陀螺测斜仪在定方位射孔中的应用

动力调谐陀螺测井技术及应用动力调谐陀螺测井技术及应用,生产一线,蒋伟民约2948字摘要:本文介绍了一种目前国内外先进的陀螺测斜技术及现场应用情况。

该测井技术以动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量;石英加速计测量地球加速度分量，经计算机计算可得出井筒的倾斜角、方位角、工具面角等参数。

通过对井筒不同深度的测量，即可得出井身轨迹曲线。

此项测井技术可用于井身轨迹复测、钻井定向和侧钻井开窗定向等。

胜利石油管理局现河采油厂应用此项技术进行复杂断块油藏及岩性油藏中井点校正，对于落实层系局部微高，分析油藏剩余油潜力和油水动态分布，挖掘油藏潜力，提高储量动用程度获得了较好的效果。

关键词:动力调谐陀螺;测井技术;应用1、引言在油田开采初期，由于测井技术落后，钻杆在地下的实际运行轨迹并不十分清楚，而且，井上测得的深度并非井的垂直深度，在打到预定“深度”时仍未发现出油，就会得出错误的“此地无油”的结论，造成废井。

另一方面，随着油田开发过程的不断延伸，地质报废和工程报废的油井越来越多，在石油资源日益枯竭的情况下，如何使报废井及老油井焕发出新的活力，同时在新油井开发过程中，如何为钻头走向提供正确的控制信息，提高油井的产出效益比，运用现代测井技术是一种必不可少的手段。

本文介绍的动力调谐陀螺测斜仪就是能在油田生产中起着开窗侧钻、打水平井的一种仪器，该仪器以测量地球自转角速率分量来确定空间某点方位，不受地磁的影响，由此可在井下通过陀螺测量出该开窗的方位，这样可在旧井、老井下按实际油层方向重新开窗，使旧井、老井得到二次开发，大大节省了人力、物力、财力，可应用于有磁性干扰的丛式井组、加密井和存在磁屏蔽的套管、油管、钻杆内进行井眼轨迹测量或定向钻井。

因此，该测井技术的推广应用将对加速石油天然气勘探和开发步伐有着极大的推动作用。

2、测井原理动力调谐陀螺测井技术的核心部件是惯性测量组件，包括一个动力调谐速率陀螺和两个石英加速度计。

动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量;石英加速度计测量地球重力加速度分量。

地下深处如何确定方向，井下陀螺高精度定向原理（技术贴）目前，超长型巷道的贯通越来越多，为保证贯通工程的横向精度，在贯通测量的地下控制导线部分，广泛使用了陀螺定向技术，陀螺定向可有效减少巷道导线方位误差的累积，与未加测陀螺边的巷道导线相比，可使贯通的横向精度产生增益。

机械化程度提升后对煤炭生产企业的长距离巷道贯通精度要求越来越高，由于导线测角误差的累积影响，不可避免地造成远离起算边的控制导线点的精度降低，满足不了大型贯通工程实际要求。

鉴于陀螺定向的优点，本文对陀螺全站仪定向工作进行了研究，以保证大型贯通工程的顺利贯通，提高贯通精度。

1井下陀螺定向的意义在贯通测量中，导线是巷道中控制测量的基本方式，巷道中的导线随巷道的掘进而布设，在贯通前无法闭合，随着巷道的延伸，导线的长度、测站数也随之增加，导线测角误差将随导线的延长而不断累积，限制巷道内导线方位误差是提高贯通横向精度的主要方式。

陀螺定向的基本特点是独立定向，定向位置可选取在任何需要的位置，定向不受导线测量的影响，巷道内的导线在加测陀螺定向边后，限制了导线方位误差的累积，从而提高了贯通导线的方位精度，使贯通横向误差减少，横向精度产生增益。

2煤矿井下陀螺定向的应用2.1巷道掘进中的加测陀螺方位角法一般情况下在井下掘进的过程中，是用导线来完成巷道掘进的任务，但是由于在施工后期，由于巷道未形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线的方式来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法，这种方法也在实际生产过程中取得了很好的效果。

加测陀螺边一般有三种方法：其一，在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；其二，每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；其三，在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。

通过理论与生产证明，加测1至2条陀螺边能在降低人的工作量与提升精确度这2个方面达到平衡。

论述陀螺定向在矿山测量中的应用牛家宽1李涛2南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司江苏南京 223000江苏省淮安市淮阴区测绘院江苏淮安 223001摘要：本文在查阅了大量相关文献的基础上，通过对各种实例的应用分析，总结了陀螺仪在矿山测量中的主要应用领域。

