第3章定向鉆井常用工具及儀器培訓(xùn)課件

3-1無磁鉆鋌3-2螺桿鉆具3-3測斜儀器第3章定向鉆井常用工具及儀器1、作用：為磁性測斜儀提供一個沒有局部磁場干擾的工作環(huán)境，防止磁羅盤讀數(shù)失真。磁性測斜儀測量井眼數(shù)據(jù)時，磁羅盤必須與地磁場相符合，所在的鉆柱處不能有使羅盤讀數(shù)失真的局部磁場。普通鋼鉆鋌容易被磁化，尤其在接頭處還會形成“磁極”，由此產(chǎn)生的局部磁場會使磁羅盤的讀數(shù)失真。3-1無磁鉆鋌磁性測斜儀的保護筒、測量時儀器所在的鉆鋌都必須使用不能被磁化的無磁材料制成。材料：蒙乃爾合金（monel，含銅、鎳、鉻等）；彈性模量：

26*106psi。（鋼材：29*106psi）2、無磁材料及其性能與普通鋼鉆鋌相比，無磁鉆鋌的價格昂貴，強度較低，使用時應(yīng)特別小心防止損壞。3-1無磁鉆鋌無磁鉆鋌的使用長度、測量時羅盤所處的位置與井斜角、方位角及井位所處的地理位置（緯度）有關(guān)。3、使用長度3-1無磁鉆鋌3、使用長度3-1無磁鉆鋌無磁鉆鋌下端僅有鉆頭或一個近鉆頭扶正器無磁鉆鋌下端有動力鉆具或多個近鉆頭扶正器螺桿鉆具：根據(jù)莫依諾（ReneMoineau

）原理制造的，容積式井下動力機械，。作用：把鉆井液的水力能轉(zhuǎn)化為機械能供給鉆頭。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于定向井、水平井的定向造斜及扭方位施工，也用于直井反扣或側(cè)鉆作業(yè)中，是目前使用最廣泛的一種井下動力鉆具。生產(chǎn)商：

Smith公司：迪納鉆具（Dyna系列）；Christensen公司：納維鉆具（Navi系列）；北京石油機械廠、大港中成石油機械廠、天津立林公司。3-2螺桿鉆具由四部分組成，從上至下依次為：旁通閥總成；馬達總成；萬向軸總成；傳動軸總成。1、基本結(jié)構(gòu)3-2螺桿鉆具作用：停泵時使鉆柱內(nèi)空間與環(huán)空溝通，避免起下鉆和接單根時鉆柱內(nèi)鉆井液溢出污染鉆臺，影響正常工作。A、旁通閥總成旁通閥是螺桿鉆具的輔助部件。結(jié)構(gòu)：由閥體、閥芯、彈簧、篩板等組成。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)A、旁通閥總成工作原理：a.開泵時，鉆井液壓力迫使閥芯向下運動，造成彈簧壓縮并關(guān)閉閥體上的通道（內(nèi)裝篩板過濾異物），此時螺桿鉆具可循環(huán)鉆井液或正常鉆進。b.停泵時，鉆井液壓力消失，被壓縮的彈簧上舉閥芯，旁通閥開啟，使鉆柱內(nèi)空間與環(huán)空溝通。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)作用：把鉆井液的水力能轉(zhuǎn)化為機械能。B、馬達總成結(jié)構(gòu)：由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。轉(zhuǎn)子是一根表面鍍有耐磨材料的鋼制螺桿，其上端是自由端，下端與萬向軸相連。定子包括鋼制外筒和硫化在外筒內(nèi)壁的橡膠襯套，橡膠襯套內(nèi)孔為一個螺旋曲面的型腔。馬達是螺桿鉆具的動力部件。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)工作原理：萬向軸約束了轉(zhuǎn)子的軸向運動，所以高壓鉆井液在流過馬達副時，不平衡的水壓力驅(qū)動轉(zhuǎn)子作平面行星運動，轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和力矩經(jīng)萬向軸傳給傳動軸和鉆頭。