CN2570734Y - 框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪 - Google Patents

框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪 Download PDF

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刘青昕
刘广锁
王灿松
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Abstract

本实用新型属于一种精度高且连续测量的框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪。它在壳体里依序装有挠性陀螺(1)、X加速计(2)、Y加速计(3)、Z加速计(4)、旋转电机(5)和框架陀螺(6)。在测量井段下端、上端由挠性陀螺组合加速度计进行方位、井斜的检测，并以此为基准刻度、校正框架陀螺仪连测数据。挠性陀螺仪用来进行定点测量。在井下为框架陀螺仪提供初始方位，这样框架陀螺仪就不必在地面确定初始方位，进而消除了其下放过程所产生的累计误差。框架陀螺仪上测工作时供电即可，因而延长框架陀螺仪的使用寿命。利用挠性陀螺仪在测量井段两端所测得的方位角、方向角，对框架陀螺仪在上测过程所产生的漂移校正，从而进一步提高了方位的测量精度。

Description

框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪
(一)技术领域：
本实用新型属于井下测量方位仪，特别是涉及框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪。
(二)背景技术：
目前，国内用于油田套管井倾斜角、方位角检测的测井仪主要有框架陀螺方位仪、连续框架陀螺测斜仪及挠性陀螺方位测井仪等。在连续测量中方位传感器主要采用框架陀螺，其存在漂移大、精度低等缺点。挠性陀螺虽然精度高，但在目前测井仪中只适于点测。在测井中迫切需要一种精度高且连续测量的仪器，故研制挠性陀螺、框架陀螺组合应用测井仪。
(三)实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，而提供一种精度高且连续测量的框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪。
本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到：在井下测量方位仪壳体里依序装有挠性陀螺、X加速计、Y加速计、Z加速计、旋转电机和框架陀螺。
以上方案构成的组合测量方位仪，是随着油田的不断开发，套损井数量逐年增加，套管质量检测工作变得越来越重要，研制挠性陀螺、框架陀螺组合应用测井仪，配合其它工程测井仪，为油水井套损的预防、大修、报废以及注采方案的确定提供详实可靠的依据。挠性陀螺、框架陀螺组合应用测井仪可以测量井身倾斜程度及倾斜方位，同时为其它工程测井提供所需的套损方向角。
本实用新型与背景技术相比具有如下有益效果：在测量井段下端、上端由挠性陀螺组合加速度计进行方位、井斜的检测，并以此为基准刻度、校正框架陀螺仪连测数据。挠陀螺仪用来进行定点测量，其绝对测量误差为±2度。此方案具有以下优点：
1、井下为框架陀螺仪提供初始方位，这样框架陀螺仪就不必在地面确定初始方位，进而消除了其下放过程所产生的累计误差。
2、框架陀螺仪不必始终带电工作，只要上测工作时供电即可，因而延长框架陀螺仪的使用寿命。
3、利用挠性陀螺仪在测量井段两端所测得的方位角、方向角，对框架陀螺仪在上测过程所产生的漂移校正，从而进一步提高了方位的测量精度。
(四)附图说明：
附图1与附图2为分节图构成本方位仪。
(五)具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例将对本实用新型作进一步说明：
由图1，2所示，在井下测量方位仪壳体里依序装有挠性陀螺1、X加速计2、Y加速计3、Z加速计4、旋转电机5和框架陀螺6。
在上述方案所涉及的部件中，都是常用到的重新组合成本方位仪。其中，组合式井斜方位多功能测井仪是由一个挠性陀螺仪、一个框架陀螺仪与三个加速计配接而成。挠性陀螺仪与三个加速度计配接完成仪器的倾斜角、方位角、方向角的点测量。框架陀螺仪与三个加速度计完成倾斜角、方位角、方向角的连续测量，并以高精度的挠性陀螺的点测方位初始化框架陀螺的初始方位并消除框架陀螺的漂移。建立井下仪器参考坐标系0-XYZ，其中Z轴沿井下仪器中轴线方向(向上为正)，X轴方向指向井下仪器基准线；挠性速率陀螺二个敏感轴的方向分别向X轴、Y轴，Z轴为挠性速率陀螺的推动力轴；框架陀螺的外框架轴与Z轴重合；三个加速度计敏感轴分别与X轴、Y轴、Z轴重合。在测试井段上下端点测时，采用双自由度挠性速率陀个加速度计作为测量元件，由陀螺输出两路信号，经处理消漂后得到在敏感轴上对应于地球自转角速度的投影分量GX、GY，由三个加速度计分别是测得X，Y，Z轴上的加速度  AX、AY、AZ，由GPS提供测试点纬度信息L，由GX、GY、AX、AY、AZ、L等可解算出倾斜角、方位角方向角等信息。连测时以JXT-1型框架陀螺方位仪和三个加速度计作为斜度及方位传感器。框架陀螺启动后，其转子轴的方向保持不变，与其固连的电位器的电刷方向也保持不变。当仪器外壳转动时，方位电位器的线绕电阻(与仪器外壳固连)跟着转动，故方位电位器的输出信号就等效转动的角度。以高精度的挠性陀螺的点测方位初始化框架陀螺的初始方位并消除框架陀螺的漂移。三个伺服加速度计的输出信号及初始化并消漂后的框架陀螺输出信号可推导计算倾斜角、方位角、方向角。

Claims (1)

1.一种涉及框架陀螺与挠性陀螺组合测量方位仪，含有X加速计、Y加速计、Z加速计、电机、挠性陀螺或框架陀螺，其特征在于：在井下测量方位仪壳体里依序装有挠性陀螺(1)、X加速计(2)、Y加速计(3)、Z加速计(4)、旋转电机(5)和框架陀螺(6)。
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