石工定向井軌跡測量及方位控制

1、中國石油大學中國石油大學（鉆井工程）（鉆井工程）實驗報告實驗報告實驗日期：實驗日期：2014成績：成績：班級：班級：石工石工11學號：學號：姓名：姓名：教師：教師：同組者：同組者：定向井軌跡測量及方位控制定向井軌跡測量及方位控制一、實驗目的一、實驗目的1.直觀認識井眼軌跡參數(shù)（井斜角，井斜方位角）及造斜工具姿態(tài)參數(shù)（重力工具面角，磁工具角）。2.了解常用電磁測斜儀的基本結(jié)構(gòu)和測量原理，直觀認識磁千擾現(xiàn)象。3.定向及扭方位操作演示（或井眼

2、軌跡測量操作演示）。二、實驗儀器二、實驗儀器（1）電子單多點測斜儀（探管）1套：YSS32電子單多點測斜儀；（2）測斜儀校準臺1臺；（3）定向及測斜桿件1套（定向桿，抗壓筒，加重桿各1個）；（4）定向接頭；（5）計算機1臺：預先安裝與測斜儀配套的操作軟件。3、實驗原理實驗原理以北京海藍科技公司的YSS32電子單多點測斜儀（以下簡稱測斜儀)為例，簡單介紹常用的電磁測斜儀結(jié)構(gòu)及測量原理。YSS系列電子單多點測斜儀是類似于國外ESS的測斜儀器

3、，具有使用方便、準確、可靠性高等憂點，是較好的油田鉆井測斜儀器設備之一。該測斜儀的技術(shù)參數(shù)如下：鋼受慣性力的作用偏離零位。磁鋼的偏移引起2個繞組的電感值變化（一側(cè)變大，另一側(cè)變小)，導致激磁電壓在兩繞組的分布發(fā)生差異，即其壓降不相同，這一差異就是由2個繞組和磁鋼構(gòu)成的位移傳感器上的輸出電壓。該電壓經(jīng)伺服電路的前置放大、相敏解調(diào)、積分功放后，通過采樣電阻將反饋電流加到兩繞組的中點上，流過繞組的電流在圓柱體內(nèi)產(chǎn)生電磁場，這一磁場作用干磁鋼上

4、，產(chǎn)生反向推力。所產(chǎn)生的推力大小剛好與作用于磁鋼上的慣性力相平衡，完成了輸入加速度轉(zhuǎn)換成電流的功能，在釆樣電阻上可獲得電壓。這一電壓在一定的條件下，就正比于輸入加速度，即：（1）maKRUF??0式中，輸出電壓；采出電壓；力發(fā)生器傳遞系數(shù)；m擺質(zhì)量；a0U?RFK輸入加速度。設計時保證和m不變，改變阻值來改變加速度計的比例系FKsR數(shù)。磁液懸浮加速度計的靈敏度和線性度可達10mms2、0.1%能夠滿足測斜需要。（2）磁通門磁通門又稱磁通

5、計，是將輸入磁通轉(zhuǎn)換成與之對應電壓的傳感器。如圖4所示，磁通門由一對帶骨架的繞組和外殼所組成。在骨架內(nèi)孔放置導磁率高、飽和磁感應強度小、磁滯回線窄的磁性林科一一磁芯。完全相同的一對磁組合件平行地裝入不導磁的外殼內(nèi)，用密封材料密封。兩個繞組的始端分別接在兩個引線端子上，兩個末端接在第三個引線端子上。通過兩個始端入交流激磁電壓，使磁芯在激磁電壓達到峰值時進入飽和區(qū)。當沒有外磁場時，兩磁芯的磁狀態(tài)相同，沒有輸出，即磁芯內(nèi)的磁通變化相同，其正負

6、脈沖幅度相同。當外磁場不為零時，一對磁芯中的磁通量均增大，由于激磁電壓是反接的，因此一個磁芯加深飽和狀態(tài)，另一個磁芯退出飽和區(qū)，由此所產(chǎn)生的正負脈沖的幅度是不相同的，其差異隨外磁場的增大而變大。脈沖經(jīng)前罝放大、解調(diào)、積分功放后通過采樣電阻加到兩繞組的末端，所流過的電流產(chǎn)生磁場，其大小幾乎等于外磁場，但其方向相反，電流的大小和方向取決于外界磁場。從采樣電阻可獲得與外界磁場磁感應強度成正比的電壓輸出，即（2）BKRRUBL???0式中，磁通