GYRO89型陀螺连续测井仪操作手册.docx

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GYRO89型陀螺连续测井仪操作手册

GYRO-89型陀螺连续测井仪操作手册

一：

陀螺仪的相关介绍

1、陀螺仪的应用领域

陀螺仪可在有磁环境下进行井斜角、方位角、工具面角等参数的测量。

尤其在丛式井、老井、开窗定向井的测量中，它是必需的仪器。

2、GYRO-89型陀螺连续测井仪的性能指标

（1）测量范围和精度：

1）倾斜角：

0～90°，误差：

±0.4°；

2）方位角：

0°~360°，误差：

井斜<1°时，数据可信，井斜>1°时，误差±2.5°

（2）测量方式：

1）定点测量和连斜测量

2）点测测量时间≤1.5分钟；

（3）井下仪器供电：

未启动陀螺DC110V-120V/85mA

陀螺启动后DC110V-120V/95mA

（4）测速限定：

陀螺启动时：

小于1800米/小时

陀螺未启动：

小于2500米/小时

（5）井下仪器耐温：

175℃

（6）地面主机工作温°：

-20℃~70℃

（7）井下仪器工作压力：

100MPa

（8）井下仪器尺寸：

外径：

Φ89mm；长度：

3100mm；

（9）适应电缆：

Φ8mm铠装单芯电缆，长度小于7000m，适应电缆阻值≦200欧姆。

二：

GYRO-89型陀螺连续测井仪的配接步骤

（一）地面配接步骤（主要用于刻度和仪器调试）

图1：

地面仪器的前面板

如图一所示，用四联跳线把井下仪器和地面仪器连接好。

图2：

地面仪器的后面板

如图2所示，把图中打框的“交流输入”、“USB”、“CH1”、“CH2”分别连接完毕。

其中，“交流输入”为220V民用交流电；“USB”为用USB线分别连接地面仪器和计算机；“CH1”、“CH2”分别连接地面仪器于示波器的“CH1”、“CH2”通道。

（二）实际测井配接步骤

图3：

地面仪器的前面板

如图3所示，用四联跳线把井下仪器和地面仪器连接好。

图4：

地面仪器的后面板

如图4所示，在实际测井过程中，对比地面配接仪器，只增加了“缆芯”和“井口信号”，其中，前面板的缆芯插孔：

“1”、“2”、“3”、“4”，对应后面板缆芯输入航插1、2、3、4。

由于陀螺仪为单芯仪器，所以只用了五芯电缆的其中一根，因而，把缆芯线伸出的两根线（一根为缆芯“1”，另一根为“地线”）分别接到测井车的电缆上。

挂接深度系统时，需要配接“井口信号”线，后面板的“井口信号”是一个14芯的航空插座，每一根的定义为：

6.编码器＋5V电源（接绞车面板时不用，只有直接接编码器时用）

7.编码器A相脉冲——接绞车面板输出深度A相

8.编码器B相脉冲——接绞车面板输出深度B相

9.张力电源+12V（接绞车面板时不用，只有直接接张力计时用）

10.张力TEN+——接绞车面板输出张力＋

11.张力TEN－——接绞车面板输出张力＋

12.磁记号MMD+——接绞车后箱磁记号器

13.磁记号MMD－——接绞车后箱磁记号器

14.公共地

挂接深度系统的时候，“7”芯、“8”芯即可。

只需找到“井口信号线”上的“7”芯、“8”芯即可（连线的头部有颜色与编号的对应标示）。

这样实际测井的配接完毕。

三：

GYRO-89型陀螺连续测井仪的通讯设置步骤

（1）启动计算机，启动Unilog2000软件

（2）软件的界面如图5所示

图5：

Unilog2000软件界面

（3）下载硬件电路，配置地面系统

当井下仪、地面系统和计算机都配置连接好以后，打开地面系统的“总电源”开关，此时程序左下角显示“厂家标示不对，可能是固件未下载”。

图6

如图6所示，点击“硬件”，选择“电路选择并初始化”。

弹出图7所示窗口。

选择“89.FMW”，单击“打开”。

配置地面系统。

图7

此时会弹出下载进度条，如图8所示。

图8

（4）调整井下仪和地面系统的通讯

点击程序中“陀螺命令”窗口中的“命令类型”下拉菜单，选择“上传数据”，并点击“发送命令”。

如图9所示。

图9

点击[硬件]->[硬件参数]菜单，弹出“硬件相关”对话框,如图10所示：

图10

选择与陀螺仪接入Unilog2000便携式数控仪相匹配的通道。

选中“增益”复选框，点击“设定”，然后给井下仪供电，89陀螺直流供电115V，正常通讯条件下电流为85MA左右。

此时在图10的“曼码通道数据”中将出现不断变化的曼码数据，如果没有出现曼码通道数据，或者“解包”与“同步”窗口的数据包不一致，甚至出现错包，则应该检查“入口信号”是否接对，或者“正门槛”和“负门槛”的值与增益的大小是否匹配。

