測(cè)斜儀器及其測(cè)斜原理1

測(cè)斜儀器及其

測(cè)斜原理

測(cè)斜儀器分類；測(cè)斜原理；MWD信號(hào)傳輸原理；測(cè)斜儀器分類測(cè)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(cè)斜儀就是這個(gè)原理。3.虹吸測(cè)斜儀也是應(yīng)用此原理。測(cè)斜原理—液面原理HF液面原理測(cè)斜定向：測(cè)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(duì)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(cè)斜原理—重力原理

重錘打孔測(cè)井斜

重錘帶尖；時(shí)鐘控制；到時(shí)間后，由時(shí)鐘控制驅(qū)動(dòng)彈簧，推動(dòng)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(cè)斜原理—重力原理

3.重力加速度計(jì)測(cè)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(cè)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(cè)斜儀器中，在X，Y，Z三個(gè)方向上，各裝一個(gè)重力加速度計(jì)，則三個(gè)重力加速度計(jì)的測(cè)值是不同的。通過(guò)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(cè)方位原理—磁北原理

磁北原理地球有個(gè)磁場(chǎng)，地球上任一點(diǎn)都受到磁場(chǎng)的作用，該點(diǎn)的磁力線方向（即磁北方向）在一段時(shí)間內(nèi)基本上是不變的。測(cè)的磁力線方向與井眼方位線的夾角，即是井斜方位角。測(cè)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(cè)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(cè)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(jí)線圈。初級(jí)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(chǎng)互相抵消為零。次級(jí)線圈，僅一個(gè)方向纏繞，且不通電。在沒(méi)有地球磁場(chǎng)情況下，也不會(huì)感應(yīng)電流。在地球磁場(chǎng)影響下，會(huì)感應(yīng)出電流來(lái)。感應(yīng)的電壓大小與該點(diǎn)處地球磁場(chǎng)強(qiáng)度大小有關(guān)，與通過(guò)磁通門的磁通量多少有關(guān)。測(cè)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(gè)坐標(biāo)方向布置，根據(jù)三個(gè)磁通門測(cè)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(cè)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(wàn)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(dòng)時(shí)，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(cè)量井斜方位。測(cè)方位原理—陀螺原理陀螺進(jìn)動(dòng)原理ω各種方法精度對(duì)比儀器每10000英尺測(cè)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(chǎng)變化自由陀螺100英尺2～3英寸進(jìn)動(dòng)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(jiǎn)介—組成MWD(隨鉆測(cè)量系統(tǒng))開(kāi)始出現(xiàn)隨鉆測(cè)斜SWD(SurveyWhileDrilling)；后來(lái)出現(xiàn)隨鉆測(cè)量MWD(MeasurementWhileDrilling)；可測(cè)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(cè)量部分：各種參數(shù)的傳感器、輸出測(cè)量信號(hào)等；信號(hào)傳輸部分：編碼器、傳送部分、動(dòng)力部分；地面接收部分：譯碼器、計(jì)算、顯示、存儲(chǔ)、打印等；三部分中，難度最大的時(shí)傳輸部分。MWD原理簡(jiǎn)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(shí)傳輸；不需要井下電源，地面電源通過(guò)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(wèn)題，沒(méi)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(cè)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(wú)法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；電纜容易磨損；等等MWD原理簡(jiǎn)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(bào)等等，原理上可以傳輸井下測(cè)量信號(hào)，實(shí)際上困難很大；主要問(wèn)題是：傳播介質(zhì)是井內(nèi)泥漿和地層巖石，信號(hào)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(cè)量信息傳導(dǎo)地面上。但是實(shí)際上困難很大，主要問(wèn)題也是信號(hào)衰減嚴(yán)重，受到的干擾太多。MWD原理簡(jiǎn)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(gè)壓力脈沖，通過(guò)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(shí)凡爾打開(kāi)，立管壓力正常，凡爾被堵時(shí)壓力突然增高，發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)。壓力增高代表“1”；壓力不增高代表“0”。負(fù)脈沖：平時(shí)凡爾賭注，立管壓力正常，凡爾打開(kāi)時(shí)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(gè)負(fù)脈沖信號(hào)。主要缺點(diǎn)：傳輸速度慢。一個(gè)脈沖5秒鐘，傳一個(gè)參數(shù)需要1～2分鐘。MWD原理簡(jiǎn)介—

泥漿連續(xù)波傳輸法兩個(gè)大小形狀完全相同的盤子，開(kāi)著同樣的槽