帶寬是tl06x tl03x等運(yùn)算放大器2倍。b) 電流消耗低： 290 a/通道。c) 片內(nèi)偏置電壓微調(diào)改進(jìn)了直流性能。d) 高輸出驅(qū)動(dòng)，達(dá)到了100 。e) 更低的噪聲。 lm111是電壓比較器，它的輸入電流比lm106 或lm710低接近一千倍。其輸出兼容rtl、dtl和ttl以及mos電路。能驅(qū)動(dòng)燈或繼電器，在電流為50 ma時(shí)，開(kāi)關(guān)電壓可達(dá)到50v。lm111的輸

32、入和輸出端都可以與系統(tǒng)地隔離，輸出可以驅(qū)動(dòng)對(duì)地負(fù)載、對(duì)正電源負(fù)載或?qū)ω?fù)電源負(fù)載。 lm111 與lm106 和lm710 的引腳配置是相同的，工作溫度范圍是-55c至+125c 。lm111的特點(diǎn)為： a) 單5v電源供電。b) 輸入電流： 超過(guò)溫度限度的情況下，最大150 na。 c) 偏置電流： 超過(guò)溫度限度的情況下，最大20 na。d) 差分輸入電壓范圍： 30v。e) 功耗： 在15v時(shí) 135 mw。 傳感器板的設(shè)計(jì)與改進(jìn)對(duì)傳感器板的改進(jìn)設(shè)計(jì)主要集中在兩個(gè)方面：信號(hào)解調(diào)部分和電路中的運(yùn)算放大部分。在電路設(shè)計(jì)中，開(kāi)始在加表部分使用了tle2062進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，加表初

33、始上電需要較大的拉動(dòng)電流，而這個(gè)電流很容易超過(guò)tle2062的限制，這樣就導(dǎo)致加表上電達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間較長(zhǎng)，這并不是說(shuō)tle2062 的性能有什么問(wèn)題，而是加表部分電路確實(shí)需要一款性能更加適合的運(yùn)放以便更好的工作。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析比較，最終選定了運(yùn)放 opa2277。opa2277系列精密運(yùn)算放大器取代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的op- 177。它能提供更好的噪聲特性，更廣泛的輸出電壓擺幅,而且快兩倍,而靜態(tài)電流只有一半大小。opa2277系列運(yùn)算放大器在2v 到 18v下工作，不同于大多數(shù)運(yùn)算放大器只能在指定的一個(gè)電源電壓下工作。 因?yàn)榛镜钠齐妷汉艿?，通常是不需要調(diào)整。opa2277運(yùn)算放大器易于使用，而且

34、不會(huì)出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)和超負(fù)載的問(wèn)題。在較廣泛的負(fù)載范圍內(nèi)提供優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能，軍品級(jí)的工作溫度從-55c至+125c。 傳感器板的電路設(shè)計(jì)中的磁通門部分電路原理圖見(jiàn)圖5，加表部分電路原理圖見(jiàn)圖6。圖5 磁通門部分電路圖圖6 加表部分電路圖（3）印刷版的設(shè)計(jì)與制作在整個(gè)設(shè)計(jì)中使用protel 最新版軟件，設(shè)計(jì)制作印刷板的工作主要遵循以下幾點(diǎn)： 元器件的布局盡量與原來(lái)進(jìn)口板子的布局相同，三種線路板的接線位置和測(cè)試點(diǎn)與原板完全相同。 布線時(shí)使用自動(dòng)布線與手工布線相結(jié)合，充分利用protel軟件的智能布線規(guī)則，對(duì)數(shù)字部分、模擬部分、地線等使用軟件進(jìn)行優(yōu)化布線，在可能的情況下，盡量加寬線寬，尤其是地線，在使用

