井下鉆具組合(BHA)磁化形成的軸向磁場(chǎng)干擾是定向組件磁方位測(cè)量的一個(gè)重要的誤差因素。為了對(duì)該誤差因素進(jìn)行獨(dú)立分析,建立了大型三軸亥姆霍茲線圈人工磁場(chǎng)系統(tǒng)作為研究環(huán)境,使用不同磁通量的多個(gè)磁化組件作為干擾源研究在理想環(huán)境中軸向干擾磁場(chǎng)對(duì)定向組件的影響,并在此基礎(chǔ)上提出了一種估算磁化組件磁極強(qiáng)度和校正軸向干擾的方法,通過(guò)改變空間姿態(tài)和三軸亥姆霍茲線圈磁場(chǎng)強(qiáng)度,分析了在不同井斜角、方位角和磁傾角的井眼軌跡中,軸向磁干擾對(duì)定向組件方位測(cè)量誤差的影響,最后證明了校正磁性組件的軸向干擾方法,可以有效地提升BHA定向組件的方位測(cè)量精度。

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【部分圖文】：

圖1亥姆霍茲線圈人工磁場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)

亥姆霍茲線圈是一種載流導(dǎo)體線圈。通過(guò)調(diào)節(jié)其直流電流,可以控制線圈中心區(qū)域軸向的矢量磁場(chǎng)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)為了達(dá)到抵消環(huán)境磁場(chǎng)的目的,在已知磁場(chǎng)環(huán)境中,使用3組亥姆霍茲線圈控制和抵消三維空間中的矢量磁場(chǎng)。在圖1中,使用3種顏色示意空間中的3組亥姆霍茲線圈。根據(jù)右手螺旋定則,線圈中的直流電流....

圖2鉆具磁化干擾對(duì)定向組件的影響

在運(yùn)輸或者施工中,BHA在地球磁場(chǎng)或者地殼磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)和切割磁場(chǎng)線,導(dǎo)致其磁性材料被逐漸磁化(圖2)。由于鉆柱是細(xì)長(zhǎng)的圓柱體,其形成的磁場(chǎng)線平行于BHA的軸線。鉆柱中加入的無(wú)磁鉆鋌減小了BHA磁化對(duì)定向組件的影響。在定向組件的測(cè)量點(diǎn),BHA磁化產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)可以看作是無(wú)磁....

圖3磁性組件對(duì)定向組件測(cè)量干擾

在定向組件位置觀察到的疊加磁場(chǎng)可以看作是單個(gè)干擾源對(duì)其影響。因此,筆者使用釹鐵硼材質(zhì)的磁性組件放置在校準(zhǔn)架尾部,通過(guò)調(diào)整固定,保證磁性組件的磁場(chǎng)線平行于軸線。圖3中,定向組件磁場(chǎng)測(cè)量軸矢量Bx、By和Bz在空間中兩兩垂直。在任何空間姿態(tài)下,磁性組件的軸向干擾磁場(chǎng)Bc平行于定向組件....

圖4定向組件在多個(gè)干擾組件下的測(cè)量數(shù)據(jù)

通過(guò)多個(gè)磁性組件的組合可以有效地驗(yàn)證磁性組件的磁極強(qiáng)度和定向組件Bz測(cè)量誤差的關(guān)系。圖4表示了在“0”磁場(chǎng)環(huán)境下,不同磁極在定向組件測(cè)量位置的影響。通過(guò)增加磁性組件的數(shù)量,Bz的測(cè)量值和磁性組件的數(shù)量呈線性關(guān)系,而Bx和By的變化在磁場(chǎng)誤差范圍之內(nèi)。假設(shè)未知磁極強(qiáng)度,也可以用2.....

本文編號(hào)：3915240