《定向井测量技术》PPT课件

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1、第7章定向井测量技术主讲教师：史玉才中国石油大学（华东）石油工程学院联系方式：13963366855（东营）、15806569086（青岛）0532-86981151（o）shiyucai2008@163.comshiyucai@hdpu.edu.cn§7-1定向井测量概述§7-2电磁测斜仪的结构及原理§7-3有线随钻测斜仪§7-4无线随钻测斜仪(MWD)§7-5陀螺测斜仪*本章内容从物理意义上讲，测量井下钻具的工具面角为井下钻具定向，或测量井眼的轨迹均属于空间姿态的测量。石油钻井工程的特殊性使得这一测量过程必须借助专门的工具和仪器，采取

2、间接测量的方法来完成。§7-1定向井测量概述（1）借助重力场测量井斜角或高边工具面；测量元件为测角器、罗盘重锤或重力加速度计等；测量基准是铅垂线。（2）借助地磁场测量方位角或磁性工具面；测量元件为罗盘或磁通门等；测量基准是磁性北极，磁性仪器测量的方位角数据必须根据当地的磁偏角修正成真北极（地理北极）的数据。（3）借助天体坐标系测量方位角或磁性工具面；测量元件为陀螺仪。陀螺仪为惯性测量仪器，不以地球上任何一点为基准，下井之前必须对陀螺仪的自转轴进行地理北极的方位标定（注：新型陀螺仪自动找北，不必地面标定）。1、钻井过程中测量的方法、媒介和基

3、准§7-1概述（1）必须借助专用工具和仪器进行间接测量。根据测量仪器的数据记录和传输方式不同，钻井测量分为实时测量和事后测量。（2）测量仪器的尺寸受到井眼和钻井工具的限制，特别是下井仪器的径向尺寸必须能够下入套管和钻具内，而且不会因仪器的下入而影响泥浆的流动或产生过大的泥浆压降。（3）下井仪器受到地层和泥浆的高压，仪器的保护筒和密封件必须能够承受这种高压，而且还应具备一定的安全系数。2、钻井过程中测量的特点§7-1概述（4）地温随着井深变化，要求下井仪器具有良好的抗高温性能。常温（常规仪器）：耐温125℃以下；高温仪器：耐温182℃以下。

4、（5）某些仪器在使用过程中要承受冲击（如单多点测斜仪的投测）、钻具转动（如转盘钻进的MWD仪器）、钻头和钻具在钻进过程中的振动（如MWD和有线随钻测斜仪）等。2、钻井过程中测量的特点§7-1概述3、测量仪器分类和应用范围§7-1概述┌─Φ35mm外径测斜仪（常规）┌─罗盘单点照相测斜仪─┤│└─Φ25mm外径测斜仪（高温）┌─罗盘类─┤││┌─Φ35mm外径测斜仪（常规）│└─罗盘多点照相测斜仪─┤测│└─Φ25mm外径测斜仪（高温）│┌─有线随钻测斜仪量││┼─电磁类─┼─无线随钻测斜仪（定向MWD、带地质参数MWD）仪│││└─电子多

5、点测斜仪器│┌─Φ60mm外径多点陀螺测斜仪│┌─照相陀螺测斜仪───┼─Φ35mm外径单点陀螺测斜仪││└─Φ35mm外径多点陀螺测斜仪└─陀螺类─┤┌─地面记录定向陀螺测斜仪└─电子陀螺测斜仪──┼─框架式电子陀螺测斜仪└─速率积分电子陀螺测斜仪3、测量仪器分类和应用范围§7-1概述仪器类型应用范围备注磁罗盘单、多点照相测斜仪普通定向井，无邻井磁干扰的丛式井。Φ35mm外径：适应温度<125℃井眼；Φ25mm外径：适应温度<182℃井眼定向测斜与无磁钻铤配合使用有线随钻测斜仪较深的定向井、无邻井磁干扰的丛式井或大斜度井、水平井定向无线

6、随钻测斜仪超深定向井、大斜度井、水平井或海洋钻井定向测斜电子多点测斜仪精度要求较高的定向井、无邻井磁干扰的丛式井、大斜度井、水平井，或海洋钻井定向测斜照相单、多点陀螺测斜仪已下套管的井眼中测斜，或在丛式井、套管开窗井定向电子陀螺测斜仪已下套管的井眼中测斜丛式井、套管开窗井定向主要由井斜刻度盘、罗盘、十字摆锤、照明和照相系统组成。罗盘的S极始终指北。磁罗盘照相测斜仪的结构和工作原理1、结构主要由加速度计、磁通门、模拟数字转换、数据采集或传输、数据处理、数据显示、抗压筒和减振器等环节组成。探管是测斜仪重要组成之一，可划分为测量头和电子柱两部分

7、。测量头有引入工具面基准的T形槽头和安装传感器的台体。台体上安装3个加速度计和3个磁通门。利用6个传感器的输出计算钻井所需的方向参数。§7-2电磁测斜仪的结构及原理(1)加速度计：将输入速度变成与之对应的电压（或电流）或脉冲频率的传感器§7-2电磁测斜仪2、测量元件磁悬浮加速度计：结构：由敏感头和伺服电路组成。工作原理：优点：抗冲击能力较强、结构简单、精度适中。重力加速度计重力加速度计的布置在X，Y，Z三个方向上各装一个重力加速度计，则三个重力加速度计的测值是不同的。通过计算，可以算出重力方向与仪器轴线的夹角即井斜角的大小。(2)磁通门：

8、又称磁通计，将输入磁通转换成与之对应电压的传感器。由一对带骨架的绕组和外壳所组成。在骨架内孔放置导磁率高、饱和磁感应强度小、磁滞回线窄的磁性材料——磁芯。2、测量元件§7-2电磁测斜仪磁通门磁