连续测斜探头PPT课件

1、 图1. 连续测斜仪电子线路1。31芯上端头；2。电源及信号处理电路；3。探管保温瓶；4。31芯下端头第1页/共46页 二、组 成 它由二部分组成：电子线路、测斜仪(功能上与SHDI-BB测斜仪相同)。电子线路安装在芯架上,由变压器、DYJ-08、DY-01和TP1三个电路板组成。测斜仪安装在保温瓶内，由三个石英挠性加速度计和三个以二次谐波原理制成的磁通门磁力计等六个敏感传感器组成。共输出八个模拟量：三个加速度计信号、三个磁力计信号、保温瓶内温度信号和电平转换参考电压，即AX、AY、AZ、FX、FY、FZ、T，及Sz。BDS连斜测井仪所输出的八个模拟信号通过共用电子线路2经过数字化处理后传输到

2、TGR，由地面系统进行处理计算。第2页/共46页 三、 主要技术指标 电子线路 主 电 源：250VAC10% 50/60Hz 工作温度：B级：-25155 ；C级：-25175 有效长度：1400mm 总 长： 1840mm 仪器重量：30Kg 最高耐压：B级：100Mpa C级：140Mpa 冲 击：50g 三维（11ms） 震 动：5 g 三维（1060Hz） 可 靠 性：一次测井成功率95%第3页/共46页 主要技术指标 测斜仪 加速度计灵敏度：5V/g 范围1.4g 磁 力 计：4.9V/0.7奥斯特 测 量 范 围：井斜角DEV ：0180 方位角AZIM：0360 一号极板方位角

3、：0360 相对方位角RB：0360 测 量 精 度：常温下测量：井斜角DEV 0.2 方位角AZIM 2 一号极板方位角 2 相对方位角RB 2 （注：以上数据取自DEV5时） 当井斜角2时允许方位不定 井斜25时，方位允许误差为3 第4页/共46页 在530仪器系统中的位置TTRTCCGRSCNS NECHASBDSRECDLSHRAS本仪器图2. 连斜在仪器串中的位置第5页/共46页 四、使用时应注意的安全事项 仪器工作电压达到250VAC，因此应注意人身安全，操作要防触电。 测斜仪内石英挠性加速度计为灵敏传感器件，在不加电的情况下，容易震荡受损，在运输和搬运过程中应注意防震冲击。 测井

4、完毕后，应及时清洗仪器外壳，以免泥浆长期淤积，导致钛合金外壳生锈。 第6页/共46页 五、 工作原理 530BDS连续测斜仪测量原理是在两个坐标系地理坐标系、仪器坐标系）中利用三个加速度敏感传感计，三个磁力计测量出所需电和磁的两个向量参数，这些参数经过TCC处理后传输到地面系统并进行计算，算出井斜角（Dev）、方位角（Azim）、一号极板方位角和相对方位角（RB）。 第7页/共46页井斜探头原理框图图3. 连斜仪接线框图第8页/共46页加速度计、磁通门磁力计、温度传感器、信号发生器和滤波8路信号放大和极性变换滤波、多路转换，可变增益放大和12位A/D变换，寄存器DTB接口AX，AY，AZ，FX

5、，FY，FZ，ST，SZAX，AY，AZ，FX，FY，FZ，STDTB总线UCLKDSIGUDATAGO线路2图4 连斜探头线路原理框图第9页/共46页BDS端头芯线定义 上端31芯 1# ，4# -250VAC；16#- 电源地 ； 25#- DSIG；27#- UDATGO； 28#-UCLK 下端31芯 1#，4#- 250VAC； 11#- ax; 13# -ay; 14#- az; 16#- 电源地； 17#- fx; 18#- fy; 19#- fz; 22#- t; 25#- DSIG; 27#- UDATGO ; 28#- UCLK; 30#- SZ; 31#- 地； 其它 2

6、#,9#,10#,15#,23#,29#为直通线供其它仪器使用。第10页/共46页 5.1 电子线路简介 530BDS连续测斜仪的下端连接电子线路2（在有其他仪器一起下井的时候，必须接电子线路段2才能正常工作。）。电子线路2供给其它仪器所使用的模拟通道只能传输小于4.83V的信号，而测斜仪根据不同的井斜和方位，其输出为大小不等的正负信号。因此连续测斜仪电子线路的第一个功能就是把测斜仪所输出的AX、AY、AZ、FX、FY、FZ、T等七个模拟信号变换成小于4.8V的正信号，同时还提供一个参与计算的标准信号SZ，通过共用电子线路2上传到TGR，再传输到地面系统。 第11页/共46页第12页/共46页

