陀螺测斜仪简介
光纤陀螺测斜仪原理
光纤陀螺测斜仪原理1. 介绍光纤陀螺测斜仪是一种高精度、高分辨率测量姿态角度的仪器。
它利用独特的光学原理，通过测量光线在光纤中的传播速度变化来实现姿态角度的测量。
光纤陀螺测斜仪在工程测量、导航定位、航天等领域有着广泛的应用。
2. 原理光纤陀螺测斜仪的原理基于Sagnac效应，这是一种光学效应。
当光线在闭合光路中传播时，如果光路绕轴旋转，光线在光纤中的传播速度会发生变化。
根据相对论速度叠加原理，传播速度变化会导致光纤中的光程差，从而引起干涉现象。
通过测量干涉现象的变化，可以获得光纤陀螺测斜仪的姿态角度。
3. 组成光纤陀螺测斜仪主要由激光源、光纤、光路调制器、光电探测器和信号处理器等部分组成。
3.1 激光源激光源是光纤陀螺测斜仪的核心组件。
激光源产生一束高度聚焦的激光光束，作为光纤陀螺测斜仪的测量信号。
3.2 光纤光纤是光纤陀螺测斜仪中起到传输光信号的作用的光学器件。
光纤的材料通常为高纯度的二氧化硅。
光纤的一端连接激光源，另一端连接光电探测器。
3.3 光路调制器光路调制器用于产生旋转光路。
它可以通过旋转整个光路块来引入旋转光路，从而实现姿态角度的测量。
3.4 光电探测器光电探测器是用于接收光信号的器件。
它可以将接收到的光信号转换为电信号，并将其送入信号处理器进行处理。
3.5 信号处理器信号处理器主要负责对接收到的电信号进行处理和解析。
它可以计算出光纤陀螺测斜仪的姿态角度，并将结果输出。
4. 测量过程光纤陀螺测斜仪的测量过程如下：1.激光源发出一束激光光束；2.光束经过光纤传输，并经过光路调制器引入旋转光路；3.旋转光路引起光纤中的传播速度变化，从而产生光程差；4.光束到达光电探测器，被转换为电信号；5.电信号经过信号处理器进行处理，并计算出姿态角度。
5. 优势与应用光纤陀螺测斜仪具有以下几个优势：•高精度：光纤陀螺测斜仪可以实现高精度的姿态角度测量，通常可以达到0.01度以下。
•快速响应：光纤陀螺测斜仪的响应速度快，可以实时更新姿态角度信息。
陀螺测斜仪简介
上午9点陀螺指向东南 S
下午3点陀螺指向西南 S
陀螺测斜仪简介
E
E
微硅机械陀螺（电子陀螺）
低精度，漂移大，光纤陀螺和动调陀螺应用后开始淘汰
陀螺测斜仪简介
陀螺测斜仪自寻北概念
通过测量地球自转角速度及其分量来确定北向方位的过 程称作自寻北过程 自寻北的优点是，每个测点上的方位测量都是独立的，测 量精度或误差与前面测点结果的误差无关，所以没有累积 误差。每次都直接寻找北极方向，所以也不会有与地球自
陀螺测斜仪简介
转有关的漂移误差
自寻北陀螺测斜仪方位测量原理
陀螺测斜仪简介
框架式陀螺测斜仪特点
•
相对测量钻孔的方位角，测量不依赖地磁场，可以在磁性矿区 和钻杆、套管里使用
•
• • • •
其原理是根据经典的惯性力学理论，用户很容易理解
结构复杂，制造和调试较困难 使用和维修不够方便 方位测量精度比较低 方位有漂移和累积误差
陀螺测斜仪简介
框架式陀螺测斜仪的时漂
陀螺测斜仪简介
微硅机械陀螺测方位
=K dt + 0
0 t
ω
转过的角度Φ 等于陀螺转动角 速度ω对时间的积分
钻孔的空间方位变化需要对三轴向的陀螺输出积分和转换计算得到，冲击力矩、 与G有关的误差输出、噪声都会被积分造成方位误差。灵敏度低也是误差的主要 因素。和框架陀螺测斜仪一样测量的是相对方位
（1）技术很成熟，已经完全国产化 （2）与原框架式陀螺相比有以下特点 机械寿命较长（3000小时） 可靠性较高，故障率小 体积小，便于安装使用
陀螺测斜仪技术
挠性陀螺力矩反响控制电路
实际应用中，挠性陀螺必须同伺服控制电 路一起构成闭路系统称该伺服控制电路为 力矩反响控制回路。
力矩反响控制回路构造如以下图：
力矩反响控制回路工作过程： 载体转动某一小角度Δα〔角增量〕 转子偏离其零位 角传感器输出电压信号Uα Uα经放大、滤波、校正 产生相应控制电流Iα Iα送入陀螺力矩器产生反响力矩MC MC作用于转子使转子进动回到零位 Iα同角增量Δx成比例，对Ic采样、积分，即可得到
探头姿态角算法
在测量过程中，探头坐标系O-XYZ和地理 坐标O-NED的几何关系如以下图所示，其方 向余弦矩阵为：
(1)
由〔1〕式个元素的表达式可知
井眼坐标计算
设测点Pk的方位角和倾斜角的测量值为AK，IK 前一测点PK-1的方位角、倾斜角测量值为AK-1 那么根据最小曲率法可计算出测点PK的坐标增量ΔNK，
挠性陀螺主要组成部件 挠性陀螺
挠陀力 性螺矩 接转器
角 传 感
驱 动 电
壳 体
头子
器机
挠性陀螺力反响电路
挠性陀螺使用时存在的问题 虽然当挠性陀螺到达“动力调谐〞时转
子不复约束成为自由转子，可以测量载体 的角运动，但是当载体运动角度大，使挠 性陀螺电机轴同转子轴线偏离较大时，挠 性接头过大的挠性变形，很可能使接头材 料断裂致使陀螺损坏。
• 陀螺电源
陀螺电源电路框图
三相交流马达电源由三相交流信号发生器和功率驱动电源 组成，由交流信号发生器产生相位相差120度的三相交流信 号，经过功率放大至驱动器，用于驱动陀螺转子以12000 rpm的转速恒速旋转。
