?
產業物聯網體系處置計劃
鉆井井孔傾斜丈量體系

1.光纖陀螺鉆孔測斜儀

陀螺鉆孔測斜儀是一種不受地磁攪擾和四周境磁性影響的鉆孔軌跡丈量儀器,首要用于磁性礦區鉆孔、套管、鉆桿等停止鉆孔軌跡丈量,固然也可在其余不受磁攪擾的鉆孔中停止軌跡丈量。測井用陀螺儀較之航空器用陀螺儀,受其操縱情況的影響具備以下特色。 

◆ 體積請求嚴酷,特別直徑要小,請求構成儀器后順應套管井井徑請求,乃至能在開天窗時從鉆桿投入;

◆ 較強的抗振性,測鉆開天窗或投入井底時,不會破壞陀螺本體;

◆ 寬溫請求,即儀器能在125°情況中一般任務最少2小時且在情況溫度-10-125°規模內儀器全體精度知足設想請求。

陀螺儀從布局和制作工藝上陀螺儀可以或許分為機器陀螺、光學陀螺、半導體陀螺。此中機器陀螺又有框架陀螺、能源調諧陀螺、液浮速率積分陀螺、靜電陀螺。光學陀螺首要有激光和光纖陀螺2種。

綜合相比以上各類陀螺的特色,光纖陀螺在井下測斜方面具備無可相比的上風。光纖陀螺儀古代光纖陀螺儀是按照sagnac現實成長起來的。sagnac現實的要點是:當光束在一個環形的通道中進步時,若是環形通道自身具備一個動彈速率,那末光芒沿著通道動彈的標的目的進步所須要的時候要比沿著這個通道動彈相反的標的目的進步所須要的時候要多。也便是說當光學環路動彈時,在差別的進步標的目的上,光學環路的光程絕對環路在運動時的光程城市發生變更。操縱這類光程的變更,若是使差別標的目的上進步的光之間發生干與來丈量環路的動彈速率,如許就可以或許制作出干與式光纖陀螺儀。光纖陀螺儀的根基光學器件有光源、耦合器、起偏器,光纖線圈、檢測器等。光纖陀螺組件多為半導體器件,彼此之間靠接插毗連,并間接焊接在印刷電路板上。光纖陀螺操縱在煤油儀器上降服了機器式陀螺的幾近一切錯誤謬誤,諸如抗振性差、磁場變更、漂移力矩身分多、任務受情況溫度影響大等。光纖陀螺是很是合用于陀螺測斜儀的方位傳感器。 光纖陀螺的首要本體缺點是構成器件造價高貴,抗 低溫才能較差。且為了保障精度,接納愈來愈多的光纖 匝數,是以致使體積絕對較大。處置的體例是經由進程外加裝高效保溫瓶,使光纖陀螺儀最高任務情況溫度保障在80°以下,如許可以或許根基知足4000米之內井深的丈量須要。對應于油井井徑限定,經由進程改變光纖環繞糾纏體例, 可以或許使其直徑獲得有用減少,知足安排在鉆桿中的請求。由無錫慧聯科技無限公司和北京大學協作研制的AgileLight-IM系列光纖陀螺是特地為油井測斜所定制的光纖陀螺,該陀螺外徑只要32mm, 量程±4°,零偏0.5°/hr(熱均衡下0.2°/hr), 比例因子0.000125, 帶寬10Hz。抗打擊100g,操縱溫度規模-40°~+75,壽命55000小時,在運輸和操縱進程中對情況不特別請求,很是適合在測斜儀中操縱。


測斜儀構成和道理測斜儀首要包含空中局部和井下局部,空中局部和井下局部經由進程測井電纜相連。測斜儀布局圖空中局部空中局部首要包含旌旗燈號領受和解碼電路、深度顯現、空中電源和計較機。旌旗燈號領受和解碼電路的感化是領受從井下發送到空中的旌旗燈號,解碼后再轉發到空中計較機停止處置。深度顯現局部是領受絞車節制體系的光電脈沖旌旗燈號,將其改變成深度值并顯現。空中電源的功效是將交換電源改變成直流電源,供井下傳感器和電路局部操縱,與旌旗燈號領受和解碼電路和深度顯現等組裝在一路,成為空中節制箱。空中計較機的功效是按照井下發送到空中的陀螺和加快度計旌旗燈號值,計較出儀器地點鉆孔地位的空間方位,即頂角、方位角和東西面角,同時經由進程其收回節制指令對井下儀器停止差別的操縱。井下局部井下局部包含光纖陀螺和加快度計傳感器構成的慣性體組件、機電、井下二次電源、數據收羅及編碼電路和陀螺、加快度計二次電路等。