B、馬達總成3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)作用：將馬達的行星運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃虞S的定軸轉(zhuǎn)動，將馬達產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動軸和鉆頭。C、萬向軸總成結(jié)構(gòu)及工作原理：殼體和萬向軸。直螺桿鉆具的萬向軸殼體無彎角，而彎殼體螺桿鉆具的萬向軸殼體帶有彎角。萬向軸有幾種不同的結(jié)構(gòu)形式，普遍采用瓣型連接軸和撓性連接軸。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)作用：將馬達的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給鉆頭，同時承受鉆壓所產(chǎn)生的軸向和徑向負荷。D、傳動軸總成結(jié)構(gòu)及工作原理：由殼體、傳動軸、上部推力軸承、下部推力軸承、徑向扶正軸承組及其它輔助零件總裝組成。上、下推力軸承用來承受鉆具在各種工況下產(chǎn)生的軸向力。徑向扶正軸承組用于對傳動軸進行扶正，保證其正常工作位置。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)D、傳動軸總成結(jié)構(gòu)及工作原理：

傳動軸總成的推力軸承是螺桿鉆具最易損壞的部位（上部推力軸承）。常規(guī)螺桿鉆具的傳動軸外殼上不帶穩(wěn)定器（水平井用的螺桿鉆具除外）。對干中曲率造斜用的螺桿鉆具，為了保證有足夠的造斜率，要求壓縮萬向軸殼體彎點至鉆頭的距離，需要設(shè)計軸向尺寸較小的傳動軸總成。3-2螺桿鉆具1、基本結(jié)構(gòu)2、工作原理當高壓流體從鉆柱內(nèi)孔進入螺桿鉆具時，液體迫使旁通閥活塞下行并密封旁通閥篩孔，整個鉆具變形成了一個高壓密封系統(tǒng)；當液體通過轉(zhuǎn)子和定子間組成的連續(xù)密封腔時推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，經(jīng)萬向軸的轉(zhuǎn)換把行星轉(zhuǎn)動變?yōu)檩S心轉(zhuǎn)動，帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，即把鉆井液的液力能通過螺桿轉(zhuǎn)換成機械能。3-2螺桿鉆具3、分類方法(1)按螺桿馬達的結(jié)構(gòu)特征分類按螺桿馬達轉(zhuǎn)子端面線型的“頭數(shù)”N（Lobe，又稱波瓣數(shù)），可分為單頭鉆具（N=1）和多頭鉆具（N

2）。單頭馬達具有高轉(zhuǎn)速、小扭矩特性。多頭馬達具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩特性。按馬達轉(zhuǎn)子與定子頭數(shù)的關(guān)系進行分類。原理上講，只要二者頭數(shù)相差1均可構(gòu)成螺桿馬達，可分為N/（N+1）型N/（N－1）型兩種。目前油氣井作業(yè)中普遍采用N/（N+1）型螺桿鉆具。按馬達“級數(shù)”進行分類。螺桿馬達的定子－轉(zhuǎn)子運動副的長度與定子導(dǎo)程長度的比值，即定子－轉(zhuǎn)子運動副所包含的定子導(dǎo)程的整倍數(shù)，稱為螺桿馬達的級數(shù)（Stage）。