为了获得较高的测量精度，必须保证交流信号的频率稳定性、 幅值稳定性、相位稳定性均到达较高的程度。在陀螺测斜仪 探管中，像力反响电路一样，该电路已经集成为一块厚模电 路，使用中只需正确接线即可。其主要技术参数如下： 输入电压 ±15V 输出电压 19V 输出功率 ≥3W 频 率 510Hz 相位差 1200
陀螺测斜仪介绍
杭卅 11 东经 120 度 08 分 北纬 30 度 16 分
3°50'
合肥 12 东经 108 度 20 分 北纬 31 度 52 分
3°52'
福卅 南昌 济南
器 郑卅
武汉
仪 长沙
广卅
学 南宁
海口
地 成都
贵阳 昆明
海 拉萨 上 西安
13 东经 119 度 11 分 14 东经 115 度 51 分 15 东经 117 度 01 分 16 东经 113 度 43 分 17 东经 114 度 20 分 18 东经 112 度 53 分 19 东经 113 度 28 分 20 东经 118 度 06 分 21 东经 110 度 21 分 22 东经 104 度 03 分 23 东经 106 度 43 分 24 东经 102 度 42 分 25 东经 116 度 43 分 26 东经 108 度 57 分
采用特制的光纤陀螺元件。两种陀螺实质上也是角速度敏感元件，但和硅微机械
海 或别的电子陀螺元件不同，其角速度灵敏度非常高，可以直接检测到地球自转角 上 速度及其在各方向的分量。地球自转角速度是一个矢量，定义它的方向是地球自
转轴并指向北极，数值为 15.04 度/小时。由于地球自转角速度非常稳定，利用测 量地球自转角速度和在各方向的分量值，来确定钻孔方向与地球自转角速度矢量 间的关系，从而计算出钻孔的方位。从这种方法可以看出其自寻北陀螺测斜仪名 称的含意。自寻北就是指，不需要测前先对北，直接在测量点找出地球自转角速 度的方向即真北方向。采用自寻北技术是陀螺测斜仪的一大技术飞跃。尽管自寻 北陀螺测斜还有不少缺点，但它的优势非常明显，主要体现在以下几个方面。
上海地学仪器研究所技术文档
陀螺测斜仪
SinoGyro系列动调式陀螺测斜仪★仪器简介SinoGyro动调式陀螺测斜仪的核心测量惯性体由动调式速率陀螺及石英加速度计组成。
该仪器特别适用于有磁性干扰的丛式井、加密井的钻探测量以及在完井后的套管内或钻杆内进行测量，在打水平井和老井的二次开发中发挥重要作用。
该系统可以自动寻北，测量前后无需校北，操作使用方便。
★主要技术参数λ可测参数：井斜角、方位角、工具面角、温度方位角： 0-360°、误差≤±1°λλ井斜角： 0-75°、误差≤±0.2°工具面角：0-360°、误差≤±1°λλ测井方式：点测井下λ工作温度：-20℃—175℃λ耐压：100Mpa抗冲击强度：300g,1.5ms(1/2Sine)λ电缆要求：单芯电缆λλ外型尺寸：外径：φ46mm×2160mm★应用范围井迹测量λλ开窗侧钻定向λ钻井绕障导向λλ直井定向射孔检测油、套管偏磨λ★主要使用单位（中国）λ大庆油田λ胜利油田江汉油田λλ大港油田中原油田λ新疆塔里木油田λ北京欧盛文石油设备有限公司是一家从事石油设备研发、生产、销售、工程技术服务和国际贸易的高新技术企业。
公司自行研发、设计、生产油田测井系列仪器，其中SinoGyro系列动调式陀螺测斜仪、过油管高精度光纤陀螺测斜仪、MWD无限随钻测斜仪、存储/直读多参数测井仪、便携式生产数控系统、存储热采多参数测试仪等在国内具有领先水平，并在各大油田中被广泛使用。
公司奉行“技术创新促发展，生产质量求生存，诚实守信待客户”的企业方针，为广大客户提供优质的产品和满意的服务。
光纤陀螺测斜仪说明书
光纤陀螺技术是国外对我国实行技术封锁的高新技术技术之 一，国内的研制主要针对军用领域，光纤陀螺测斜技术的研究则刚刚 起步。
北航和上海地学仪器是国内最早研究光纤陀螺测斜的主要单位，已有各种 精度的光纤陀螺测斜仪用于不同领域。后者近 30 年陀螺测斜的研制 经验和技术优势，并结合地质测井行业对高精度测斜仪器的迫切需 求，最新研制出各型光纤陀螺测斜仪 。 3 基本工作原理 3．1 基本工作原理
测量
钻进方向
各类工程等
用于有缆长辅助且无连续测量要求 的各类测井环境
4 研制现状 4．1 研制目标
仪器适用于小尺寸、大斜度的测井需求，能进行有线测井和随钻 测井。
仪器适应井径 50 -150mm 适应井内物质性质 钻井液或空气
4
仪器测量范围 仪器测量精度 使用环境温度
方位角 倾斜角 方位角
方便实现以下工作模式切换 。
工作模式
应用领域
仪器调试模式
完成仪器初始值装订及惯性器件的
测漂和定标
与电缆组合测 用 于常规 有线测井 的快速 连续 测
仪器 量
量，尤其适用于套管井或有磁性物
质干扰的井眼轨迹测量
测量 与电缆组合连续 用于组合测井，实现高精度连续测
测量
量
模式
MWD组 合 用于 MWD 过程中，实时监测钻头的
o
0～360
o
o
0 ～65
倾角小于
o
o
5 时，优于±2
倾角大于 5 o时 ，优于±1o