配置妥当以后点击“设定”，此时，曼码通道数据应如图11所示。

图11

图中A55A、1234、0008或0018（陀螺启动时），都是陀螺仪正常通信的状态字。

状态字如图所示就表示仪器的硬件通道已经调好，反之则说明解码错误，需要继续调节硬件参数。

（备注：

“曼码通道数据中第二行，倒数第一个为陀螺传感器状态字。

0004或0014表示：

通讯正常，但是陀螺没有启动;0008或0018表示：

通讯正常，陀螺启动。

如果出现其他数字，则说明通讯异常。

）

如果通讯异常，则应该调节地面仪器前面板的“下发衰减”旋钮，直至示波器上显示的波形为如图12所示：

图12

观察示波器的上的波形，如图九所示，其中数据曼码波形的幅值应为5V-6V之间，正负门槛的设置应为数据曼码波形幅值的2/3；命令曼码波形的幅值应为10V-15V左右。

如果示波器上面显示的波形如图12所示，并且软件上曼码通道数据如图11所示，则说明陀螺仪已经建立了良好通讯。

四：

GYRO-89型陀螺连续测井仪测井操作步骤

（一）、GYRO-89型陀螺连续测井仪点测模式操作步骤

在仪器连接完毕并保证通讯良好的情况下，就可以进行仪器点测操作了。

此时应该关闭仪器供电，将地面系统上的“恒压调节”缓慢调节到0V。

（注意不要关闭地面系统的“总电源”）。

（1）填写施工信息

点击“施工信息”，注意填写施工地点的纬度，并正确填写仪器编号等仪器信息。

如图13所示：

图13

（2）设定陀螺仪的深度系统

在设置仪器深度系统之前应该保证绞车滚筒的马丁信号正确的接入到仪器的地面系统之中。

所需马丁信号为：

马丁A相和马丁B相。

两根线通过地面系统后面板上的“井口信号”航空插座接入到系统中。

点中“数据采集选项中”的“精细”复选框，接着点击“设置”按钮，弹出如图14所示窗口，

图14

“粒度”表示陀螺传感器在圆周上所采集的点数。

例如：

粒度为2时，陀螺传感器分别在“0度”，“180度”采集两个点；粒度为4时，陀螺传感器分别在“0度”，“90度”，“180度”，“270度”采集四个点。

“深度间隔”表示在“点测”模式下，相邻两点的深度间隔。

“深度误差小于”表示绞车停止在采集深度时所允许的误差值。

例如：

点测深度应为2789米，采用上测方式，只要绞车停止在2749.5米和2789.5米深度范围以内，陀螺仪就会自动采集。

点击“确定”。

下面配置仪器的深度参数。

图15

如图15所示，点击“滑轮参数及张力”，弹出如图15所示窗口

图16

根据缆车的参数设定陀螺仪的深度参数，点击“确定”保存。

此时应该检查电缆的起降方向是否与仪器显示的深度系统一致，若不一致，点击图16中的“深度反向”复选框，对调仪器显示的深度方向。

（3）设置服务文件属性

在测井施工信息和仪器深度系统配置完之后，点击[服务表]->[加载服务表]菜单，弹出“选择服务表”对话框，如图18所示：

图17

图18

加载“89点测模式服务表”，如图18所示。

选中陀螺服务文件，点击打开按钮，出现如图19所示窗口，在该窗口中，设定驱动曲线的方式。

图19

点击“确定”，系统会默认把服务文件保存下程序根目录的data文件夹中，方便下次调用。

如图20所示。

图20

图21

选定保存服务文件路径之后，出现如图21所示的窗口，该窗口可以设定驱动曲线的起止时间，通常情况下应该把时间设定得长一些，以20000秒至60000为宜。

点击“确定”，出现服务曲线窗口，如图22所示。

图22

曲线定义：

Ix:

陀螺传感器X轴输出采样值；Iy:

陀螺传感器Y轴输出采样值；

VCable：

仪器电缆头电压值；Gx:

X轴加速度计输出采样值；

Gy:

Y轴加速度计输出采样值；Gz:

Z轴加速度计输出采样值；

TempI:

仪器线路主板温度值；TempG:

仪器陀螺传感器温度值；

DAZ:

方位角；DEV:

井斜角。

点击“启动服务”，如图23所示。

图23

（4）仪器下井过程

上述设置完成以后，将服务表暂停。

将仪器关电下井，直至井底或预定深度。

此时要进行井口对零如图24所示。

并控制电缆下放的速度为2500米每小时。

仪器下井时，程序不得关闭。

图24

（5）仪器启动陀螺过程

当预计仪器末端要到达井底时，绞车停车。

给仪器供电，将供电电压缓慢调节至115V，观察程序中仪器信息窗口显示的仪器参数是否正确。

应注意缆头电压电压，仪器状态是否正确，并选中“系数”复选框，如图25所示。

.

图25

将滤波因子由20阶改为0阶，如图26所示。

图26

在陀螺命令窗口发送启动陀螺命令。

如图27所示。

图27

如图28所示，传感器启动几十秒钟以后，陀螺传感器输出就稳定下来，在曲线上表现为X轴、Y轴曲线变得平缓无抖动。

如图29所示。

同时，启动陀螺以后，仪器状态字由“4”变成“8”，电流也会由85mA左右升高到95mA左右。

图28

图29

（6）启动陀螺以后，通电下井，并检测实际遇阻情况

陀螺启动以后可以继续下井，为避免仪器到底时于井底产生的冲击过大，应严格控制电缆的起降速度为1800米每小时。

用陀螺曲线的稳定与否来判断仪器是否到底。

当下放电缆时，仪器会产生晃动，导致陀螺传感器输出曲线变化，但是，当仪器到井底以后，仪器就静止了，曲线将会再次稳定。

此时，电缆会松弛下来，为保证深度精确，可将电缆上提，当曲线再次出现变化时，立即停车，此时仪器的末端恰好与井底接触，对应的深度也已经被校正，如图30所示。

图30

（7）设置采集参数

在数据采集选项中，勾选“精细”复选框，点击“设置”，设置采集粒度、点测间隔和深度增量误差；如图31所示。

设置好以后，点击确定。

图31

（8）选择系数文件

每一支陀螺仪都有自己的刻度系数，在采集之前应该选择其对应的系数。

在系数文件窗口，点击“加载系数”弹出如图32所示的窗口，选择系数文件，例如图32中，090911表示当前仪器的编号，2009-09-10表示这支仪器的刻度时间。

选中后，点击“打开”。

图32

（9）测量井底位置的井斜、方位角

在确认深度无误以后，首先点击“复位”，然后，在陀螺传感器两轴曲线稳定以后，点击“确认误差”，最后点击“采集”。

程序提示当前深度的采集过程开始。

如图33所示。

.图图33

采集开始以后，首先，电机要复位。

表现为“电机转角”先增大，后由减小到0，完成复位过程。

然后，当电机转角为0°时，采集一段时间的数据，接着电机转到180°再次采集一段时间的数据，已完成粒度为2的采集过程。

最后，电机再一次复位，表现为，电机转角从180°减小到0°，同时，程序提示该次采集过程完成。

在程序右上方工具栏空白处，单击鼠标右键，显示出如图34所示窗口，选择陀螺数据表，弹出如图35的窗口，点击“坐标系”、“计算角”两个复选框。

图34

图35

窗口中各个按钮的功能如上图所示，其中，每一个计算点，程序都设定了组号。

以上图为例，在深度为1499.91时，该点的组号为4，包括传感器自转0°时和传感器自转180°时的采集点，最终计算点的方位角和井斜角都是由两个采集点经加权回归算法计算得来的，并把最终结果显示在两个采集点的下一行。

完成该深度点的测量。

（10）设定自动采集模式

上述过程是井底深度点的测量过程，测量结束以后，绞车由静止开始上提，速度严格控制在1800米每小时。

下面介绍自动采集模式的设置，以点测25米间隔为例，如果井底深度为1499.91米，则下一个测量点应为1475米。

深度间隔和深度增量误差的含义和设定方法前面已经解释过，现不再冗述。

点击“按照深度自动采集”复选框，之后点击“采集”按钮，就开始了自动采集模式。

以上图为例，深度1499.91这一个井底点采集之后，应该采集1475米的点，采用自动采集模式后，当深度在1474.5到1475.5之间且绞车停止，程序会自动采集。