實際用于鉆井作業(yè)的螺桿鉆具馬達，單頭的多在3級以上，多頭的多在2級以上。級數(shù)越多，馬達可輸出的工作力矩值越大。根據(jù)螺桿馬達的結(jié)構(gòu)特征及其結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分類。3-2螺桿鉆具3、分類方法(2)按螺桿鉆具（馬達）的公稱外徑分類便于使用者根據(jù)所鉆井眼尺寸來選擇相應(yīng)直徑的螺桿鉆具，或生產(chǎn)者根據(jù)井眼尺寸系列來開發(fā)螺桿鉆具的系列與規(guī)格。Φ216mm井眼：Φ165mm、Φ172mm；Φ244mm~Φ311mm井眼：Φ197mm、Φ203mm；Φ311mm以上井眼：Φ244mm。Φ152mm以下井眼（小井眼）：Φ120mm、Φ100mm、Φ95mm、Φ89mm、Φ54mm等。多用于套管開窗側(cè)鉆和修井作業(yè)，及地質(zhì)勘探和其他地下工程的鉆小孔作業(yè)。3-2螺桿鉆具3、分類方法(3)按螺桿鉆具萬向軸殼體結(jié)構(gòu)特征分類根據(jù)萬向軸殼體是否帶有結(jié)構(gòu)彎角，將螺桿鉆具劃分為常規(guī)的直螺桿鉆具（無結(jié)構(gòu)彎角）和彎殼體螺桿鉆具（帶結(jié)構(gòu)彎角）。直螺桿鉆具上方加配彎接頭主要用于鉆常規(guī)定向井。彎殼體螺桿鉆具主要用于鉆水平井、大位移井、多分支井等。3-2螺桿鉆具3、分類方法3-2螺桿鉆具C5LZ172X7.0Ⅱ—DWFG馬達形式：C：長馬達D：短馬達省略：常規(guī)馬達產(chǎn)品代號轉(zhuǎn)子頭數(shù)鉆具規(guī)格鉆頭水眼壓降穩(wěn)定器形式:W:傳動軸帶穩(wěn)定器省略:不帶穩(wěn)定器轉(zhuǎn)子中空分流:F:中空分流省略:非分流定子耐溫特性:G:耐高溫省略:常溫導(dǎo)向螺桿鉆具結(jié)構(gòu)特點：彎殼體＋穩(wěn)定器＋中空轉(zhuǎn)子類型：單彎、同向雙彎、異向雙彎用途：配合PDC鉆頭（或牙輪鉆頭）組成導(dǎo)向鉆具組合，完成定向造斜，在不更換鉆具組合情況下實現(xiàn)穩(wěn)斜段及水平井段的鉆井。單彎、同向雙彎：造斜率高、造斜效果好，水平井必備工具；異向雙彎鉆具：水平段鉆進，有微增、降斜功能，穩(wěn)斜、穩(wěn)平效果好，可配合旋轉(zhuǎn)方式鉆進，控制軌跡方便。技術(shù)關(guān)鍵：各彎點的選擇及彎角加工精度的控制3-2螺桿鉆具4、工作特性（外特性）(1)理論工作特性：包括理論工作特性和實際工作特性螺桿鉆具為容積式馬達，馬達的輸入流量和作用于兩端的壓力降差決定了鉆具的基本性能。3-2螺桿鉆具3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)（1）理論工作特性(2)實際工作特性螺桿鉆具的轉(zhuǎn)子與定子之間存在摩擦阻力和密封腔間的漏失，其它部分也存在機械和水力損失（如傳動軸的軸承節(jié)），造成實際工作特性與理論工作特性差異很大。3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)(2)實際工作特性3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)(2)實際工作特性3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)(2)實際工作特性3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)(2)實際工作特性制動工況對螺桿鉆具危害甚大，應(yīng)予避免！在操作時應(yīng)緩慢施加鉆壓，一旦發(fā)生制動工況（泵壓表數(shù)值突增），應(yīng)立即將鉆具提離井底循環(huán)鉆井液，待泵壓表的數(shù)值下降后再下放鉆具緩慢施加鉆壓。