倾斜角 ±0.1o
最高80 ℃
联系地址 ： 上海桂平路６８０号 联系人： 刘工、朱工、陈工、张工、毛工
电话（传真）： ０２１－６４８５７５８３、６４８５７９８３
倾斜测量原理
倾斜测量原理一、引言倾斜测量是指通过测量物体相对于水平面的倾斜角度来获取准确的倾斜信息的一种技术手段。
倾斜测量在工程、建筑、地质勘测等领域有着广泛的应用。
本文将介绍倾斜测量的原理及其应用。
二、倾斜测量原理倾斜测量的原理主要是通过测量物体的倾斜角度来获取倾斜信息。
常用的倾斜测量原理有以下几种：1.水平仪原理：水平仪是一种常见的用于测量物体水平方向的仪器。
其原理是利用液面与水平方向保持平行的特性来判断物体的水平倾斜情况。
当液面保持水平时，物体即为水平；当液面倾斜时，物体即为倾斜。
2.陀螺仪原理：陀螺仪是一种利用陀螺效应来测量物体倾斜角度的仪器。
其原理是利用陀螺仪内部的陀螺保持自身方向不变的特性，通过测量陀螺仪在倾斜状态下相对于水平面的角度来获取倾斜信息。
3.加速度计原理：加速度计是一种利用物体受力情况来测量倾斜角度的仪器。
其原理是通过测量物体受到的重力加速度和其他加速度的合成来计算物体的倾斜角度。
加速度计可通过测量物体在三个轴向上的加速度来获取倾斜信息。
4.全站仪原理：全站仪是一种常用的测量仪器，可以通过测量物体相对于水平面的倾斜角度来获取倾斜信息。
其原理是利用全站仪内部的倾斜传感器测量物体的倾斜角度，并通过计算和分析来获取准确的倾斜信息。
三、倾斜测量的应用倾斜测量在工程、建筑、地质勘测等领域有着广泛的应用。
以下是倾斜测量的几个典型应用场景：1.工程测量：倾斜测量在工程测量中常用于测量建筑物、桥梁、道路等结构物的倾斜情况，以确保其安全性和稳定性。
倾斜测量可以帮助工程师判断结构物是否符合设计要求，及时发现和解决倾斜问题。
2.地质勘测：倾斜测量在地质勘测中用于测量地质构造的倾斜情况，以帮助地质学家了解地壳运动和地质变化的情况。
倾斜测量可以提供准确的倾斜角度信息，为地质研究和地质灾害预防提供重要参考。
3.导航定位：倾斜测量在航空、航海、汽车导航等领域有着重要的应用。
通过测量飞机、船舶、汽车等交通工具的倾斜角度，可以帮助导航系统准确计算航向和位置，提高导航的精度和可靠性。
测斜仪
CX―6型陀螺测斜仪外经40mm,进口传感器,电子陀螺,可测定强磁性地区及有铁套管的钻孔中方位角及顶角，精度:顶角：0.1度，范围:0-60度,方位角2度。
0-360度,（适合于各类钻孔）新产品:CX-6B:无线自动存储式陀螺测斜仪.无需电缆,由钢绳将探头放入孔中,定时采样,存储,回到地面直接传入计算机.技术参数优于CX-6A.一、概述CX―6型陀螺测斜仪主要针对磁性矿地区及在铁套管中测量钻孔斜度及方位而设计。
普通测斜仪钻孔方位角主要依靠指南针或磁敏元件定向，在磁性矿地区或在铁管中，由于指南针或磁敏元件的磁感应受到磁性体的影响，钻孔的方位角难以确定。
因此，在磁性较强的环境中测量方位角最有效的办法是采用不受磁性体干扰的陀螺仪定向。
陀螺仪有机械式和电子式两大类。
机械式陀螺仪零点漂移较大、使用寿命较短、价格高。
GX―6型陀螺测斜仪采用电子式陀螺仪，它具有体积小、寿命长、零点漂移小、价格较低等优点，是磁性矿地区及在铁套管中测量钻孔方位角较理想的传感器。
CX―6型陀螺测斜仪测量钻孔顶角（钻孔轴线与纵垂线间夹角）的传感器采用高性能的SMR元件作为敏感元件，可无触点的对倾斜角度进行测量，具有测量角度范围大、精度高、分辨率可达千分之一度、灵敏度高、寿命长、耐环境污染、抗振动等特点。
钻孔测斜仪测量顶角主要采用进口伺服加速度传感器，钻孔测斜仪是在野外环境中使用的仪器，在运输及使用过程中振动是难以避免的。
SMR是一种新型的传感元件，它除了有伺服加速度传感器的优良性能外，最主要的优点是抗振动5000g，特别适合野外使用。
CX―6型陀螺测斜仪整个测试过程由单片机及一台笔记本电脑控制，全部采样过程的分析计算、曲线及成果表的显示及打印均由软件自动完成。
工作界面采用VB语言编制，中文菜单、操作简便。
二、基本工作原理仪器工作原理：X方向SMR传感器是用于测量钻孔在X方向的倾斜偏移量，Y方向SMR传感器是用于测量钻孔在Y方向的倾斜偏移量。
陀螺测斜仪
Ｄｏｎｇ Ｇｕｉｙｕ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｓａｎｄ－ ｂｏｄｙ ｉｎ ｍａｊｏｒ ｇａｓ－ｂｅａｒｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｆ Ｕｐｐｅｒ Ｐａｌｅｏｚｏｉｃ ｉｎ Ｓｕｌｉｇｅ Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ［Ｄ］．Ｃｈｅｎｇｄｕ：Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００９． ［３］ 李克明．鄂尔多斯盆地北部晚古生代的深盆气气藏［Ｊ］．石 油 与 天 然 气 地 质 ，２００２，２３（２）：１９０－１９３． Ｌｉ Ｋｅｍｉｎｇ．