35、自動(dòng)布線完成布線工作后，再使用手工布線對(duì)局部進(jìn)行調(diào)整。 利用protel的仿真技術(shù)、信號(hào)完整性分析、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線和cam處理與驗(yàn)證等功能對(duì)線路板進(jìn)行反復(fù)的仿真和驗(yàn)證，使設(shè)計(jì)的印刷板在熱量分布、電磁兼容性等方面完全能夠滿足需要，性能上比原有產(chǎn)品有很大的提高。 板基材料選用高性能的板基材料，其高溫性能，敷銅層，抗震性能等都比一般材料好，能夠有效地提高印刷電路板的可靠性。（二）泥漿脈沖發(fā)生器的研制泥漿脈沖發(fā)生器采用關(guān)鍵部件進(jìn)口，其它配件國(guó)內(nèi)加工，組裝生產(chǎn)的方式進(jìn)行。在對(duì)美國(guó)sperry-sun公司的脈沖發(fā)生器進(jìn)行研究學(xué)習(xí)后，消化了國(guó)外脈沖發(fā)生器的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)題，確定本項(xiàng)目的研究方

36、案為：分析改進(jìn)、繪圖、加工（外協(xié)）、組裝、測(cè)試、下井試驗(yàn)驗(yàn)證、分析結(jié)果、完成泥漿脈沖發(fā)生器的研制，替代進(jìn)口脈沖發(fā)生器，滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。1發(fā)電機(jī)總成的研制發(fā)電機(jī)總成的研制關(guān)鍵是發(fā)電線圈的繞制和安裝，發(fā)電機(jī)在井下工作時(shí)轉(zhuǎn)速一般為2200rpm至2600rpm，為了保證儀器在井下工作正常，要求發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速1800rpm至3600rpm時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的電壓能夠使探管正常工作。這要求發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)必須與磁鐵盤相匹配，否則輸出的電壓、電流不正常，使探管無(wú)法正常工作。存在發(fā)電量大小即輸出電流、電壓大小的問(wèn)題，要求選擇纏繞發(fā)電線圈導(dǎo)線的合適尺寸和纏繞匝數(shù)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確

37、定了線圈的纏繞匝數(shù)和導(dǎo)線的線徑，即采用線徑0.08mm的高溫導(dǎo)線纏繞，每個(gè)線圈的匝數(shù)確定為2600匝，滿足了發(fā)電電量的要求。對(duì)線圈安裝高度的影響進(jìn)行分析，高度的不一致會(huì)造成磁鐵盤與發(fā)電機(jī)線圈的間隙無(wú)法確定，若間隙太小會(huì)造成線圈和磁鐵盤磨損，間隙太大則輸出的電壓、電流不能保證探管正常工作。經(jīng)多次研究試驗(yàn)，確定線圈的安裝高度為65.000.02mm，滿足了安裝要求。在發(fā)電機(jī)的研制中對(duì)抗壓?jiǎn)栴}進(jìn)行分析研究，存在線圈的引出線的耐壓?jiǎn)栴}，主要是引出線接到外殼后，引出線與外殼之間是否能夠抗壓到外筒的抗壓效果，對(duì)此進(jìn)行討論、分析與學(xué)習(xí)，借鑒國(guó)外儀器的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這一問(wèn)題確定采用環(huán)氧樹(shù)脂密封，經(jīng)測(cè)試壓力到110

38、mpa 無(wú)泄漏，證明密封方式是正確的。2液壓總成的研制液壓總成的研制關(guān)鍵是油泵，油泵體積小，磨損快，這里面柱塞強(qiáng)度是關(guān)鍵，柱塞磨損后易造成油泵流量不夠，引起一系列影響。同時(shí)存在脈沖發(fā)生器的油路空隙小，遇雜質(zhì)易堵，造成主閥故障，無(wú)法工作。針對(duì)泵主閥易堵的問(wèn)題，考慮到脈沖發(fā)生器油的雜質(zhì)，對(duì)原來(lái)的油泵進(jìn)行改進(jìn)，提出用濾網(wǎng)過(guò)濾雜質(zhì)方式，使油路循環(huán)的脈沖發(fā)生器油干凈的思路。經(jīng)過(guò)分析研究，確定在泵中心位置增加一個(gè)過(guò)濾裝置，達(dá)到過(guò)濾脈沖發(fā)生器油的目的，解決主閥堵塞的問(wèn)題。3磁鐵傳動(dòng)總成的研制磁鐵傳動(dòng)總成主要由中間體、磁鐵軸和軸承等組成，磁鐵傳動(dòng)總成的研制關(guān)鍵是解決中間體外部的耐磨涂層和內(nèi)部磁鐵軸的研制。原來(lái)