3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)(3)額定工作參數(shù)的確定負荷效率最大的工況為螺桿鉆具的工作點，與此對應(yīng)的工作參數(shù)應(yīng)是螺桿鉆具的最優(yōu)工作參數(shù)。如產(chǎn)品說明書上推薦的額定排量、額定鉆壓、額定扭矩、額定轉(zhuǎn)速和額定功率。應(yīng)盡量使螺桿鉆具工作在其工作點附近。在這一范圍內(nèi)，螺桿鉆具仍具有很強的轉(zhuǎn)速硬特性，這是渦輪鉆具與之無法相比的。3-2螺桿鉆具4、工作特性(外特性)5、導(dǎo)向螺桿鉆具的選型原則根據(jù)圖示的思路和方法，具體確定導(dǎo)向螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)，再從產(chǎn)品目錄中選定所需的型號和規(guī)格。

3-2螺桿鉆具5、導(dǎo)向螺桿鉆具的選型原則(1)根據(jù)井眼尺寸確定鉆具的公稱尺寸上述對應(yīng)關(guān)系主要是為了保證工具外徑和井壁間留有一定的環(huán)隙，約25.4mm（1in）左右，以防止井下遇卡和出現(xiàn)事故時進行打撈作業(yè)。3-2螺桿鉆具(2)根據(jù)設(shè)計造斜率確定工具造斜率3-2螺桿鉆具5、導(dǎo)向螺桿鉆具的選型原則(3)根據(jù)鉆頭水眼壓降確定傳動軸類型型號說明中，“許用鉆頭水眼壓降”與傳動軸類型對應(yīng)。先根據(jù)設(shè)計的鉆頭水眼核算其壓降值，再確定相應(yīng)的傳動軸類型級別?，F(xiàn)有產(chǎn)品分3.5MPa（Δ500psi）、7.0MPa（Δ1000psi）和14.0MPa（Δ2000psi）三種。該值越大，說明傳動軸的承力承壓性能越好，成本就越高。3-2螺桿鉆具5、導(dǎo)向螺桿鉆具的選型原則(4)根據(jù)排量需求選擇轉(zhuǎn)子類型螺桿鉆具的轉(zhuǎn)速與工作排量成正比，增大排量必然增大轉(zhuǎn)子、萬向軸、傳動軸的轉(zhuǎn)速和萬向軸的載荷循環(huán)頻率，故排量的大幅度增長必將會導(dǎo)致螺桿鉆具的非正常工作，容易造成破壞。水平井鉆井過程中，要求有較高的鉆井液返速來滿足攜帶巖屑需要，要求有較大的工作排量，可能會成倍高于螺桿鉆具的額定排量。在這種情況下，應(yīng)該選擇帶有中空轉(zhuǎn)子馬達的螺桿鉆具——馬達轉(zhuǎn)子的中心鉆有通孔，通孔上端裝有一個固定噴嘴。流入馬達的鉆井液排量將分成兩部分，一部分進入轉(zhuǎn)子中孔旁路，另一部分進入轉(zhuǎn)子與定子間使鉆具馬達產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。3-2螺桿鉆具5、導(dǎo)向螺桿鉆具的選型原則6、現(xiàn)場使用方法(1)現(xiàn)場使用注意事項(2)下鉆：下鉆前檢查(3)鉆進：故障檢查及排除(4)起鉆3-2螺桿鉆具(1)現(xiàn)場使用注意事項根據(jù)井眼尺寸和地層硬度合理選擇螺桿動力鉆具。井下溫度不要超過動力鉆具允許使用的溫度極限。普通定子：額定溫度為95℃-120℃；耐高溫定子：額定溫度135℃-150℃。鉆頭壓降要求控制在鉆具性能規(guī)范的范圍以內(nèi)，以免造成鉆具的軸承嚴重磨損或燒毀。