[实用新型]海洋石油平台专用ESS多点测斜仪

说明书

（一）技术领域：

本实用新型涉及井下钻具领域，尤其是一种海洋石油平台专用ESS多点测斜仪。 

（二）背景技术：

ESS（Electronic Survey System——电子多点测量系统）是美国NL SPERRY-SUN公司的一种电子测量仪器，称为电子多点测量系统（以下简称ESS），采用2^#碱性电池供电，可以在起下钻的过程中随井下钻具对井眼轨迹进行连续测量，通过边测量边记录的方式获取井下井眼轨迹静态数据。目前采用单点测量的方式比较多，且所使用的探管内部仅有一种程序完成单点测量，无法实现多点实时测量的精度要求。 

（三）实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种海洋石油平台专用ESS多点测斜仪，它可以克服现有技术的不足，是一种抗震耐压耐高温，测量数据准确，结构设计更合理的测斜仪。 

本实用新型的内容：一种海洋石油平台专用ESS多点测斜仪，其特征在于它包括探管；所述探管是由测试探头、多路开关、电压时间变化模块、CPU存储板、电池、DC/DC变换器和基准激磁电压模块构成；其中所述多路开关的输入端采集井下信号，其输出端连接电压时间变换模块的输入端；所述电压时间变换模块的输出端连接CPU存储板的输入端；所述基准激磁电压模块的输入端接收经由电池供电的DC/DC变换器发出的电压信号，其输出端输出激磁电压并激发多路开关采集井下信号。 

所述探管尾端有T形槽。 

所述DC/DC变换器发出的电压信号为+12V。 

所述多路开关的输入端采集的井下信号包括三轴磁通门信号、三轴加速度信号、时间信号T_A和基准电压信号U_E；所述三轴磁通门信号分别为信号G_X、信号G_Y、信号G_Z；所述三轴加速度信号分别为 信号B_X、信号B_Y、信号B_Z。 

所述井下信号是要求井身轨迹测量精度较高的定向井、大斜度定向井和水平井的井眼轨迹数据信号。 

所述探管是管内装有单点测量程序和多点测量程序的ESS探管或MS3探管。 

所述单点测量程序是可以测量24个点的程序，所述多点测量程序是可以测量不超过1000个点的程序。 

本实用新型的测量原理：ESS测量的主要原理是利用重力加速度计和磁通门，分别感应地球的重力场和地磁场，测量的主要原始参数包括Gx、Gy、Gz、Bx、By、Bz及温度T，并根据这些获取的原始参数获得井斜和方位。其中测量的方位包括原始方位和校正方位。原始方位为磁方位（未加磁偏角），主要是根据探管采集到的Gx、Gy、Gz、Bx、By、Bz等原始参数计算出的方位；校正方位是利用输入的磁场强度和磁倾角结合仪器测量到的Gx、Gy、Gz、Bx、By等原始参数计算出理论上未受磁干扰的Bz值，再利用计算出的Bz和测量到的Gx、Gy、Gz、Bx、By等原始参数，最后经计算得到。校正方位一般在钻具存在磁干扰或仪器处于存在钻具磁干扰的区域内采用。 

ESS这类测斜仪是以井口地垂线和地磁场组成的直角坐标系为基准定义方向参数的，并利用探管坐标系对基准坐标系的相互关系测量方向参数，因此需要建立探管测量头坐标系是很自然的。测量头坐标系如图2所示：X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头中心线。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通计Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁在三方向上的分量。当这些传感器感受其输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（V_T）。这7个输出电压和一个基准电压（V_R）共8个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P₈），这一脉冲串和同步脉冲（P_S）输入到电子柱的CPU存储板，将脉冲串各脉冲之间的间隔（T）变换成数字量，并按指令存入存储单元，完成“照相”过程。另一方面，将Ps和P₈合成 之后形成的脉冲组（P₀）通过探管插头输入到接口电源箱，以便检查或调试探管各环节的工作状况。