关键词：陀螺定向;贯通测量;应用一、引言陀螺经纬仪是一种定向仪器，依据陀螺的力学原理制成，能应用于地下矿山、隧道、军事、森林和其他测区的测量，无时间、地点和环境条件的限制。

广泛应用在矿山测量中，陀螺经纬仪不需要传统的几何定位就能进行地上地下坐标之间的联测，不需要井筒就能进行定向，并且能极大地提高地下导线的精度，是节省时间，节省劳动力的先进定向仪器。

陀螺仪的简单工作原理是，陀螺绕其质量对称轴高速旋转。

陀螺经纬仪有两个基本特征：即定轴性和进动性。

陀螺仪就是根据这两个基本特性和在地球自转的作用下，根据陀螺绕测站点的子午线作简谐摆动的原理制成的。

陀螺仪在20世80年代开始应用于矿山井下以来，以其不受时空限制、定向精度高、施测时间短的优点，越来越多地应用于矿山测量，尤其我国浅部矿产资源日益枯竭，矿山深井开采数量越来越多，陀螺仪定向的优点更加显现，由此带来的经济效益也更加明显。

二、陀螺仪在矿山测量过程中的应用（一）陀螺仪应用于井下平面控制。

一般情况下在井下掘进的过程中，是用导线来完成巷道掘进的任务，但是由于在施工后期，由于巷道是形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，因此在巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法，这种方法也在实际生产过程中取得了很好的效果。

加测陀螺边一般有三种方法：1、在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；2、每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；3、在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。

通过理论研究和生产实践，加测一到两条陀螺边可以在减少人员的工作量和提高精度这两个方面取得平衡。

陀螺定向原理
陀螺定向是一种利用陀螺仪原理实现方向控制的技术。

陀螺仪是一种利用陀螺效应来测量方向的仪器，通过陀螺仪的作用，可以实现飞行器、船舶、导弹等的定向控制。

本文将介绍陀螺定向的原理及其应用。

陀螺效应是指陀螺在运动时会保持自身方向不变的物理现象。

利用这一原理，可以制造出陀螺仪来测量方向。

陀螺仪通常由陀螺转子、支承结构和检测器组成。

当陀螺转子受到外力作用时，会产生陀螺效应，使得陀螺转子的方向保持不变。

检测器可以测量陀螺转子的方向，从而得到所需的方向信息。

在陀螺定向中，陀螺仪通常安装在需要进行定向控制的飞行器或船舶上。

通过测量陀螺仪的输出，可以得到飞行器或船舶的当前方向，从而实现定向控制。

陀螺定向具有响应速度快、精度高的特点，适用于各种复杂的环境下。

陀螺定向的应用非常广泛，其中包括航空航天、船舶、导弹等领域。

在航空航天领域，陀螺定向被广泛应用于飞行器的姿态控制和导航系统中。

在船舶领域，陀螺定向可以帮助船舶实现精准的航行。

在导弹领域，陀螺定向可以帮助导弹实现精确的飞行轨迹。

总的来说，陀螺定向是一种利用陀螺仪原理实现方向控制的技术。

通过测量陀螺仪的输出，可以得到飞行器或船舶的当前方向，从而实现定向控制。

陀螺定向具有响应速度快、精度高的特点，适用于各种复杂的环境下。

在航空航天、船舶、导弹等领域有着广泛的应用前景。

定向钻井技术在钻孔控斜中的应用摘要：施工定向井或者对钻孔纠偏，往往使用槽式定向楔（斜铁），用少加钻铤和慢速稳压钻进的方法控制造斜段的井斜角，用JJX-3A型或陀螺测斜仪对施工后的井段进行测斜。

这种方法由于受到孔内铁质套管、定向楔和地磁倾角的影响，无法使定向楔一次定位成功。

只能依靠频繁的测斜、测量后对定向楔扭方位，再次按照扭动的方位造斜施工。

纠斜施工中的随意性较大，很难一次定位成功。

近年来，随着钻井技术的不断进步，随钻测斜和螺杆钻具的使用较好的解决了上述难题并拓展了定向井的施工范围。

它具有操作简单、成本低、成功率高的显著特点。

基于此，本文主要对定向钻井技术在钻孔控斜中的应用进行分析探讨。

关键词：定向钻井技术；钻孔控斜；应用1、前言随着现代科学的日新月异，开发勘探等技术不断深入，其中，以定向钻井技术为代表，不仅提升了钻井的速度，也很大程度上节约技术方面的成本投入，使得石油资源得到高效开发。