鉆進排量要符合生產(chǎn)廠家推薦的數(shù)值范圍，以免造成螺桿鉆具的先期損壞。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法(1)現(xiàn)場使用注意事項考慮反扭角時，要注意上部鉆具的剛性及裝置角與高邊的關(guān)系。使用剛性小的鉆桿，如鋁合金鉆桿，反扭角就大些；使用剛性強的鉆具，如鉆鋌數(shù)量多或者使用了加重鉆桿等，反扭角就會小些。控制好鉆井液的含砂量。鉆井液的含砂量高，會加速動力鉆具的定子、轉(zhuǎn)子、軸承及萬向軸節(jié)的磨損，造成鉆具提前大修或報廢。含砂量應(yīng)控制在0.3%-0.5%以下。注意鉆井液中不要有鐵屑。定子內(nèi)的橡膠對金屬鐵屑特別敏感，應(yīng)在方鉆桿以下加鉆桿濾清器，以防止下井鉆具內(nèi)的鐵銹結(jié)塊及殘存的鐵屑進入工具內(nèi)。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法(1)現(xiàn)場使用注意事項加鉆壓時要考慮井斜產(chǎn)生的摩阻力的影響?？梢酝ㄟ^上下活動鉆具求出摩擦阻力的大小——指重表顯示鉆壓減去摩擦阻力就是實際鉆壓?？梢酝ㄟ^控制動力鉆具壓差（壓力降）的形式進行鉆進。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法(2)下鉆檢查旁通閥活塞是否上下活動靈活。檢查軸向間隙是否超過標準。接牙輪鉆頭、方鉆桿，開泵試運轉(zhuǎn)。（嚴禁接PDC鉆頭試運轉(zhuǎn)）下鉆過程中嚴禁猛沖猛砸，在通過防噴器、套管鞋和裸眼井段時，注意下鉆速度防止突然迂阻而損壞鉆具。距離到底1~2m時，開泵記錄鉆具空轉(zhuǎn)泵壓。上下大幅度活動鉆具數(shù)次，消除鉆具扭矩，確保定向準確。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法如何檢查螺桿鉆具的軸向間隙？檢查步驟：先將動力鉆具立在轉(zhuǎn)盤面上，測量驅(qū)動短節(jié)和軸承殼體的間隙D2；然后提起動力鉆具，測量驅(qū)動短節(jié)和軸承殼體的間隙D1；D1-D2要小于廠家推薦最大軸承間隙值。(3)鉆進上提鉆具，鉆頭離井底1~2m時，開泵啟動螺桿鉆具。當排量達到正常排量時，紀錄立管泵壓。慢慢加壓鉆進，立管壓力不斷升高，該升高值不能大于螺桿鉆具推薦最大壓差。如果壓力升高太大應(yīng)提起鉆具，待壓力恢復(fù)后再慢慢加壓鉆進。鉆進過程中注意選擇進尺較快的鉆壓。螺桿鉆具在鉆進過程中的故障判斷及處理方法見下表。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法螺桿鉆具在鉆進過程中的故障判斷及處理方法故障類型發(fā)生原因解決方法泵壓突然升高馬達壓死上提鉆具，重新啟動（重新開泵）并降低鉆壓馬達軸承卡死提起鉆具重新啟動。若啟動無效，可采用轉(zhuǎn)盤啟動（加壓30～50kN，慢慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，使卡死軸承活動開）。若上述辦法均無效，則起鉆更換馬達。馬達堵塞起鉆更換馬達泵壓慢慢增加鉆頭磨損小心鉆進，如果機械鉆速太慢，起鉆更換鉆頭地層變硬改變鉆進參數(shù)鉆進泵壓慢慢降低循環(huán)漏失檢查鉆井液總量鉆柱刺壞起鉆檢查鉆具旁通閥損壞起鉆更換無進尺鉆頭嚴重磨損起鉆更換鉆頭地層變化改變鉆進參數(shù)。若無效則起鉆，改變鉆頭型號，以適宜地層情況。