7、 技术指标 温度：连续工作温度 -40 70 冲击：50g 10msec 半正弦 振动：5 g 10200Hz 12mm 峰峰值 2040Hz 图5。加速度计部分 图6。 磁力计部分第13页/共46页第14页/共46页第15页/共46页第16页/共46页第17页/共46页 测斜仪 参数计算 测斜仪系统在测斜仪的轴线上安装有三维加速度计传感器和三维磁力计传感器，线路板上装有温度传感器。三维加速度计传感器所获得的信号通过滤波器使其输出为稳定不受干扰的信号，三维磁力计传感器所获得的信号是由晶振输出一个频率信号按SHDC所选定的采样时刻采集数据，经整流，低通滤波使其输出为稳定不受干扰的信号，温度传感器

8、是用来测量保温瓶内的温度，以便检测保温瓶的质量，从而确保测斜仪在正常温度范围内工作。测斜仪的计算公式如下所述：AX、AY、AZ、FX、FY、FZ、T为三个加速度计，三个磁力计和一个温度信号的测量值。 A=（AX2+AY2 +AZ2）1/2 A为加速度计模量 F=（FX2+FY2+FZ2）1/2 F为磁力计模量 参与计算值 ax=AX/A ay=-AY/A az=AZ/A fx=-FX/F fy=-FY/F fz=-FZ/F 井斜角DeV=arctg（ax2+ay2）1/2/az 090范围 H1=ax*fy-fx*ay H2=fz-az*sinI SinI=fx*ax+fy*ay+fz*az

9、井眼方位角 AZIM=arctg（H1/H2） 第18页/共46页第19页/共46页 测斜仪芯简要原理5。2。9 调试须知 一般调试方法参照“传感器定位”，使三个加速度计、三个磁力计正确安装在三个正交面上，即当一个为最大时，另两个为最小。 需要注意的是，当用井眼几何形状测试盒31芯电缆与BDS电子线路相连检查测斜段时，应使用以下公式（AX、AY、AZ、FX、FY、FZ为测试盒所示测量值） AX=2（J-AX） ； AY=2（J-AY） AZ=2（J-AZ） ； FX=2（J-FY） FY=2（J-FY） ； FZ=2（J-FZ） 其中J为测试盒所示SZ标准信号 然后再运用公式（1）（9）计算D

10、EV、AZIM、AZ-I、RB。 当用井眼几何形状测试盒15芯电缆直接与测斜段检查时，通过其显示的AX、AY、AZ、FX、FY、FZ直接运用公式（1）（9）计算。 第20页/共46页 5.3 测斜信号处理电路外部信号处理电路的组成 外部信号处理电路即处于保温瓶外的电路部分。 由DYJ-08、DY-01、TP1三个分电路组成。1) DY-01板外部信号处理电路的DY-01板（见附图二或者下图8）是电源板，它负责将输入的250VAC通过变压器T1降压，整流桥整流后由CW117和CW137三端稳压源，稳压成测斜仪需要使用的12VDC工作电源。由TP1板产生供极性变换和标准电压信号使用的-5V电源。第

11、21页/共46页V203C1040.22C2040.22C10322UC20222UC102100UC202100UR102240R34R203R202240Vin3ADJ1Vout2Q101CW137CKVin2ADJ1Vout3Q201CW117CKC101220Ux2C201220Ux2V103C133UVin3ADJ1Vout2Q301CW137CKRXR1240C233UC310UJ209111DY-01J106J206J205J105J207J107J204J203J202J201J103J104J102J101+12VJ208COMJ108COM-12VR103V204V202V

12、201V104V102V101654321TO SD-6TO-SD-412TB30V0V-5V-12VTP1J1 J2J3J4J2J3C40.1UT1图8。电源板第22页/共46页第23页/共46页2)信号处理板 DYJ-08图9。信号处理板第24页/共46页第25页/共46页第26页/共46页J2J2第27页/共46页第28页/共46页 六 连续测斜仪芯的调试方法准备工作 1）调JJG-2型测斜仪校验台使其水平，零位与罗盘指针方向一致，并远离磁性物质。 2）将测斜仪固定于校验台。并用15芯专用线于测试合相连。6.1 加速度计调试AX调节 1）将测斜仪调至水平，使AZ在2mv范围内 2）调Ay

13、使其值在3mv范围内，读出AX纪录为ax 3）保证AZ值不变，自转测斜仪180度，再使AY位在2 mv范围内，读出AX纪录为ax（此时AX值应于第2步时符号相反，幅值相近） 4）调整加速度计滤波电路板上的电位计w2,使AX的绝对值为|ax- ax|/2 5）保证AZ值不变，再自转测斜仪180度，在使AY位在2mv范围内，验证此时的AX绝对值是否为|ax- ax|/2，且与4）时符号相反，如果相差超过5mv则重复步骤2-5 6）如零位已调好，调节w1，使AX的幅值为4.450V，并自转测斜仪180度检验 第29页/共46页加速度计调试AY调节 1)测斜仪调至水平，使AZ在2mv范围内 2)调AX