2、随钻测斜钻井技术所用设备随钻测斜定向钻井技术施工定向钻孔主要机具有：牙轮钻头（或PDC钻头），定向弯螺杆、无磁钻铤、加重钻杆、钻杆、主动方钻杆、循环接头、高压胶管、泥浆泵。

主要机械设备有：TBW8505泥浆泵、转盘式水文钻机、铁质四角钻塔等。

随钻测斜仪器为YST-25型有线随钻测斜仪。

3、螺杆钻具的操作参数和注意事项3.1螺杆钻具的操作参数（1）钻井液。

螺杆钻具主要适用于以水基泥浆或油基泥浆为工作介质的钻修井作业。

为了提高连续工作时间，施工中应当对钻井液进行有效的分离净化，使其具有尽可能低的固相含量。

一般要求泥浆密度为1.25，含量不大于0.5%。

泥浆的PH值应控制在8～10.5之间，PH值过低会对螺杆钻具的零件尤其是对定子产生破坏作用，缩短螺杆钻具的使用寿命。

在钻孔条件允许的情况下可以使用清水钻进。

（2）马达流量。

螺杆钻具工作时，钻头的转速与通过马达的钻井液流量成正比。

流量太大，导致转速过高，会减少连续使用的时间。

陀螺定向在矿山测量中的应用摘要：为提高我矿定向测量的精度，提高工作效率，使用陀螺经纬仪定向取代几何定向测量是非常必要的，本文结合我矿实际情况，阐述了陀螺经纬仪在矿山测量中的应用。

关键词：矿山测量，陀螺经纬仪，定向测量一、引言：定向测量是矿山测量中的重要工作内容之一。

某矿是有着七十年产金的老矿山，现在有主竖进四条，盲井三条，均为竖井开拓，水平中段段高35-50米，定向测量工作十分繁重。

陀螺经纬仪是一种全天候，不依赖其他条件能够测定真北方位的物理定向仪器。

我矿自1995年开始使用陀螺经纬仪（徐州JT15）进行陀螺定向测量，先后在水平巷道贯通、任意水平巷道开凿，竖井联系测量及垂直贯通测量等重要定向测量工作中取得较好成果，并在定向观测方法，数据计算处理，定向观测程序等方面，进行了实验和研究，为矿山定向测量工作开创了新方向，迈出了新的步伐。

下面就陀螺定向在矿山测量中的应用和体会做一下介绍：二、陀螺定向实际应用情况1、在主要运输巷道贯通测量中的应用：我矿现投产主要坑口有二、三、四号坑口，出于探矿及安全考虑，矿部决定将主力坑口在二中段实行贯通，二号至三号坑口贯通距离500米，为早日实现贯通决定由两个坑口同时从东西相向施工，二号坑西部巷道全长1800米，因早期控制点没能保存好，整条巷道内仅剩余1700米处一个可靠控制点，如果按常规测量方法，需要联测到地面控制网或从一中段传递坐标下来，而且需要补测1700导线，这无形中给测量工作增加了很大的工作量并影响贯通时间，为解决这一问题，我们采用了先进的陀螺经纬仪进行了定向测量。

使用仪器：JT15定向时间：2001年11月10日定向精度：待定边坐标方位角中误差为±11.0秒实际贯通情况：贯通中心点位允许偏差为±0.5米，实际偏差为±0.15米，由此证明陀螺定向测量完全满足了贯通工程的要求，这也是我们首次对主要运输巷道施行陀螺定向贯通取得成功。

2、在任意水平开凿巷道的陀螺定向(1)水平中段调车场开凿时的陀螺定向由于我矿坑口多，又都是竖井开拓，水平中段就更多，目前，我矿四号坑主井已达十九中，二、三坑主井、盲井也累计十九个中段，水平中段调车场开凿时的定向测量，以往均为罗盘仪定向，其定向精度低且不说，有时受条件影响还会发生很大粗差，施工方向偏离设计方向较大，准确标定水平中段调车场的施工方向，一直是个难题，使用陀螺定向便很容易的解决了这一难题，采用粗定向法（两个逆转点法或四分之一周期法），测出近似真北方向，以此施工方向，是即快又准的好方法，观测时间20分钟即可完成。