鉆具卡死處理辦法同上無壓差馬達嚴重磨損或萬向節(jié)斷，起鉆更換3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法(4)起鉆在決定起鉆后，不能和渦輪鉆具一樣壓死后循環(huán)泥漿。起鉆過程中嚴禁轉(zhuǎn)盤卸扣。再一次測量D1和D2，決定該鉆具是否能夠繼續(xù)使用。使用轉(zhuǎn)盤排出鉆具內(nèi)鉆井液，旁通閥注入潤滑油。3-2螺桿鉆具6、現(xiàn)場使用方法7、新型螺桿鉆具及其應(yīng)用(1)串聯(lián)多級馬達（DPS－PDM）：動力段總成增加了一節(jié)動力段，中間用一鈦撓性軸相連，使馬達輸出的扭矩和功率增加，但其需要的驅(qū)動排量、轉(zhuǎn)速與單一動力段馬達是一樣的。設(shè)計與制造材料方面的改進，使串聯(lián)馬達具有極好的耐用性，在南得克薩斯、北海加拿大和阿拉斯加很快得到推廣。在加拿大的一口水平井中，用126h鉆進了618m的井段，平均鉆速4.9m/h，是單一動力段馬達的兩倍。3-2螺桿鉆具(2)加長馬達把動力段加長，使馬達的輸出扭矩增加。加長馬達裝備有改進的加強的軸承組合，設(shè)計時用有限元分析法評估了各部件的性能，能滿足輸出大扭矩、高負載的需要。貝克·休斯公司：在奧斯汀白云巖的一口雙分支水平井中，使用φ120.65mmWP/XL馬達，累計循環(huán)時間383h，鉆速達9.9m/h，與常規(guī)馬達相比，工作壽命和機械鉆速都有大幅提高。3-2螺桿鉆具7、新型螺桿鉆具及其應(yīng)用(3)中空轉(zhuǎn)子馬達大斜度井和水平井需要大排量洗井以利于清砂，實心轉(zhuǎn)子馬達額定排量小，中空轉(zhuǎn)子的額定排量可以提高20％以上。中石油勘探開發(fā)研究院研制出一種帶穩(wěn)流閥的中空螺桿，這一特別設(shè)計的穩(wěn)流閥改善了普通中空螺桿鉆具過載時嚴重丟轉(zhuǎn)的間題，提高了鉆具的抗過載能力和水功率利用率?，F(xiàn)場試驗證實，這種產(chǎn)品的機械鉆速比普通中空螺桿提高了40％。3-2螺桿鉆具7、新型螺桿鉆具及其應(yīng)用(4)鉸接式螺桿鉆具主要用于老井側(cè)鉆或鉆短半徑水平井，它能在30m長度內(nèi)將井眼由垂直變?yōu)樗?，造斜率達3o～4o／m。顯著特點是有兩個鉸接體，鉸接體可以在5o范圍內(nèi)彎曲活動，其中一個鉸接體連接了兩段螺桿馬達；在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，兩轉(zhuǎn)子之間采用高強度萬向節(jié)連桿。BakeHllghes

Inteq公司曾用此種鉆具鉆了一個曲率半徑為12~18m的造斜段。3-2螺桿鉆具7、新型螺桿鉆具及其應(yīng)用3-3測斜儀器借助重力場測量井斜角或高邊工具面；測量元件為測角器、羅盤重錘或重力加速度計等；測量基準是鉛垂線。借助地磁場測量方位角或磁性工具面；測量元件為羅盤或磁通門等；測量基準是磁性北極，磁性儀器測量的方位角數(shù)據(jù)必須根據(jù)當?shù)氐拇牌切拚烧姹睒O（地理北極）的數(shù)據(jù)。借助天體坐標系測量方位角或正北工具面；測量元件為陀螺儀。陀螺儀為慣性測量儀器，不以地球上任何一點為基準，下井之前必須對陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸進行地理北極的方位標定（注：新型陀螺儀自動找北，不必地面標定）。