在套管井開天窗、老井復測中,通常需要利用陀螺測斜儀對井身方位值進行測量;在磁場異常地區(qū)和井段,由于磁通門測量值的誤差較大,也需要利用陀螺測斜儀進行方位測量。
此外,在某些特定環(huán)境下,例如太陽磁暴高發(fā)期,或需要第3 種儀器進行驗證的場合,陀螺測斜儀也有其獨到的作用。
陀螺測斜儀中的方位測量傳感器就是陀螺儀,應用在油井測量中的陀螺儀是從航空器中的陀螺儀移植發(fā)展而來的。 目前的陀螺測斜儀生產廠大都本身就是空間導航設備的專業(yè)生產廠。陀螺儀不僅結構精密,工藝要求高,測試復雜,更重要的是要對陀螺儀輸出信號建立矩陣方程進行專業(yè)性很強的復雜解算,同時要對其干擾力距、溫度漂移、沖擊振動產生的漂移進行補償,對其原理誤差進行多級修正等,這也是一般非專業(yè)廠在短時期內幾乎不可能做到的。
測井用陀螺儀較之航空器用陀螺儀,受其使用環(huán)境的影響具有以下特點。 首先,是體積要求嚴格,尤其直徑要小,要求形成儀器后適應套管井井徑要求,甚至能在開天窗時從鉆桿投入;其次,是較強的抗振性,測鉆開天窗或投入井底時,不會損壞陀螺本體;還有寬溫要求,即儀器能在125°環(huán)境中正常工作至少2小時且在環(huán)境溫度-10-125°范圍內儀器總體精度滿足設計要求。
常見陀螺儀的種類
從結構和制造工藝上陀螺儀可以分為機械陀螺、光學陀螺、半導體陀螺。其中機械陀螺又有框架陀螺、動力調諧陀螺、液浮速率積分陀螺、靜電陀螺。光學陀螺主要有激光和光纖陀螺2種。半導體陀螺中最常見的是硅微陀螺。
這些陀螺中,靜電陀螺制造難度極大,造價昂貴,只有系統(tǒng)才有采用,技術僅掌握在世界上少數一兩個國家中,故短期內不會應用于其它領域。
硅微陀螺精度低、溫漂大,雖然有良好的抗振性和理想的體積,也有人在做形成儀器的探討,但受其本身技術發(fā)展水平的限制,現(xiàn)在多應用于動態(tài)攝像等反饋回路檢測,相當一段時期內,不會有理想的測井產品出現(xiàn)。