Ｄｅｅｐ ｂａｓｉｎ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｏｆ ｌａｔｅ Ｐａｌａｅｏｚｏｉｃ ｉｎ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｏｉｌ ＆ Ｇａｓ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００２，２３（２）：１９０－１９３． ［４］ Ｙｉｎｇｖｏｒａｐａｎｔ Ｗ，Ｃｈｒｉｓｔｉｅｓｏｎ Ｒ．Ｉｎｆｉｌｌ ｄｒｉｌｌ－ｒｉｇ ｔｉｍｅ ｏｐｔｉｍｉｚａ－ ｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｌｆ ｏｆ Ｔｈａｉｌａｎｄ［Ｒ］．ＳＰＥ １０３６６３，２００６． ［５］ Ｗｉｗａｔ Ｙｏｄｉｎｌｏｍ，Ｎａｔ Ｌｕｃｋａｎａｋｕｌ，Ｐｉｃｈａｉ Ｔａｎａｍａｉｔｒｅｅｊｉｔｔ．Ｗｏｒｌｄ ｃｌａｓｓ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｌｆ ｏｆ Ｔｈａｉｌａｎｄ［Ｒ］．ＳＰＥ ７９８９６，２００３． ［６］ Ｍｏｒｒｉｓｏｎ Ｔ Ｌ，Ｓｍｉｔｈ Ｃ．Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｍａｒｇｉｎａｌ ｗｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｌｉｍｉｔｅｄ ｒｅｓｅｒｖｅｓ［Ｒ］．ＳＰＥ ９２７７７，２００５． ［７］ Ｓｉｍｏｎｄｓ Ｒａｎｄｙ，Ｓｗａｎ Ｔｏｍ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ－ｂｏｒｅ ｍｏｎｏｂｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｇａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｒ］．ＳＰＥ ６４２７９，２０００． ［８］ Ｌｕｃｋａｎａｋｕｌ Ｎａｔ，Ｄａｖｉｄｓｏｎ Ｊｏｈｎ Ｐ，Ｗｅｂｅｒ Ｌａｗｒｅｎｃｅ，ｅｔ ａｌ．Ｉｎ－ ｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｅａｍ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｚｏｎａｌ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｃｒｅａｔｅｓ ｖａｌｕｅ［Ｒ］． ＳＰＥ ８８０１４，２００４． ［９］ Ｐｏｒｎｐｏｃｈ Ｔｉｒａｐｕｔｒａ，Ｐａｔｔａｎａｐｏｎｇ Ｔｈｉｒａｖｕｔｐｉｎｙｏ，Ｓｕｎｃｈａｉ Ｐｏｎ－ ｇｏｒａｐｉｎ，ｅｔ ａｌ．Ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇ ｓｈａｌｌｏｗ－ｇａｓ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｌｆ ｏｆ Ｔｈａｉｌａｎｄ［Ｒ］．ＳＰＥ ８７１７９，２００４． ［１０］ 瞿 佳 ，严 思 明 ，许 建 华 ，等 ．胶 乳 防 腐 水 泥 浆 在 元 坝 地 区 的 应 用
CX-6B光纤陀螺测斜仪和光纤陀螺测斜仪价格
标题斜仪(自动记录)用途特点:采用进口敏感元件，耐冲击，不易损坏等优点。技术指标:·系统精度:≤0.1mm/500mm ·系统总精度：≤±4mm/30m ·测量范围：0°～±90°(与地垂线的夹角)·数据分组：001～255组·传感器分辨率：2"·导轮间距基准：500mm·测头尺寸：Ф30×660mm·测管重量：2.5kg·读数计内部电源：12V、7Ah、电瓶·充电电源：220V、50Hz·数字显示：4.5位液晶显示或4.5为数码发光管显示使用环境:（a）温度:0℃~60℃（液晶显示）-20℃~60℃（数码发光...
CX-6B光纤陀螺测斜仪和光纤陀螺测斜仪价格
CX-6B光纤陀螺测斜仪
标题：CX-6B光纤陀螺测斜仪
CX-6B光纤陀螺测斜仪用途：精确测定：对接孔，定向射孔，冻结孔，探矿孔的顶角和方位角，确定钻孔在地下的空间位置。适用于磁铁矿或铁套管内测量钻孔的顶角和方位角。主要技术参数：1，顶角测量范围：0°— ±85°；精度：±0.1度。2，方位角测量范围：0°— 360°；精度：±1度。(自动寻北，无需孔口定向) 3，测头外径：Ф53mm，40mm二个规格，长度：1000mm，深度：0 — 2000m。4，工作温度：-10°C — +60°C，工作电压：直流可充。5，采用军品光纤陀螺，自动寻北，没有累计误差。6，自动存储式，无需电缆，用钢丝绳下放探头，可与各种钻机绞车对接。7，获国家专利，产品获国家创业基金支持。CX-6C配件: ...