1、測斜儀器分類和應(yīng)用范圍┌─Φ35mm外徑測斜儀（常規(guī)）┌─羅盤單點照相測斜儀─┤│└─Φ25mm外徑測斜儀（高溫）┌─羅盤類─┤││┌─Φ35mm外徑測斜儀（常規(guī)）│└─羅盤多點照相測斜儀─┤測│└─Φ25mm外徑測斜儀（高溫）│┌─有線隨鉆測斜儀斜││┼─電磁類─┼─無線隨鉆測斜儀（定向MWD、帶地質(zhì)參數(shù)MWD）儀│││└─電子多點測斜儀器│┌─Φ60mm外徑多點陀螺測斜儀│┌─照相陀螺測斜儀───┼─Φ35mm外徑單點陀螺測斜儀││└─Φ35mm外徑多點陀螺測斜儀└─陀螺類─┤┌─地面記錄定向陀螺測斜儀└─電子陀螺測斜儀──┼─框架式電子陀螺測斜儀└─速率積分電子陀螺測斜儀3-3測斜儀器1、測斜儀器分類和應(yīng)用范圍儀器類型應(yīng)用范圍備注磁羅盤單、多點照相測斜儀普通定向井，無鄰井磁干擾的叢式井。Φ35mm外徑：適應(yīng)溫度<125℃井眼；Φ25mm外徑：適應(yīng)溫度<182℃井眼定向測斜與無磁鉆鋌配合使用有線隨鉆測斜儀較深的定向井、無鄰井磁干擾的叢式井或大斜度井、水平井定向無線隨鉆測斜儀超深定向井、大斜度井、水平井或海洋鉆井定向測斜電子多點測斜儀精度要求較高的定向井、無鄰井磁干擾的叢式井、大斜度井、水平井，或海洋鉆井定向測斜照相單、多點陀螺測斜儀已下套管的井眼中測斜，或在叢式井、套管開窗井定向電子陀螺測斜儀已下套管的井眼中測斜叢式井、套管開窗井定向3-3測斜儀器主要由井斜刻度盤、羅盤、十字擺錘、照明和照相系統(tǒng)組成。羅盤的S極始終指北。磁羅盤照相測斜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理3-3測斜儀器主要由加速度計、磁通門、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集或傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、抗壓筒和減振器等環(huán)節(jié)組成。探管是測斜儀重要組成之一，可劃分為測量頭和電子柱兩部分。測量頭有引入工具面基準的T形槽頭和安裝傳感器的臺體。臺體上安裝3個加速度計和3個磁通門。利用6個傳感器的輸出計算鉆井所需的方向參數(shù)。2、電磁測斜儀的結(jié)構(gòu)3-3測斜儀器(1)加速度計：將輸入加速度變成與之對應(yīng)的電壓（或電流）或脈沖頻率的傳感器3、電磁測斜儀的測量元件磁懸浮加速度計：結(jié)構(gòu)：由敏感頭和伺服電路組成。工作原理：優(yōu)點：抗沖擊能力較強、結(jié)構(gòu)簡單、精度適中。3-3測斜儀器重力加速度計重力加速度計的布置在X，Y，Z三個方向上各裝一個重力加速度計，則三個重力加速度計的測值是不同的。通過計算，可以算出重力方向與儀器軸線的夾角即井斜角的大小。(2)磁通門：又稱磁通計，將輸入磁通轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)電壓的傳感器。由一對帶骨架的繞組和外殼所組成。在骨架內(nèi)孔放置導(dǎo)磁率高、飽和磁感應(yīng)強度小、磁滯回線窄的磁性材料——磁芯。3、電磁測斜儀的測量元件3-3測斜儀器磁通門磁通門的布置沿儀器的三個坐標軸方向布置，根據(jù)三個磁通門測得的磁通量的值，可以算出磁北方向與井眼方位的夾角，即井斜方位角。4、電磁測斜儀的數(shù)據(jù)處理傳感器輸出的原始測量數(shù)據(jù)3個加速度計：ｇｘ，ｇｙ，ｇｚ3個磁通門：Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ測斜儀輸出的計算參數(shù)：井眼參數(shù)：井斜角α、方位角Φ；工具面參數(shù)：重力工具面角GTF、磁性工具面角MTF。3-3測斜儀器(1)井斜角：在鉛