井下鉆具組合(BHA)磁化形成的軸向磁場干擾是定向組件磁方位測量的一個重要的誤差因素。為了對該誤差因素進行獨立分析,建立了大型三軸亥姆霍茲線圈人工磁場系統(tǒng)作為研究環(huán)境,使用不同磁通量的多個磁化組件作為干擾源研究在理想環(huán)境中軸向干擾磁場對定向組件的影響,并在此基礎(chǔ)上提出了一種估算磁化組件磁極強度和校正軸向干擾的方法,通過改變空間姿態(tài)和三軸亥姆霍茲線圈磁場強度,分析了在不同井斜角、方位角和磁傾角的井眼軌跡中,軸向磁干擾對定向組件方位測量誤差的影響,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定向組件的方位測量精度。

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【部分圖文】：

圖1亥姆霍茲線圈人工磁場模擬實驗

亥姆霍茲線圈是一種載流導(dǎo)體線圈。通過調(diào)節(jié)其直流電流,可以控制線圈中心區(qū)域軸向的矢量磁場強度。實驗為了達到抵消環(huán)境磁場的目的,在已知磁場環(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。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鉆具磁化干擾對定向組件的影響

在運輸或者施工中,BHA在地球磁場或者地殼磁性物質(zhì)的磁場中運動和切割磁場線,導(dǎo)致其磁性材料被逐漸磁化(圖2)。由于鉆柱是細長的圓柱體,其形成的磁場線平行于BHA的軸線。鉆柱中加入的無磁鉆鋌減小了BHA磁化對定向組件的影響。在定向組件的測量點,BHA磁化產(chǎn)生的干擾磁場可以看作是無磁....

圖3磁性組件對定向組件測量干擾

在定向組件位置觀察到的疊加磁場可以看作是單個干擾源對其影響。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,通過調(diào)整固定,保證磁性組件的磁場線平行于軸線。圖3中,定向組件磁場測量軸矢量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Bc平行于定向組件....

圖4定向組件在多個干擾組件下的測量數(shù)據(jù)

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

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