14、使其值在2mv范围内，读出AY纪录为ay 3)保证AZ值不变自转测斜仪180，再使Ax值在2mv范围内，读出AY纪录为 ay（此时AY值应于第2步时符号相反） 4）调整加速度计滤波电路板上的电位计w4,使AY的绝对值为|ay- ay|/2 5）保证AZ值不变，再自转测斜仪180，使AX值在2mv范围内，验证此时的AY绝对值是否为|ay- ay|/2，且与4）时符号相反，如果相差超过5mv则重复步骤2-5 6）如零位已调好，调节w3，使AY的幅值为4.450V，并自转测斜仪180检验AZ调节 1）将测斜仪竖直向上，使AX,AY的值在3mv范围内，读AZ的值az(正值) 2）将测斜仪竖直向下，使A

15、X,AY的值在3mv范围内，读AZ的值az(负值) 3）调整w6使AZ的绝对值为|az- az|/2 4）再将测斜仪竖直向上，验证AZ的绝对值是否为|az- az|/2 5）如零位已调好，调节w5，使AY的幅值为4.450V，并旋转测斜仪180检验 注：如调节w2,w4,w6不能调节零位，则应更换与它们串联的电阻 第30页/共46页 6.2 磁力计调整FX的调整 1）使测斜仪水平，AZ 、AY值在2MV范围内,AX为-4.450V（状态1） 2）在方位角为0，90，180，270度时分别读取FX值，调节FX的7个固定镙钉，使FX在这四个方位的值趋于一致，误差不超过5MV，此时FX为正值，计算四

16、个方位的均值fx 3）自转测斜仪180使AZ和AY的值为2MV的范围内，AX为+4.450（状态2） 4）在方位角0，90，180，270度时分别读取FX值，检查四个方位角的值是否趋于一致，如果一致，计算均值fx，如果误差大于5MV，则再次调节7个固定镙钉，重复2)- 4） 5）在状态2调节测斜仪方位使FX值正好为fx调节激磁电路板上的电位计W1值，使此位置FX值绝对值为，再调W2 使其值为2.500V，验证在0，90，180，2704个方位值的约值是否绝对值为2.500+0.05 6）调节到状态1，验证在0，90，180，270度时4个方位值的约值是否绝对值为2.500V，如果误差超过5mv

17、,重复2）-6） 第31页/共46页 磁力计调整 FY的调整1） 使测斜仪分别，AZ 、AX值在2MV范围内,AY为-4.450V（状态1）2） 在方位角0，90，180，270度时分别读取FY值调节FY的7个固定镙钉，使FY在这四个方位的值趋于一致，误差不超过5MV，此时FX为正值，计算四个方位的均值fy3）自转测斜仪180，使AZ和AX的值为2MV的范围内，AY为+4.450（状态2）4） 在方位角0，90，180，270度时分别读取FY值，检查四个方位角的值是否趋于一致，如果一致，计算均值fy此时FX为负值，如果误差大于5MV，则再次调节7个固定镙钉，重复2）和4）5） 在状态2调节测斜

18、仪方位使FY值正好为fy调节W2值，使此位置FX值绝对值为，再调W2值其值为2.5V，验证在0，90，180，2704个方位值的约值是否绝对值为2.500+0.056） 调节到状态1，再验证在0，90，180，2704个方位值的约值是否绝对值为2.5V，如果误差超过5mv,重复2）-6）第32页/共46页 磁力计调整 FZ的调整1） 测斜仪竖直向下，AX 、AY值在2MV范围内,AZ为-4.450V（状态1）2） 方位角0，90，180，270度时分别读取FZ值,调节FZ的7个固定镙钉，使FZ在这四个方位的值趋于一致，误差不超过5MV，此时FZ为正值，计算四个方位的均值fz3） 旋转测斜仪18

19、0, 竖直向上，使AX和AY的值为2MV的范围内，AZ为+4.450V（状态2）4） 在方位角0，90，180，270度时分别读取FZ值，检查四个方位角的值是否趋于一致，如果一致，计算均值fz此时FZ为负值，如果误差大于5MV，则再次调节7个固定镙钉，重复2）和4）5） 在状态2调节测斜仪方位使FZ值正好为fz调节W5值，使此位置FZ值绝对值为，再调W6值其值为2.5V，验证在0，90，180，2704个方位值的约值是否绝对值为2.500+0.05 6） 调节到状态1，再验证在0，90，180，270度时4个方位值的约值是否绝对值为2.5V，如果误差超过5mv,重复 2）-6） 第33页/共46页 6.3 连续测斜仪芯的调试方法综合检测 将测斜仪在调试台的倾角分别调为1.5度、2度、3度、5度、10度、30度、60度、90度，方位从0-180度，每格10度读出AX,AY,AZ,FX,FY,FZ六个量，用说明书上给出的公式进行计算，于实际值比较。注意事项 1）连斜仪与其他仪器不同，6个传感器之间的定位关系相当重要，要求的是两两之间互相垂