陀螺测斜仪在深部钻探中的应用探讨作者：韩宝锐来源：《装饰装修天地》2017年第19期摘要：随着探矿工程阶段的发展，在勘探阶段工程网度的增加，就约束着钻探施工的质量务必要达到一定的精度以满足圈矿计算的要求。

因此，在控制施工质量的过程中就需要获取钻孔在施工过程中的顶角和方位角，以便于计算钻孔实际位置与设计轨迹的偏离程度。

陀螺测斜仪的作用就尤为突出，与传统机械式测斜仪相比，陀螺测斜仪能够不受钻杆内部磁力的影响，精准的获取目标位置的顶角和方位角，指导钻孔施工，保证勘探工程的准确度。

关键词：陀螺测斜仪；钻孔；陀螺方位；探矿精度1 引言钻孔在施工过程中，由于地质现象不同，钻机性能及技术等因素，往往使钻孔的倾角、方位角发生偏离原设计的位置，斜孔更容易发生，所以需要对钻孔的钻进参数进行测量，并根据测量结果计算钻孔轨迹，评定钻孔与设计的偏移量，对施工质量进行监督并指导施工技术参数。

另外，由于深入地下，在钻孔中钻杆磁力影响，传统的机械式测斜仪无法精确测出钻孔的实际方位角，而裸孔测斜虽然能减弱钻杆磁力的影响，但是由于裸孔没有防护措施，很容易造成测斜仪脱扣掉落，一旦掉落将无法捞上来，造成设备损失。

陀螺测斜仪则可以不受磁力影响，在钻孔孔内保护的情况下，精确测定该位置的顶角和方位角，进而指导施工。

本文将通过案例资料，说明陀螺测斜仪在目前钻探施工过程中应用的实际意义。

2 应用背景随着社会经济建设的发展，浅部矿产逐渐无法满足生产需要，因此深部探矿应运而生。

固体矿产地质勘查工作分为预查、普查、详查、勘探四个阶段，尤其在勘探阶段勘查工作的真实性和准确性将最大可能的指导实际的生产建设，因此，野外钻孔施工的质量就成为勘探阶段生产一线的重要部分。

如何检验野外施工质量并且指导现场作业就是本文探讨的课题。

3 案例分析本文借鉴了山东省某矿区勘探阶段钻孔施工过程中因钻孔顶角和方位角偏差而导致施工不合格，通过日常测斜工作及时发现问题并进行纠斜工作，将该工程完善并完成工作的案例。

陀螺全站仪定向精度评定和在工程中应用摘要：目前陀螺全站仪标称精度大多在8到20秒之间，而常用全站仪标称精度1秒或2秒，很多测量人员困惑于如何能用这么“低精度”陀螺全站仪来复测检核的“高精度”全站仪测量的精密导线呢？查看了很多陀螺经纬仪（全站仪）精度相关文献，一般只提到某款陀螺经纬仪（全站仪）精度指标达到多少，或者某工程应用中实测精度达到多少，缺乏对精度指标的说明，造成了现在大量精度要求较高项目（如：地铁导线复测）测量技术人员对陀螺精度困惑。

本文从标称精度评定及工程实际应用方法来说明这个问题。

关键词：陀螺全站仪精度、陀螺定向、导线方位校核Abstract：At present，the gyro total station nominal accuracy mostly between 8 to 20 seconds，and commonly used total station instrument nominal accuracy of 1 or 2 seconds，many Surveyor confused on how to with such low accuracy gyro totalstation reflex test check the high precision of total station instrument measurement precision wire? To view the lot of gyro theodolite（total station）relative to the precision of the literature，generally only mentioned a gyro theodolite（total station）precision index reach the number，or a project application measurement accuracy reach，lack of precision description index，caused by now a large number of high precision project（such as：subway traverse azimuth verification）measurement of technical personnel on the precision of gyro is confused.In this paper，the nominal accuracy assessment and engineering application methods to description the problem. Keywords：gyro total station，gyro direction，traverse azimuth verification1、引言目前各地大量建设地铁轨道交通工程，地下定向测量十分重要，隧道《城市轨道交通工程测量规范》中联系测量可采用陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合定向测量；地下控制测量部分要求贯通面一侧隧道长度大于1500米时，适当位置加测陀螺边提高控制导线精度。