39、的脈沖器中間體的耐磨層不耐磨，容易損壞，從而造成中間體報(bào)廢。原來(lái)的磁鐵軸在制作時(shí)，采用強(qiáng)磁鐵鑲嵌在磁鐵軸上，磁鐵與磁鐵軸之間有空隙，時(shí)間一長(zhǎng)，碎鐵屑和其它小雜質(zhì)堆積在縫隙中，在維修保養(yǎng)時(shí)，很難清除干凈，易造成油路堵塞，發(fā)生故障。為了解決上述問(wèn)題采取了以下辦法：中間體本體采用鈦合金材料制作，外部噴涂耐磨層，為了增加耐磨層的強(qiáng)度，對(duì)耐磨層采用離子滲氮技術(shù)處理，保證了耐磨層的強(qiáng)度。內(nèi)部磁鐵軸采用在磁鐵軸的本體上鑲嵌強(qiáng)磁鐵，同時(shí)加工時(shí)必須保證磁鐵軸的垂直度，磁鐵鑲嵌后要在外面實(shí)行密封處理，磁鐵塊與本體之間的縫隙被外面的保護(hù)層覆蓋，這樣在下次組裝時(shí)可以方便的清理附著在磁鐵軸上的鐵屑或其它雜質(zhì)。（三）組裝

40、與調(diào)試對(duì)測(cè)量探管和脈沖發(fā)生器的關(guān)鍵部件進(jìn)行測(cè)試后，進(jìn)行系統(tǒng)組裝，對(duì)組裝后的探管在無(wú)磁實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精度調(diào)試，同時(shí)對(duì)脈沖發(fā)生器進(jìn)行組裝、充油和測(cè)試，測(cè)試合格后進(jìn)行了系統(tǒng)的地面檢測(cè)，然后模擬井下情況進(jìn)行了測(cè)試，全部指標(biāo)合格后進(jìn)行下井實(shí)驗(yàn)。1重力加速度計(jì)的調(diào)節(jié)（1） gx、gy平衡調(diào)節(jié) 探管垂直放置，將m.e.p/e.m.s測(cè)試箱選擇開(kāi)關(guān)置于“readout”和“mag”轉(zhuǎn)動(dòng)探管，使工具面為：00.5 ，用電壓表測(cè)r73和6v之間的電壓，應(yīng)為：“0.005v” 。若誤差太大，調(diào)節(jié)gx平衡電位器，使其合乎要求；用電壓表測(cè)r75和6v之間的電壓，應(yīng)為：“0.005”，若誤差太大，調(diào)節(jié)gy平衡電位器，使其合乎

41、要求。（2） gz平衡調(diào)節(jié) 探管垂直放置，測(cè)試箱置于“readout”和“hight”，探管t型頭朝東，轉(zhuǎn)動(dòng)探管使高邊分別為：0、90、180、270（0.5），分別用電壓表測(cè)r49和6v之間的電壓值，讀數(shù)應(yīng)為：0.005，四值之和應(yīng)為：“0”，否則，調(diào)節(jié)gz平衡電位器，使其合乎要求。將探管t型頭朝西，按上述方法進(jìn)行測(cè)量調(diào)節(jié)。（3） gx增益調(diào)節(jié) 測(cè)試箱置“readout”和“highg”，在高邊0和180（0.5）分別用電壓表測(cè)試r73和6v之間的電壓值，應(yīng)為：2.5000.005v，否則，調(diào)節(jié)gx增益電位器，使其合乎要求。 （4） gy增益調(diào)節(jié) 測(cè)試箱置“readout”和“highg”，

