陀螺測斜儀使用中的幾點實用技術(shù)和經(jīng)驗

作者：葛士友來源：《魅力中國》日期：2021-05-13人氣：1602

一、陀螺儀的結(jié)構(gòu)特征

最基礎(chǔ)的陀螺儀的結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)的陀螺儀是一種機械裝置，其主要部分是一個對旋轉(zhuǎn)軸以極高角速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子裝在一支架內(nèi)。陀螺儀最主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進動性。

二、儀器的檢查及校正

（一）檢查微動同步器接線是否正確

將儀器傾斜一個約5度的角，測出X、Y傳感器的計數(shù)，畫在坐標紙上，得其合成方向。之后，將儀器向順時針轉(zhuǎn)90度的方向，仍傾斜一個約5度的角，再測出X、Y值，并畫在坐標紙上。其合成方向若也為順時針轉(zhuǎn)90度，則證明微動同步器的接線是正確的。否則，調(diào)換同步器輸出的兩根接線，使其與旋轉(zhuǎn)方向一致。

例如：第一次測得X +85.7 Y+212.2

第二次測得X+211.3 Y-84.5

（二）井下儀零位和輸出精度的檢查及校正

進行這項工作時，最好有一臺量程為20V，能分辨1mv的5位數(shù)字電壓表。如果沒有，則只好用地面儀的角分表進行調(diào)整。

（三）井下儀調(diào)零

井下儀零位是由于儀器鉛垂時，傳感器定轉(zhuǎn)子沒有嚴格的對稱以及放大器、相敏整流導(dǎo)電路的零位所產(chǎn)生的。

先將儀器機心從外套筒中抽出，退出經(jīng)向安裝的三個固定螺釘，卸下定心腳，并旋下接頭螺帽，撥脫電氣部分之后，再將固連一體的測角傳感器與定向陀螺儀置于小校驗臺上。用連接線與電氣部分相連接，送入電源（定向陀螺儀部分也可先不通電），再分別對兩個擺進行調(diào)零；用螺刀粗調(diào)擺軸，用擺錘外的調(diào)節(jié)螺釘進行微調(diào)，使得X、Y傳感器的零位均小于8mv,約相當于0.5角分。

（四）井下儀頂角測量精度

按15毫伏/角分，折合成電壓值，其線性誤差為：

1在0°--3°20′范圍內(nèi)，每隔10′進行檢查，其微動同步輸出的電壓值偏離理想值≯45毫伏（相當于3′）。

2在3°20′--6°范圍內(nèi)，每隔10′進行檢查，輸出值≯理想值的1.5%。

調(diào)整方法：

從校驗臺支架組件的旋轉(zhuǎn)軸到百分表軸的垂直距離為100毫米，旋動校驗臺上的螺桿，使支架組件繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動10′，即每轉(zhuǎn)動10′，百分表上的讀數(shù)增加0.29毫米，X、Y傳感器輸出通過數(shù)字電壓表顯示的電壓值應(yīng)為150/10角分?；蛴砂俜直碜x數(shù)對應(yīng)的角分應(yīng)與地面儀表讀數(shù)一致。如果超出前面提出的線性誤差（各角度相對應(yīng)的輸出電壓允許值），則需分別調(diào)整放大線路板中的電位器。調(diào)好后，用萬能膠固定電位器。

（五）方位測量精度

使校驗臺傾斜6°，測得X、Y的分量值，其合成為一方位，畫在坐標紙上，使方位轉(zhuǎn)動某一角度（以筒體上的紅刻線為參考點，看刻度盤相對于刻線轉(zhuǎn)過的角度），再測X、Y值，并合成方位值，也畫在坐標紙上，把坐標紙上的兩方位差值與方位實際轉(zhuǎn)過的度數(shù)相比較，要求方位誤差≯6°。

三、靜漂檢查及調(diào)整

在校驗臺上，進行靜漂試驗。將儀器傾斜2°左右，在圓周的相間90°的四個方位上，要求靜漂≯10°/小時（利用工藝刻度盤進行觀察）。如果靜止漂移過大，則用旋動陀螺房上的銅配重螺母進行調(diào)整。

四、連續(xù)測量

連測比點測的測量精度大大提高，這是由于：1連測的采樣點多，誤差小；2連測采用了自動記錄，打印裝置，免去了人為的讀數(shù)誤差；3連測的下放速度快，縮短測量時間約三分之一左右。因此，我們建議：盡量采用“連續(xù)測量”這一新方法。

連續(xù)測量的方法，是使地面測量儀表的A/D雙積分變換器的取樣周期嚴格的和井下的擺錘自由振蕩周期一致。這樣，擺動引起的干擾得以抑制，而測得相當于儀器靜止時的值。

點測時，儀器的測角傳感器線性范圍只要有3°就夠了（因為凍結(jié)孔偏斜傾角都不會超過3°）。而在連續(xù)測量時，擺在擺動，因此要求儀器的測角傳感器線性范圍達6°左右（當然，在測井口方位時，儀器傾斜角也會達6°左右，這就要求儀器在此范圍內(nèi)達到我們規(guī)定的線性度要求），否則，將產(chǎn)生誤差。

由于連續(xù)測量大大增加了測點（達每10米30個點），因此測量精度大為提高。即使由于擺錘擺動會帶來一些方法誤差，但最終的精度還是比點測要高得多。

地面儀每隔10米自動把鉆孔的累計偏距的兩個分量Lx、Ly連同鉆孔深度一起打印出來，也可以手動取樣，隨時打印出任意深度的偏距分量。如同點測一樣，方位由作圖間接得出。

五、使用儀器特別注意的事項

1、下井前，檢查電纜接頭與筒體之間的絕緣電阻，不能小于1兆歐。

2、定心腳處的螺釘，在儀器下井時要全部擰緊，謹防松動，每次都要檢查一遍，不得馬虎。

3、取出儀器機心時一定要直接抽出來，不要旋轉(zhuǎn)，如果把電氣部分與陀螺測角部分對擰可能會導(dǎo)致導(dǎo)線被擰斷。

4、儀器在使用時要始終處于鉛垂狀態(tài)，提抱時傾角不的大于6度；

5、儀器剛停止時，修正電機還沒有把陀螺主軸拉回到垂直位置，上提時，要平穩(wěn)，使儀器始終處于垂直狀態(tài)。

6、測井口方位，一端用掛鉤掛在下定心腳上，另一端在管的內(nèi)壁上，儀器傾角為6度左右。

7、機芯從儀器里抽出時，防止灰塵等雜物進入，哪怕是細微的灰塵也會影響到儀器的轉(zhuǎn)動。

8、拆卸儀器時，不得碰觸碰電環(huán)的電刷，如果導(dǎo)電環(huán)接觸不良，會引起測斜的誤差過大。

9、給電時，要求地面直流電源的聲壓逐漸增大，從零開始一點一點增大，直到最大的額定電壓，這樣可防止陀螺儀器產(chǎn)生較大的振動。