陀螺測斜儀是操縱慣性導航手藝來停止鉆孔丈量,它操縱了慣性導航裝配自立性強、導航精度高、靠得住性好的特色,接納光纖陀螺和加快度計傳感器構成的捷聯式尋北體系,經由進程陀螺丈量出地球自轉角速率的份量、經由進程加快度計丈量地球重力加快度份量,再經由進程相干公式計較出鉆孔頂角、方位角和東西面角。陀螺測斜儀具備以下特色:

◆ 漂移小、精度高、各測點之間的數據不接洽干系,消弭了以往陀螺測斜儀的累計偏差,有用地進步 了鉆孔軌跡丈量成果的切確性。

◆ 任務進程主動尋北,不須要空中初始定向,丈量前后均無需校北,消弭了報酬偏差。

◆ 不受地質和四周情況影響,抗磁性攪擾,可在鉆桿、磁性套管及磁性礦區操縱。

光纖陀螺測斜儀降服了以往陀螺測斜儀的一切缺乏,山東盛和電子的系列光纖陀螺儀特地為測斜儀定制,性價比高,操縱便利,品質靠得住,經多家操縱單元測試,機能完整知足請求,是泛博測斜儀廠家的抱負挑選。

2.高精度雙軸傾角傳感器

      鉆孔測斜儀是地球物理測井手藝的首要構成局部。通用測斜儀接納重力加快度計來丈量傾角,其溫度機能、抗振動才能差且價錢昂揚,沒法知足井下功課須要。山東盛和電子無限公司的高精度雙軸傾角傳感器,其體積小、抗跌落性和抗振動性均優于通用的重力加快度計。
山東盛和電子無限公司基于傾角傳感器的鉆孔測斜儀產物上風以下
    ◆ 接納傾角傳感器取代通用重力加快度計,其體積小,抗跌落性和抗振動性及本錢等目標均有很大改良。
    ◆ 用一個雙軸傾角傳感器取代通用的3個重力加快度計,使裝置布局簡化。

       因為該傳感器丈量傾角時對溫度特征、不變性和對稱性有必然請求,裝置傳感器時要盡能夠保障地位的切確性,確保每次丈量時3個軸地位的分歧性,防止裝置不妥帶來的丈量偏差。
    ◆ 傾角傳感器可以或許停止全方位丈量。
    ◆ 經由進程利用現實丈量獲得的標定數據對散點圖停止闡發,得出傾角推算值的回歸模子。借助提出的算法對數據停止偏差彌補。

       光纖傾角傳感器機能目標:
    ◆ 丈量規模為1 g,利用在測斜儀中,具備過阻尼敏感元,能防止振動的影響。經由進程操縱零丁的溫度彌補,和經由進程彌補傾斜面中的角度裝置偏差,能使丈量很是切確。

    ◆ 雙軸傾角傳感器;

    ◆ 丈量規模±90度;

    ◆ 內置溫度傳感器;

    ◆ 持久不變機能目標優于0.002度,抗打擊才能強;

    ◆ 高分辯率,低噪聲,任務溫度規模寬;

    ◆ 有過阻尼感到元件,可以或許蒙受大于20000g的機器振動。
       因為實測體例、嘗試情況等一些外界身分的影響,不可防止地會發生隨機攪擾和偏差。在停止彌補函數的闡發體例中,數據擬合與插值都是用來找出自變量與因變量的干系。此中插值對初始數據有偏差時也將擔當其偏差并且高次插值會致使計較龐雜度增大且全體趨向性不好。而擬合具備很好的全體類似性,且比插值函數有更好的趨向性。
       對數據停止擬合時,決議自變量與因變量的干系,準繩上起首是按照現實上是甚么干系,而后盡能夠地將其變更為線性干系停止擬合,是以自變量與因變量的肯定對彌補函數的切確度起著首要的感化。將雙軸傾角傳感器利用在鉆孔測斜儀中丈量傾角,工程上請求偏差彌補的成果應保障傾角在±40度時使現實偏差盡能夠小。

?