42、 在高邊0和180（0.5）分別用電壓表測(cè)試r75和6v之間的電壓值，應(yīng)為：2.5000.001v，否則，調(diào)節(jié)gy增益電位器，使其合乎要求。（5） gz增益調(diào)節(jié) 將探管垂直放置，測(cè)試箱板面設(shè)置如上，用電壓表測(cè)量，r49和6v之間的電壓值，應(yīng)為：2.5000.005v，否則，調(diào)節(jié)gz增益電位器，使其合乎要求。2 磁通門的調(diào)節(jié)（1） bx平衡調(diào)節(jié) 用電壓表測(cè)試tp3，轉(zhuǎn)動(dòng)探管，記錄最大值和最小值，調(diào)節(jié)r10使其最大、最小值大小相等（0.005v）。（2） by平衡調(diào)節(jié)用電壓表測(cè)試tp4，轉(zhuǎn)動(dòng)探管，記錄最大值和最小值，調(diào)節(jié)r11使最大最小值大小相等（0.005v）。（3） bz平衡調(diào)節(jié)調(diào)測(cè)試箱到by

43、，轉(zhuǎn)動(dòng)探管至by最大值（bx=00.05v），用電壓表測(cè)tp5，調(diào)節(jié)r12使bz為“0”。（4） bz增益調(diào)節(jié) 探管水平放于赫爾姆茲線圈中，用電壓表檢測(cè)bz顯示vb值。把電流反向加上-vb電壓調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)r36，使正負(fù)值相等（0.005），使vb電壓平均值為：vb0.005v。（5） bx增益調(diào)節(jié) 探管垂直放于赫爾姆茲線圈中，t型頭朝東，測(cè)bx的電壓值（tp3），調(diào)節(jié)r30使bx電壓值為vb，使電流反向，必要的話，調(diào)節(jié)r30使正負(fù)電壓值相等（0.005），所測(cè)vb平均值為：vb0.005v。（6） by增益調(diào)節(jié)探管垂直放于赫爾姆茲線圈中，轉(zhuǎn)動(dòng)探管使t型頭朝北，測(cè)by的電壓值，調(diào)節(jié)r33，使by電

44、壓值為：vb，使電流反向，必要的話，調(diào)節(jié)r30，使正負(fù)電壓值相等（0.005v），所測(cè)vb平均值為：vb0.005v。測(cè)量探管的傳感器調(diào)節(jié)完畢，按照磁性測(cè)量?jī)x器精度校準(zhǔn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。四現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用sdm無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀組裝后，進(jìn)行精度調(diào)試和高溫試驗(yàn)后，地面測(cè)試合格，交付測(cè)量一隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 2008年11月2日開(kāi)始使用，2008年11月6日在營(yíng)2-斜36井投入使用，施工井段1973m至2780m， 方位角為79.5至265.9，井斜角為1.3至24.9。測(cè)量?jī)x器于2008年11月1日到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，鉆井施工于11月2日鉆達(dá)造斜點(diǎn)，測(cè)量人員組裝儀器，進(jìn)行地面檢查，工作正常，入井作業(yè)淺層試驗(yàn)正常，下鉆進(jìn)行定向作業(yè)，施工信號(hào)正常，儀器在井下累計(jì)工作時(shí)間：108小時(shí)。其間鉆進(jìn)施工采用滑動(dòng)與旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式，大部分采用復(fù)合鉆進(jìn)方式，儀器經(jīng)受住井下振動(dòng)與干擾工況的考驗(yàn)，信號(hào)波形明顯，工作狀態(tài)良好，性能穩(wěn)定，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工需要。試驗(yàn)成功后，又先后在鹽18-20井、坨826平1井、老168-斜5井等進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。2009年根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況，對(duì)sdm測(cè)量探管進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，把原來(lái)的抗壓外筒與測(cè)量探管的分離結(jié)構(gòu)改進(jìn)為抗壓外筒與測(cè)量探管合二為一的一體化結(jié)構(gòu)，既降低了使用成本，又提高了儀器的可靠性。改進(jìn)后的測(cè)量探管于2010年2月在中9-斜3009井、中