电子单多点介绍与使用

电子单多点测斜仪介绍与使用电子单多点测斜仪（以下简称测斜仪）是类似于国外ESS的测斜仪器，是为现有油田钻井测斜仪器的更新换代而研制的。

研制中综合了国外类似仪器的优点，是在钻井技术专家的指导下自行设计、生产的。

具有使用方便、准确、可靠性高等优点，是较好的油田钻井测斜仪器设备之一。

电子单多点测斜仪在国内简称作电子多点测斜仪, 是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种电磁类测斜仪器, 它采用了有线随钻测斜仪探管的磁通门和重力加速度计测量元件以大地磁场和重力场作为测量的媒介, 将微处理器芯片和记忆元件装入探管。

在探管内将测量的原始分量数据处理成井斜角、方位角和工具面等数据, 并记录和储存, 当探管起出地面时, 通过终端打印机或计算机输出。

一、外筒组成⑴、定向外筒总成有绳帽、活动联轴节、扶正接头、密封接头、仪器筒、下连节器、定向杆、引鞋。

⑵、投测外筒总成有打捞头、活动联轴节、扶正接头、上连接器、仪器筒、下联节器、加长杆、减震引鞋。

二、电子单多点的优点电子单多点测斜仪具有电子单点和多点测斜功能，探管外径系列化，结构小巧，操作方便，精度高，数据间互相验证，可信度高；作为多点不影响起钻，节约时间，可替代并优于传统的照相测斜仪。

⏹仪器配套的软件方便实用，其功能已不仅⏹仅限于从仪器中读取测量数据。

在仪器配⏹套软件中，用户可以对探管进行检查、标⏹定，还可以对测量数据进行整理和打印。

三．电子单多点的组成：测斜仪主要由探管、接口电源箱、计算机、打印机、连接电缆等组成。

另外，抗压筒、引鞋组件、加长杆等机械部件也是测斜仪下井不可缺少的重要组成之一。

性能参数仪器精度工作温度范围：＋6～105℃预热时间：30分钟存储点数：1455点电源：8节或4节2号碱性电池（YSS-25用4节锂电池）初始延时：1秒～18小时（连续可变）测量间隔：5秒～18小时（连续可变）标准配套：2根探管、2根电池筒、1台接口电源箱、1台笔记本电脑、1台打印机，连接电缆和抗压筒等。

探管外形尺寸：工作原理这类测斜仪是井口地垂线和地磁场组成的直角坐标系为基准定义方向参数的，并利用探管坐标系对基准坐标系的相互关系测量方向参数。

测量头坐标系X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头中心线。

三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通计Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。

因此，前者可以感受重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁在三方向上的分量。

当这些传感器感受其输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。

温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（V T）。

这7个输出电压和一个基准电压（V R）共8个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（P S）输入到电子柱的CPU存储板，将脉冲串各脉冲之间的间隔（T）变换成数字量，并按指令存入存储单元，完成“照相”过程。

另一方面，将Ps和P8合成之后形成的脉冲组（P0）通过探管插头输入到接口电源箱，以便检查或调试探管各环节的工作状况。

矢量和:Gt,Bt 分别为重力加速度计和磁通计的矢量和.Gt=(GX²+GY²+GZ²)1/2 Bt=(BX²+BY²+BZ²)1/2若探管工作正常,参数选择正确且探管工作的磁环境正常.则:Gt≈1且Bt≈1.重力加速度计探管采用了磁液悬浮加速度计，它具有抗冲击性强，结构小巧等特点，是其它类型的加速度计所不及的。

但这种加速度计精度一般只能保证1‰左右，应用范围受到限制。

从测井、钻井测量的要求来讲，其综合性能是较好的。

加速度计主要由测量头和电路（伺服回路）组成。

测量头G主要由绕有两个绕组的王字架、圆柱形磁钢和悬浮磁钢的磁液组成。

磁钢放入到王字架轴孔之内，轴孔内灌满磁液，磁液中的磁粉吸附于磁钢两端，形成哑铃状。

两端磁粉较多的球状体托起磁钢，使磁钢在王字架轴孔内移动自如，减小了摩擦力。

另一方面，磁液提供着系统稳定所需的阻尼。

和磁通计相似，两个绕组均兼有位移传感器和反馈力产生器的功用。

当没有外来加速度时，磁钢处于机械零位，两绕组的电感相同，因此由L1、L2和激磁变压器T1副边绕组组成的电桥平衡，其输出为零，加速度计也没有输出。

当加速度作用于敏感轴上时磁钢移位，引起两个绕组电感L1、L2一增一减，Gi上出现不平衡电压，此电压经前放、解调、功放之后，经反馈电阻R f将反馈电流输入到两个绕组，产生电磁力作用于磁钢上，阻止磁钢移位，并建立m²a=K²I f关系，即获得I f= m²a/K 其中：a_输入加速度；m_磁钢质量；K_电磁力系数磁通计磁通计技术应用于航空、测量等领域，品种也较多，但基本原理是相同的。

B为磁通计敏感头，是小方盒内安装两个绕组L1、L2，每个绕组内放置高导磁率材料。

L1、L2和激磁变压器T1的副边组成电桥。

当外界磁场对其输入轴正交时，磁芯的状态相同，B的输出在正负半周是对称的，且较小，此时解调器的输出为零，功放输出也为零。

当外界磁场在B输入轴的分量不为零时，L1、L2的磁芯状态产生变化，在一边的磁芯上外磁和激磁叠加，饱和程度加大，在另一边磁芯上相减，饱和程度减小，在激磁磁场交变而磁芯从饱和区进入线性段时，两绕组上感应出大小不同的尖脉冲电压，故B的输出端Bi尖脉冲增大，且其频率为激磁电压频率的2倍。