陀螺测斜仪操作培训资料
一概述陀螺测斜仪操作手册主要包含以下六个方面的内容：1、陀螺测斜仪简介2、测量控制系统及相关软件的应用3、上井施工前准备4、陀螺测斜仪的连接5、陀螺测斜仪的井下测量6、陀螺测斜仪的运输与保养二、陀螺测斜仪简介主要包括以下三个部分：◇仪器的适用范围◇仪器的性能参数◇仪器的组成说明1、仪器的适用范围打开第2页2、仪器的性能参数第3页，补充主机工作温度－20～70度；电缆为8mm单芯铠装，阻值小于100欧。
3、仪器的组成说明见4页主要包括仪器、机械和软件部分。
仪器主要包括：井下和地面陀螺体、电路筒、抗压筒、保温瓶、上下堵头、主机和笔记本等。
（请看演示图片）机械主要包括：加重杆、大小引鞋、扶正器等。
（请看看演示图片）软件主要包括：测量软件、解释软件和插值软件。
三、软件的使用1、测量软件的使用打开操作手册第7页主要说明下面几点：输入测量信息：必须输入探管号和地理纬度，其余不重要的信息，可以全输入0。
设置系统参数：注意7005的数据采集延时改成11，7006改成18；数据发送延时必须是零。
观察中U1和U2是加速度计，U3和U4是陀螺，U5是翻转（在－2保持5s以下），U6是磁性，U7是温度。
保存数据：在测量的过程中经常保存，以防止数据非正常丢失。
2、解释软件见29页。
注意插值前选择陀螺测量数据然后导入，插值后选择测斜记录数据然后导入。
3、插值软件见详细说明书。
四、上井施工前准备主要包括3个方面：具体参考操作手册第15页1、仪器检查：记录仪器编号，仪器连接后工作是否正常等。
2、机械部分检查：密封圈是否需要更换等。
3、工具准备：需要的工具准备齐全。
五、陀螺仪的连接主要包括：井下仪器连接和地面仪器连接。
打开第18页。
注意：目前7005带保温瓶安装在45的抗压筒中，7006是38抗压筒。
有45转接38引鞋的转接连接。
地面仪器：一般需要接稳压电源。
地面主机只能向井下仪器供电，别的仪器不能与之连接。
井下仪器连接完成后，再用主机给电缆供电。
光纤陀螺测斜仪在定向钻进中的应用解读
1.钻探设计d=45°，φ=30 °
靶的是下部的Fe1 2.用设计方位φ=30 °，推断矿体
为 Fe1+Fe2
3.用陀螺方位φ=25 °（实测）推 断的矿体为Fe1
3.注浆孔（S孔）轨迹控制
/view/59537082b9d528ea81c779 1a.html?st=1
该引水调压工程缺乏详细的地质资料，根据竖井区域 Seola 上下部位已经开挖的洞室围岩推断，预计竖井区域围 Inceon 岩主要由泥岩和粉沙页岩为主。在φ270mm的先导孔 钻进中，选择了可在钻杆中和套管中使用的 JTLBulsan 40GX陀螺测斜仪，否则井壁垮塌无法测斜纠偏。 上井 Dpejeon
是一种重要的惯性导航元件
通过测量地球自转角速度矢量的大小以及该矢量在
钻孔轴线上的分量来计算、确定钻孔的方位角
自寻北方式测量，测量结果没有漂移和累计误差
光纤陀螺测斜仪简介
重力加速度元件测顶角
A
重力加速度元件测量顶角
重力加速度元件是一种加速度测量元件，一般可以分
辨到重力加速度值 g 的10-5
text1 第 1 靶点
JTL系列陀螺测斜仪
JTL-40D
JTL-40GX(W)
会有一款更适合你…
JTL-40DT
JTL-40GX
现场钻进定向 指导纠偏作业
现场钻进定向 指导纠偏作业
无缆光纤陀螺测斜仪JTL-40GX(W)
7. 不要盲目套用现成公式和其它地区的成功经验，发现问题及时 采取有力措施
口高程950.00m，下井口高程596.8m，竖井段为 353.2m。为保 Doegu 证调压竖井的垂直度和井周砌厚强度，以及能准确和连接洞对 Jeonbuk 接，所设计的垂直度为2.5‰ 。最后终孔在底部的连接洞中，甲 方对先导孔质量验收非常满意。 Ulsan
LHE2300系列自_ 寻北陀螺测斜仪
1.绳帽头 2.电缆帽 3.电缆芯 4.高压自粘防水胶带 5.电缆转换接头 6.电缆卡头 7.电缆卡头顶丝 8.接线柱 9.电缆
技术参数
整机技术参数： 井斜角范围及误差 0°~60° ±0.2° 井斜方位角范围及误差 0°~360° ±2° 重力高边范围及误差 0°~360° ±0.5° 工作温度范围 0℃~+75℃ 0℃~+200℃ （含隔热套，200℃环境可连续工作5小时） 负载阻抗 200Ω 地面设备参数：
陀螺仪使用的注意事项
打开仪器箱取下各段前部的保护套及尾端的保护堵头，产
品各组件依附录产品连接示意图进行连接，建议在仪器支 架或水平地面上进行。连接前检查：外筒和加长杆的丝扣 处有无损坏；井下仪器上“O”型圈是否有损伤。 将产品的出线系统连接完好之后，用普通万用表电阻档， 测量铠装电缆芯线与线缆钢丝外壳的电阻，该值一般为兆 欧级。若有短路或电阻很小（1k以下）的情况，则证明出 线系统连接不正常或仪器故障。用户须排除故障后才能进 行后续操作；同时铠装电缆电阻值不大于200Ω，如果大于 200Ω，会影响井下数据的上传。 将陀螺仪器连接完毕后进行高边归零，在高边归零时在仪 器上端稍微抬起保持倾斜度小于80°(目前公司陀螺仪器按 此操作），把杆件最下端的减震式引鞋的键槽口朝上放置， 用LHE5020水平仪找水平（如是普通测斜则不需高边归 零）。
LHE2300系列自寻北陀螺 测斜仪
概述及工作原理 地面部分示意图 井下部分示意图 电缆卡头电缆帽制作方法 陀螺仪使用的注意事项 陀螺仪器使用禁忌 连接示意图
