磁通门定向组件中的传感器校正

ericco741@163.com 20240417

磁通门定向组件由加速度计传感器和磁通门传感器组成，其主要应用于mwd中，为石油开采提供便利和准确的数据支持。这可以降低钻井的成本，帮助操作人员更好的监控设备的工作情况。同时，能够准确地测量出井角，方位角和工具面角。本文将主要介绍磁通门定向组件中的传感器的校正，分为安装校正和温度补偿教程两个部分。使得设备可以更加准确的输出数据。

传感器的安装校正

加速度计传感器和磁通门传感器都是探管提供工程参数必不可少的敏感器件。在实际的应用中，加速度计的安装误差是影响系统测量精度的一个重要因素，虽然可以通过补偿的方法对安装误差进行校正，但其补偿精度又主要取决于安装精度本身，而且大多数加速度计传感器和磁通门传感器被封装，这就无法用机械或光学的方法进行坐标系匹配。

磁通门定向组件要做到3个加速度计和3个磁通门三轴正交，一般分为如下步骤：首先用水准仪调整标定架至水平状态，固定标定架；其次将定向探管固定在标定架上，连接定向组件到计算机，打开计算机，执行程序；最后在固定角度将加速度计传感器和磁通门传感器逐个安装调试，直至做到传感器三轴正交，采用方法一用钢螺栓将加速度计传感器和磁通门传感器固定在测点。

经安装校正后的定向探管重新测量，保证井斜角的标准值与探管输出值的最大误差为±0.1°。

传感器的温度补偿校正

加速度计传感器和磁通门传感器作为敏感测量器件，温度与传感器输出信号呈良好的线性变化。

加速度计传感器温度误差产生的原因主要有：

1. 由于温度升高，会使力矩器线圈变大而包围更多的磁通，这将使加速度计传感器的非线性误差增大；

2. 石英挠性加速度计的热不平衡会使支臂产生微小形变，引起信号零位漂移，使零偏值改变；

3. 加速度计封装壳体内部的温度梯度会改变空气粘度，使加速度计的零偏值发生微小改变。

磁通门传感器温度误差产生的原因主要由：

1. 由于温度升高，会使磁芯材料磁通发生微小改变，使磁通门传感器的非线性误差增大；

2. 磁通门传感器内部热补平衡有可能导致外磁和激磁饱和度发生微小改变。

温度补偿是将定向探管放置在不同温度条件下，记录3个加速度计传感器和3个磁通门传感器输出的信号，利用单片机的数据补偿和数据存储能力，将输出信号补偿为常温下输出信号。进而提高定向探管的测量精度。

结论

磁通门定向组件采用高精度的加速度计和磁通门传感器，经过严格的安装校正和温度补偿校正，能够很好的适应井下的恶劣环境，实时传送测量数据。ER-DOS-03是一款动态测量的磁通门传感器，可以在150℃的环境下工作。

通过实验数据也可以说明情况，表1展示了各钻孔铀矿层厚度及放射性数值表。经过对勘探区6个钻孔测井资料确定的砂岩型铀矿床的厚度与放射性含量的研究，划分出以勘探区中东部D4、D2和D3号钻孔为中心为铀矿富集区。因此，我们认为利用现有测井资料对含煤地层砂岩型铀矿进行综合分析不但速度较快，而且大大降低了铀矿的勘探成本，能节省大量的人力、物力和财力。还将进一步拓宽测井资料的应用领域，提高测井工作的经济效益和社会效益。图1和2分别展示了各钻孔铀矿层厚度和放射性的等值线图。