[发明专利]一种可自动读数三轴无磁测斜仪校验台及其读数方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可自动读数的三轴无磁测斜仪校验台及其读数方法，适用于磁性测斜仪的校验。 

背景技术

20世纪80年代至今，钻井工程技术发展迅速，磁性测斜仪广泛应用在钻探工程领域，是斜井、定向井和水平井等钻井系统中测量井身轨迹必不可少的测量监控仪器。 

磁性测斜仪在运输过程中因震动或在使用过程中，因井下复杂工况的影响而产生一定的漂移，使井身轨迹的测量精度变差，因此很有必要定期应用三轴测斜仪校验台对磁性测斜仪进行校验。在对测斜仪的校验过程中，需要多次重复对测斜仪校验台的方位角刻度盘、井斜角刻度盘和工具面角刻度盘进行读数。校验台读数一方面由于对读数的精度要求很高，引入了差分读数法进行读数，这样人工读数往往会因视力疲劳等人为因素造成读数误差大，甚至读数错误的情况；另一方面，由于在校验过程中校验台的工具面角刻度盘会在竖直平面内转动一定角度，这样也给读数造成不便，而且也会由于读数角度的原因造成读数误差较大。在进行大批量测斜仪校验时，劳动强度大，效率低、校验质量得不到保证。 

发明内容

本发明目的是为了解决上述人工读数存在的不足，而提供一种可自动读数的三轴无磁测斜仪校验台及其读数方法。本发明是在对通常使用的校验台的基础上进行改造，改造后的校验台，使用时可以有效避免人工读数由于疲劳、视角和技术等问题造成的读数误差大甚至读数错误的问题，同时由于其操作方便，能大大地提高校验效率及校验质量。 

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种可自动读数的三轴无磁测斜仪校验台，包括校验台底座，底座的上盘上安装有方位角刻度盘、差分尺，方位角刻度盘上安装有两立柱，两立柱上端分别安装有井斜角刻度盘和井斜角角度传感器，两立柱之间安装有俯仰台体，俯仰台体上安装有工具面角刻度盘、差分尺和探管；在所述的方位角差分尺、井斜角差分尺和工具面角差分尺前面分别安装有微型摄像头，微型摄像头以及探管均通过数据线或无线传输的方式与计算机连接；所述的微型摄像头采用连续拍摄模式，每两次拍摄时间间隔相等为0.1～1秒，分别对各刻度盘及相应的差分尺进行拍摄，照片数据信息通过数据线或无线传输给计算机，所述的计算机中编制了图片解析 软件，将解析出的方位角、井斜角、工具面角实时保存和显示；用解析出的数据与探管所测的数据进行分析对比，对探管进行修正。 

本发明所述的微型方位角摄像头、井斜角摄像头和工具面角摄像头安装位置根据摄像头的焦距调节。 

本发明所述的校验台底座的底盘上均布有调平螺钉，底座中间台体上设有方位角微调手轮，底座上盘和方位角刻度盘同轴心，方位角刻度盘可以自由转动，方位角刻度盘上安装方位角锁定装置和气泡平衡仪。 

所述的两立柱的轴杆中心轴线重合且与方位角刻度盘平行，其中安装有井斜角角度传感器的立柱上端还安装有井斜角微调手轮和井斜角锁定装置。 

所述的俯仰台体安装在井斜角角度传感器与井斜角刻度盘的轴杆上，俯仰台体中心有通孔，探管夹持套筒安装在通孔内，并与俯仰台体中心的通孔同轴心；所述的在探管夹持套筒两端分别安装工具面角刻度盘和工具面角角度传感器，角度传感器处安装微调手轮和工具面角锁定装置，夹持套筒两端设有探管锁定针。 

本发明所述的测斜仪校验台所有零部件均为无磁材料。 

本发明还提供一种使用上述的三轴无磁测斜仪校验台校验时自动读数的方法，包括以下步骤： 

⑴、校验前，调整校验台整体水平并对方位角刻度盘、井斜角刻度盘和工具面角刻度盘进行精密调整； 

⑵、安装好探管和摄像头，根据微型摄像头的焦距调节其到差分尺及刻度盘的位置，安装好无线传输设备或连接各信号传输线路；启动计算机中的图片解析识别软件，设置摄像头为连续拍照模式，每两次拍摄时间间隔相等为0.1～1秒； 

⑶、摄像头分别对各刻度盘及相应的差分尺进行拍摄，照片数据信息通过无线或数据线传输给计算机，图像解析软件自动对传输过来的照片信息进行解析，解析结果为校验台刻度盘上的方位角、井斜角和工具面角值；并将结果实时显示在电脑屏幕上； 

⑷、转动探管，将探管处于一个新的姿态，当摄像头照片解析的角度数据和探管测量角度数据稳定后，点击保存按钮，保存拍照解析的角度数据和探管测量的角度数据； 

⑸、重复步骤⑷，转动探管到设定的不同姿态，保存每种姿态下的校验台刻度值及探管所测值，并进行综合对比分析，根据分析结果，对探管测量精度进行修正。