概述及工作原理
自寻北陀螺测斜仪，采用自寻北设计，无需在地面标定，自动寻北，不
受磁干扰影响，采用高精度陀螺传感器、加速度计等专业传感器，测量 井斜角、方位角、工具面角等参数。 配合专业软件，高质量的测量出井身轨迹，是油田的下套管后井身质量 检测和生产水平分支井等高技术油气井、套管开窗侧钻等新生产工艺不 可缺少的专业仪器。 仪器的核心部分是陀螺探管，由二轴加速度传感器和动力调谐陀螺传感 器组成，内置嵌入式微处理器系统。动力调谐陀螺传感器用于测量地球 自转的角速度分量，加速度传感器用于测量探管轴线与重力场的夹角及 探管的高边角，上述信号均不受地球磁场的影响。上述信号上传到地面 后，结合当地的纬度值，经过PC机上的配套软件解算出所需姿态参数。 地面部分仪器通过单芯铠装电缆给井下的陀螺探管供电，并将探管所采 集的数据传输至地面。由地面软件进行数据的分析处理。 整个测量过程，仪器可随时启动测量得到仪器倾斜方向的真方位角，不 受地球磁场及环境的影响，也不需要井口进行方位初始化标定。
光纤陀螺测斜仪
光纤陀螺测斜仪上海地学仪器研究所陀螺测斜仪是一种不依赖地球磁场确定钻孔方位的测斜仪器。
由于不需要靠地球磁场来确定方位，这使得陀螺测斜仪有更广的应用范围。
比如陀螺测斜仪可以用在强磁性矿区和在钻杆中、套管中、钻具中使用。
陀螺测斜仪按测量方位的方式大致可分为两类，一类是采用相对方位测量方法。
其原理是利用陀螺元件可以敏感和记录角速率的特性，在进行钻孔测量前，先在地面对准一个起始方位位置，并记录陀螺元件的初始输出值。
当把仪器下到钻孔的过程中，仪器会随钻孔的轨迹发生自转和公转。
这些转动角速率都会引起陀螺元件的输出变化，积分记录这些变化量并和初始值进行对比，就可以确定钻孔轨迹的空间转向，即钻孔的方位变化。
这类仪器最早是使用三度平衡框架转子式陀螺元件。
高速旋转的转子总是趋于保持在一个空间方向上旋转，比如指向水平面上的正北。
理想情况下，仪器的自转和公转不会引起陀螺转子轴向改变，而仪器相对陀螺转子转过的角度就会被连续地记录，结果就可以计算出钻孔的方位信息。
显然，除了用框架式陀螺仪元件外，还可以用其它测量角速率的陀螺元件来得到仪器自转和公转的角度，只要对陀螺输出的角速率量积分，就得到仪器转过的角度。
测量角速率的陀螺元件种类很多，但因为受到体积、温度、震动等因素限制，能用到测斜仪中的却并不多。
影响因素还包括产品精度不高、有噪声和漂移。
普通框架式陀螺和其它陀螺元件一样，在使用中会产生输出漂移和噪声，对陀螺输出的角速率量积分过程同时就会把漂移和噪声一同积分进去，漂移和噪声积分的结果将带来方位测量误差，并且误差会随积分时间增大。
这是这类陀螺测斜仪最大的缺点。
另一类采用自寻北方式工作测量方位，用高灵敏角速率陀螺，直接测量地球自转角速率矢量及地球自转角速率矢量在仪器各坐标轴上的分量，通过复杂的矢量投影计算，就可以得到仪器指向（钻孔方位）的角速率分量大小，再和地球自转角速率矢量相比就知道钻孔的方位。
从测量原理上看，这类陀螺测斜仪有很大优势，它是对地球自转角速率直接测量并计算钻孔的方位，这个方位就是真北方位。
光纤陀螺测斜仪原理
光纤陀螺测斜仪原理
光纤陀螺测斜仪是一种基于光学原理的高精度地面测量仪器。
光纤陀螺测斜仪的测量原理是利用张力光纤陀螺的陀螺效应，在巨大的抗干扰环境下，通过光学方式测量地面上的斜度和转角。
光纤陀螺测斜仪的光学部分由两条光纤和一组激光光源组成。
光纤分别被放置在垂直和水平方向。
当激光光源在光纤之间发生穿过时，由于光纤的物理特性，光子在光纤内经过一段时间后会出现位移，同时还会受到光纤回转所带来的陀螺效应的影响。
这样，光子在光纤中形成了一系列的光子路径，这些路径的移位量和速度可以精确地测量出来。
通过对上述数据的处理与计算，可以得到光纤陀螺测斜仪的输出信息：瞬时旋转速度和角位移。
由于光纤陀螺测斜仪的优越性能，它已经成为许多领域中高精度地面测量的首选仪器之一，尤其是在航空航天和国防领域。
该仪器的主要特点是无需机械传感器，抗干扰性能强，精度高，分辨率高，使用寿命长，能够满足各种复杂环境下的精密测量需求。
它广泛应用于光学导航、卫星导航、舰船导航、地震监测、地下工程探测等领域。
总之，光纤陀螺测斜仪是一种典型的光学测量原理的高精度地面测量仪器，它可以有效地解决传统机械测量仪器难以适应的各种复杂测量
环境和精度要求。
在未来，光纤陀螺测斜仪还将持续发挥其在科学研
究和工程实践中的重要作用，为人类科技的发展和进步做出更多贡献。
光纤陀螺测斜仪原理
光纤陀螺测斜仪原理光纤陀螺测斜仪是一种基于光纤陀螺原理的仪器，用于测量物体的倾斜角度。
其原理是利用光纤陀螺仪的旋转惯性特性和光的传播特性来实现测斜的功能。
光纤陀螺是一种利用光的传播速度和方向的变化来检测物体旋转的仪器。
它的核心部分是由一根长光纤组成的光纤环路，光纤环路中的光通过光电探测器进行检测。
当光纤陀螺仪受到旋转力矩作用时，光纤环路会发生旋转，导致光的传播速度和方向发生变化。
通过检测光的传播速度和方向的变化，可以得到物体的旋转角度。
光纤陀螺测斜仪是在光纤陀螺的基础上进行改进和应用的一种仪器。
它通过将光纤陀螺仪的光纤环路安装在一个特定的结构上，可以实现对物体的倾斜角度的测量。
当物体发生倾斜时，光纤陀螺测斜仪会受到重力作用，从而产生一个旋转力矩。