Bi经前放选频放大、解调、功放，在其输出端出现电压Bo。

Bo经反馈电阻R f，向L1、L2反馈电流，这一电流在绕组上产生直流安匝，所产生的磁通，与外磁平衡。

由于解调器内有积分环节，这一系统是无静差系统，具有较高的线性度。

当外磁改变方向时Bo的极性也改变，由此获得与输入磁感应强度成正比例的电压，完成了磁量测量变换的功能。

可以说，磁通计是一种磁传感器，其灵敏度可达到0.05uT，能充分满足探管对测量头的要求。

B912板为磁通计电路板，其输出电压Bxo、Byo、Bzo对应于磁通计敏感头Bx、By、Bz的输入磁通。

当磁通计敏感轴上输入地磁场的最大值时，电路板的输出电压也最大，其值为+2V左右（对+6V而言）。

磁通计和加速度计的转换系数（刻度因子）均通过R f的大小来调整。

其最大值受到电源电压的限制，一般不超过±2V是较合理的。

接口电源箱接口电源箱主要由供CPU板的+5V电源、在地面给探管供电的+9V电源、电源指示灯、调测开关等组成。

接口电源箱需用220V ±10%的交流电压，功率为10W左右。

软件操作说明启动WINDOWS，运行BHL-DDD软件，主窗口的显示内容主要有：窗口菜单（位于窗口上方的蓝色标题条下）、工具栏图标（位于窗口菜单之下，各按钮与窗口菜单项一一对应）、测量数据表（位于工具栏之下）和状态栏（位于窗口最下方）。

探管检查本软件可以对探管作如下操作和检查：探管连接选择通讯口探管清零状态检查采样时间探管标定修改标定值数据处理软件中对测量数据的处理包括以下内容：读取数据隐藏指定数据整理井深重新计算全部无效四．注意事项1. 测斜时，抗压筒底部一定要放保护棒，万一悬挂胶棒断裂时，可起到缓冲作用。

2.不能使接口电源箱和电池筒对探管同时供电，用接口电源箱进行检测时，必须先卸下电池筒。

3.经常擦拭电池筒通电的各连接部位，使供电正常。

每次下井前应注意电池的电量，以防测井时电池不够，取不上数。

电池不得新旧搭配使用。

4.连接或拆装电缆和电池筒时，一定要先关闭接口电源箱电源和探管电源。

5.在冬季，为确保仪器精度，要注意操作环境温度不低于+6℃。

6.平时若发现紧固螺钉松动等异常现象时，建议及时拧紧，以便于预防引起故障或丢失紧固件造成不应有的损失。

7.仪器使用一段时间后，应定期进行有关参数的标定和检测，以确保仪器的测量精度。

8.探管是机电结合的精密仪器，使用中轻拿轻放，是十分必要的，有利提高使用寿命。

9.及时更换上下堵头等的O形密封圈，保证泥浆不渗漏。

五．探管标定探管标定主要是针对仪器中的传感器（即加速度计和磁通计）进行的，只有经过正确标定后的仪器才能达到说明书中列出的测量精度。

相反，如果标定数据不正确（例如使用了非本仪器的标定数据，或标定数据被无意间更改），将导致测量精度下降甚至无法使用。

标定加速度计启动WINDOWS，运行BHL-DDD软件，按下CTRL+A进入标定状态，注意应预热30分钟后开始标定。

将探管固定在45°台的垂直位置上，T形头朝下，即井斜为0°状态。

根据计算机屏幕提示，调整探管位置，按以下步骤进行：状态1：转动探管至工具面为0±0.5°，按下ALT+V键保存；状态2：转动探管至工具面为180±0.5°，按下ENTER键；状态3：转动探管至工具面为90±0.5°，按下ENTER键；状态4：转动探管至工具面为270±0.5°，按下ENTER键；将探管固定在45°台的水平位置上，T形头朝南，即井斜为90°状态。

按以下步骤进行：状态5：转动探管至工具面为0±0.5°，按下ENTER键；状态6：转动探管至工具面为180±0.5°，按下ENTER键；状态7：转动探管至工具面为90±0.5°，按下ENTER键；状态8：转动探管至工具面为270±0.5°，按下ENTER键；按下ALT+R键进行半补偿。

至此加速度计标定完毕。

标定磁通计将探管置于校验台，并使其井斜为0°，方位指示为0°，调整探管使Bx 输出为0或接近于0。

将校验台转180°，获得此处的Bx输出，把两处的Bx输出相加并除以2，作为Bx的电零位。

将探管置于校验台，并使其井斜为0°，方位指示为0°，调整探管使By 输出为0或接近于0。

将校验台转180°，获得此处的By输出，把两处的By输出相加并除以2，作为By的电零位。

将探管置于校验台井斜34°，方位0°，记录Bz正向最大值。

将探管置于校验台井斜146°，方位0°，记录Bz负向最大值。

将探管置于校验台井斜90°，方位90°，调整工具面分别在0°和180°时，记录Bz的值。

将探管置于校验台井斜90°，方位270°，调整工具面分别在0°和180°时，记录Bz的值。

将探管四个Bz值带符号相加除以4是Bz的电零位。

按下ALT+X键，退出标定状态。

按下CTRL+E键，可以修改标定值。