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定向探管    

這種測(cè)斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊偷卮艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測(cè)量頭坐標(biāo)系是很自然的。伽馬探管  伽馬探管是綜合測(cè)量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測(cè)井時(shí)用γ射線探測(cè)器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測(cè)量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。  

根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的結(jié)合其它測(cè)井方法的測(cè)量結(jié)果即可有效的推測(cè)生油巖層，這也是自然伽馬測(cè)井應(yīng)用的主要目的。  無線伽馬與有線伽馬測(cè)井相比，除有效的完成自然伽馬測(cè)井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無線伽馬測(cè)井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測(cè)量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得*手有效的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。

泥漿發(fā)生器     

泥漿脈沖隨鉆測(cè)斜儀是通過電磁機(jī)構(gòu)控制閥門頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下狀態(tài)，在無磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理操作  遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)度盤/消息區(qū)  該區(qū)域用于顯示定向度盤或來自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤顯示時(shí)，用戶可以其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從到zui舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（zui多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過切換度盤/消息或前后翻閱來顯示新收到的消息）。

數(shù)據(jù)區(qū) 

該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域zui上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來的部分用較大字體顯示主要的測(cè)量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測(cè)量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，狀的標(biāo)志來指出當(dāng)前度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。

波形區(qū) 

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。

狀態(tài)區(qū) 

該區(qū)域位于屏幕的zui下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的zui右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。 淺層測(cè)試  儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件

度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。

波形區(qū) 

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。

狀態(tài)區(qū) 

該區(qū)域位于屏幕的zui下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的zui右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。

淺層測(cè)試 

儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。   

軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域，用于顯示不同種類的數(shù)據(jù)，它們分別是：立管壓力值顯示區(qū)、度盤顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。立管壓力值顯示區(qū)  以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。波形圖顯示區(qū)  以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測(cè)門限值。度盤顯示區(qū)  度盤中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤的zui外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，zui內(nèi)圈的是值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。

數(shù)據(jù)顯示區(qū)     

該區(qū)域位于窗口zui右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來自探管的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括采樣測(cè)試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的zui大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過50%意味著數(shù)據(jù)可能是無效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無效的。表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，zui多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在zui下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。數(shù)據(jù)校正      

對(duì)于工具面測(cè)量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：  補(bǔ)償工具面 = 測(cè)量工具面－（IMO + DAO）  對(duì)于方位測(cè)量，由于儀器測(cè)量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：  地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測(cè)得） + 東磁偏角在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。 

1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤面）至測(cè)點(diǎn)的井眼實(shí)際長度，人們常稱為斜深。國外稱為測(cè)量深度（Measure Depth）。 

2）測(cè)深：測(cè)點(diǎn)的井深，是以測(cè)量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。

3）井斜角：該測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。 

4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過的角度。 

5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，                                                       稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。