这个旋转力矩会使光纤陀螺仪的光纤环路发生旋转，导致光的传播速度和方向的变化。
通过检测光的传播速度和方向的变化，可以得到物体的倾斜角度。
光纤陀螺测斜仪具有测量精度高、抗干扰能力强、稳定性好等优点。
它可以广泛应用于地质勘探、建筑工程、航天航空等领域，用于测量地下、地面和空中的倾斜角度。
在使用光纤陀螺测斜仪进行测量时，首先需要对仪器进行校准。
校准的目的是确定光纤陀螺测斜仪的零位偏差，以及对应的倾斜角度。
校准过程中，可以将光纤陀螺测斜仪放置在水平面上，通过调整仪器的参数来使其输出为零。
校准完成后，就可以进行实际的测量了。
在实际测量中，光纤陀螺测斜仪通常被安装在需要测量的物体上。
当物体发生倾斜时，光纤陀螺测斜仪会受到重力作用，从而产生一个旋转力矩。
这个旋转力矩会使光纤陀螺仪的光纤环路发生旋转，导致光的传播速度和方向的变化。
通过检测光的传播速度和方向的变化，可以得到物体的倾斜角度。
光纤陀螺测斜仪的测量精度主要受到两个因素的影响：光纤陀螺仪的精度和光纤陀螺测斜仪的结构。
光纤陀螺仪的精度决定了测斜仪的基本测量误差，而光纤陀螺测斜仪的结构决定了仪器的稳定性和抗干扰能力。
为了提高测量精度，可以采用精密的光纤陀螺仪和优化的测斜仪结构。
陀螺测斜仪工作原理
陀螺测斜仪工作原理陀螺测斜仪是一种用于测量井下井斜和方位角的仪器。
它基于陀螺原理工作，通过测量陀螺的运动来确定井下的方位。
陀螺测斜仪是一种非常重要的工具，在石油勘探和钻井过程中起着关键作用。
陀螺测斜仪的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：陀螺稳定、陀螺预cession和数据采集。
陀螺测斜仪会通过陀螺稳定仪将陀螺保持在一个稳定的状态。
这是因为陀螺具有一个特殊的性质，即它会保持自身的方向不变，即使外部环境发生变化。
通过陀螺稳定仪，陀螺可以在井下环境中保持稳定，以便准确地测量方位角。
接下来，陀螺测斜仪会进行陀螺预cession。
陀螺预cession是指陀螺在外部力的作用下发生的旋转。
在陀螺测斜仪中，陀螺会受到地球的引力和地球自转的影响，从而发生预cession。
通过测量陀螺的预cession角度，可以确定井下的方位角。
陀螺测斜仪会进行数据采集。
陀螺测斜仪会将测量到的方位角数据传输给地面仪器进行处理和分析。
地面仪器可以将这些数据转换为井下井斜和方位角的数值，并根据需要进行进一步的计算和处理。
陀螺测斜仪的工作原理听起来可能有些复杂，但实际上它是基于一些基本的物理原理。
陀螺测斜仪利用了陀螺的稳定性和预cession特性，通过测量陀螺的运动来确定井下的方位。
通过合理的设计和精确的测量，陀螺测斜仪可以提供准确可靠的井下测量数据，为石油勘探和钻井工作提供重要支持。
陀螺测斜仪的工作原理在实际应用中具有广泛的意义。
它可以帮助工程师准确地确定井下井斜和方位角，从而指导钻井作业的进行。
通过及时准确地获取井下测量数据，工程师可以根据实际情况进行调整和优化，提高钻井效率和安全性。
陀螺测斜仪的工作原理也有一些局限性。
首先，陀螺测斜仪对外部干扰非常敏感，如地磁场的变化、震动等都可能影响测量结果的准确性。
其次，陀螺测斜仪的使用需要一定的专业知识和技能，操作人员需要经过专门培训才能熟练操作和解读测量数据。
陀螺测斜仪是一种基于陀螺原理工作的测量仪器，通过测量陀螺的运动来确定井下井斜和方位角。
陀螺演示(航天凯悦)
陀螺测斜仪概述陀螺测斜仪的发展概况研制陀螺测斜仪的意义动调式陀螺测斜仪简介特点技术指标仪器构成与框架陀螺的对比forward动调式陀螺测斜仪特点1.不受地质和周围环境影响，抗磁性干扰2.使用方便，工作过程自动寻北，测量前后均无需校北3. 漂移小、精度高、体积小，可在钻杆或油管内使用技术指标l主要测量参数：井斜角、方位角、工具面角、工作温度、磁定位信号l测量范围与精度：方位角：0°－360°误差≤±3°（1°≤井斜≤3°）误差≤±2°（3°≤井斜≤50°）误差≤±3°（50°≤井斜≤70°）井斜角：0°－70°误差≤±0.3°工具面角：0°－360°误差≤±2°l测量方式：点测l工作温度：－20℃－＋125℃/150℃l抗冲击强度：500g0.5ms（1/2sine）l仪器尺寸：外径：φ45mm/φ45mm/φ45mm器构成仪减震器、惯性体、陀螺电路舱、电源舱、微机舱、磁定位器、马龙头与框架陀螺的对比动调式陀螺测斜仪框架式陀螺测斜仪漂移率0.01度每小时十几度～几十度每小时寻北功能自动寻北，测量后无须校北测量前需要对北，测量后需要校北数据处理所见即所得，无须后处理只有在全部测量结束后数据才真实有效测量方法可以间断测量测量过程中不能断电，否则全部数据作废陀螺测斜仪工作原理1.陀螺仪的基本特性2.陀螺仪常用坐标系3.陀螺测斜仪的测量原理陀螺仪的基本特性定轴性是指转子绕自转轴高速旋转时，如果不受外力矩的作用，自转轴将相对于惯性空间保持方向不变。
换言之，双自由度陀螺具有抵抗干扰力矩，力图保持转子轴相对惯性空间的方位稳定的特性。
进动性是指当陀螺受到外力矩的作用时，所产生的一种复合扭摆运动，其进动角速度的方向垂直于外力矩的方向，其进动角速度的大小正比与外力矩，或者说，陀螺进动的方向为角动量以最短距离导向外力矩的方向。
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陀螺测斜仪简介
陀螺测斜仪自寻北概念
通过测量地球自转角速度及其分量来确定北向方位的过 程称作自寻北过程 自寻北的优点是，每个测点上的方位测量都是独立的，测 量精度或误差与前面测点结果的误差无关，所以没有累积 误差。每次都直接寻找北极方向，所以也不会有与地球自
陀螺测斜仪简介
转有关的漂移误差
自寻北陀螺测斜仪方位测量原理
陀螺测斜仪简介
转子
框架
框架式陀螺元件测方位
框架陀螺元件组装结构图 三轴框架作为转子支 承，可以保证外力矩 不会传递到转子上， 转子轴向就可以总是 指向空间某固定方向
陀螺测斜仪简介
框架式陀螺元件测方位
1.在地面先对准一个方向，再 启动陀螺
2.下井测量时，因钻孔方位变 化所转过的角度会被仪器测 量出来
陀螺测斜仪简介
陀螺测斜仪分类（按陀螺元件分）
框架式陀螺测斜仪 微硅机械陀螺测斜仪 光纤陀螺测斜仪
动调陀螺测斜仪
陀螺测斜仪简介
其它还可以按测量方式和用途分陀螺测斜仪为：无缆陀 螺测斜仪、冻结孔陀螺测斜仪、水平孔陀螺测斜仪、全 向孔陀螺测斜仪等等
框架式陀螺元件
Z轴
X轴 Y轴
没有外力矩作用在陀螺转 子时，转子轴在惯性空间 中的取向会保持稳定不变
（1）技术很成熟，已经完全国产化 （2）与原框架式陀螺相比有以下特点 机械寿命较长（3000小时） 可靠性较高，故障率小 体积小，便于安装使用
目前已成功用在钻孔测斜仪中、能敏感和测量地球自转角速度的陀螺元件只有 光纤陀螺和动力调谐陀螺
陀螺测斜仪简介
动力调谐陀螺（DTG）内部结构及原理
动力调谐陀螺结构图
Ω=15.042 °/ H Ω ——是个常数
在纬度为Φ 的地区
水平分量 垂直分量
ΩH = Ω× cos Φ
ΩZ = Ω× sin Φ
陀螺测斜仪简介
北半球Φ 取正值，南半球取负值。水平分量 对寻北有意义，要得到其准确值，就要知道
当地纬度准确值
自寻北陀螺测斜仪方位测量原理
Ω
ΩH ΩZ
测量出Ω及在钻孔轴向的分量大小，再经过 数学计算得到钻孔的方位角
陀螺测斜仪简介
微硅机械陀螺测方位
=K dt + 0
0 t
ω
转过的角度Φ 等于陀螺转动角 速度ω对时间的积分
钻孔的空间方位变化需要对三轴向的陀螺输出积分和转换计算得到，冲击力矩、 与G有关的误差输出、噪声都会被积分造成方位误差。灵敏度低也是误差的主要 因素。和框架陀螺测斜仪一样测量的是相对方位
可靠性高、使用方便、测量精度高三大优点使得自寻北式陀螺仪很有前景
陀螺测斜仪简介
顶角测量新技术--重力加速度计测量倾角的原理
（现在测斜仪都采用的技术）
U出 = K ×sinθ
力矩反馈平衡式测量， 精度可达2″
无缆自寻北陀螺测斜仪介绍
可以不需要专门的测井电缆下井测斜。很好地解决了
边远山区及交通不便地区的测斜困难问题
陀螺测斜仪简介
框架式陀螺测斜仪特点
•
相对测量钻孔的方位角，测量不依赖地磁场，可以在磁性矿区 和钻杆、套管里使用
•
• • • •
其原理是根据经典的惯性力学理论，用户很容易理解
结构复杂，制造和调试较困难 使用和维修不够方便 方位测量精度比较低 方位有漂移和累积误差
陀螺测斜仪简介
框架式陀螺测斜仪的时漂
框架陀螺时漂会由地球自转引起，漂移总是方位增大方向，每小 时达10多度的数量级。为了使用方便，厂家会进行力矩补偿，尽 可能消除这项漂移。其它还有阻力矩和冲击力矩造成的漂移
上午9点陀螺指向东南 S
下午3点陀螺指向西南 S
陀螺测斜仪简介
E
E
微硅机械陀螺（电子陀螺）
低精度，漂移大，光纤陀螺和动调陀螺应用后开始淘汰
陀螺测斜仪简介
光纤陀螺测方位（最新技术）
Sagnac效应闭环光纤陀螺元件（closed loop Fiber Optic Gyro）可以测 量地球自转角速度及其在钻孔倾斜方向的分量
陀螺测斜仪简介
动力调谐陀螺测方位
另一种可直接测量地球自转角速度的陀螺是动力调谐陀 螺（Dynamically Tuned Gyro， DTG）
北极
南极地球表Βιβλιοθήκη 上磁场方向和当地径线方向的夹角分布情况
在东半球和我国的绝大部分地区磁偏角是负的
ΦN=ΦM + ( -D )
陀螺测斜仪简介
仪器配套简单、轻便，可靠性高，测量精度高 及操作使用方便是这款仪器的最大优点
陀螺测斜仪简介
无缆光纤陀螺测斜仪
测量指令和数据用 无线连接通信
陀螺测斜仪简介
深度信号也是 无线连接
磁北和真北方位角的不同
由于两北极不重合，各地存 在磁偏角。磁北和真北方位 有差别，自寻北陀螺测斜仪 得到的方位是真北
陀螺测斜仪简介
Ω数量级太小，要高精度陀螺元件才能敏
感到这个量及各分量 受孔径限制，元件难于制造
陀螺测斜仪简介
Ω数量级小但是一稳定值，测斜过程中虽 然要花费一定时间，但测量结果可以做到 几乎没有漂移误差
利用测量地球自转角速度和在各方向的分量值，来确定钻孔方向 与地球自转角速度矢量间的关系，从而计算出钻孔的方位。从这种测 量方法就可以看出其自寻北陀螺测斜仪名称的含意。 自寻北的优点是不需要测前先对北，直接在测量点找出地球自转角速 度的方向即真北方向。采用自寻北技术是陀螺测斜仪的一大技术飞跃。 尽管自寻北陀螺测斜还有不少缺点，但它的优势非常明显，主要体现 在以下几个方面 1．自主找北，不需要事先对北，没有对北误差。 2．没有框架陀螺所需的三度平衡框架，可靠性高。 3．每个测量点寻北，不需要电子陀螺的积分测量环节，从而 没有随机漂移误差，方位测量结果是真北。