如图36所示。

图36

采集完成以后，在陀螺仪数据表中显示该点的测量结果。

此时，绞车再次上提25米。

停车以后，程序开始自动采集。

已上图为例，绞车上提到1450米时停车，程序自动开始深度为1450米的采集过程。

如此反复，完成所有井段的测量。

在自动模式下，只需绞车司机控制采集的位置即可，仪器操作人员只负责监控仪器，直至测量至井口。

（11）保存测井文件

当测井结束以后要保存测井结果，保存的格式为txt文本格式，如图37、图38所示。

图37

图38

（12）完成测井施工

上述过程结束以后，在“陀螺命令”窗口，发送关闭陀螺的命令。

如图39所示。

命令发送后，陀螺状态字由“8”变成“4”，等待10秒钟以后，将井下仪器的供电电压逐渐减小到零。

绞车上提的速度为2500米每小时。

仪器起止井口之后，搬运时要求井口工及地面工，轻拿轻放，严格禁止撞击，同时注意施工人员安全。

图39

（13）生成“三图一表”

陀螺仪可以对测井数据进一步处理为“三图一表”的形式。

点击“服务表”弹出如图40所示窗口。

图40

点击“陀螺数据分析”选择保存的测井结果文件，如图41所示，

图41

点击打开，弹出“成功生成分析文件”的提示。

点击“项目”中的“三图一表”如图42所示。

图42

弹出“三图一表”设置窗口。

如图43所示。

图43

通过设置“三图一表”格式，可以得到如下图所示的四个测井文件，如图44、图45、图46和图47所示。

图44数据表文件

图45井斜、方位三维立体图

图46井斜、方位俯视图

图47井斜、方位侧视图

（二）、GYRO-89型陀螺连续测井仪连斜模式操作步骤

在仪器连接完毕并保证通讯良好的情况下，就可以进行仪器点测操作了。

此时应该关闭仪器供电，将地面系统上的“恒压调节”缓慢调节到0V。

（注意不要关闭地面系统的“总电源”）。

（1）填写施工信息

点击“施工信息”，注意填写施工地点的纬度，并正确填写仪器编号等仪器信息,如图48所示：

图48

（2）设定陀螺仪的深度系统

89陀螺在连斜模式下，最重要的就是要准确的确定深度，同时用深度来驱动服务曲线。

在设置仪器深度系统之前应该保证绞车滚筒的马丁信号正确的接入到仪器的地面系统之中。

所需马丁信号为：

马丁A相和、马丁B相。

两根线通过地面系统后面板上的“井口信号”航空插座接入到系统中。

点中“数据采集选项中”的“精细”复选框，接着点击“设置”按钮，弹出如图49所示窗口，

图49

“粒度”表示陀螺传感器在圆周上所采集的点数。

例如：

粒度为2时，陀螺传感器分别在“0度”，“180度”采集两个点；粒度为4时，陀螺传感器分别在“0度”，“90度”，“180度”，“270度”采集四个点。

“深度间隔”表示在“点测”模式下，相邻两点的深度间隔。

“深度误差小于”表示绞车停止在采集深度时所允许的误差值。

设定完毕后点击“确定”。

下面配置仪器的深度参数。

图50

如图50所示，点击“滑轮参数及张力”，弹出如图51所示窗口

图51

根据缆车的参数设定陀螺仪的深度参数，点击“确定”保存。

此时应该检查电缆的起降方向是否与仪器显示的深度系统一致，若不一致，点击图51中的“深度反向”复选框，对调仪器显示的深度方向。

（3）设置服务文件属性

在测井施工信息和仪器深度系统配置完成之后，点击[服务表]->[加载服务表]菜单，弹出“选择服务表”对话框，如图53所示：

图52

图53

加载“89连斜模式服务表”。

如图53所示。

选中陀螺服务文件，点击打开按钮。

出现如图54所示窗口，在该窗口中设定驱动曲线的方式，在连斜模式下，用户应该选择按深度驱动，如图54所示。

图54

点击“确定”，系统会默认把服务文件保存下程序根目录的data文件夹中，方便下次回放曲线时调用。

如图55所示。

图55

图56

选定保存服务文件路径之后，出现如图56所示的窗口，该窗口可以设定测井的方向，选择上测或者是下测。

连斜测井时先采用下测模式，如图56所示。

在“范围”中输入深度范围，该范围一定要超过所测井的井深，以保证深度曲线的完整。

点击“确定”，出现服务曲线窗口，如图57所示。

图57

（4）仪器下测过程

绞车上提至井口进行深度对零，启动仪器，开始下测。

具体操作为，先将地面系统上的“恒压调节”将仪器供电缓慢增加至115V。

并检查仪器通讯是否正常，并选中“系数”复选框，如图58所示。

图58

（5）通电正常后，启动陀螺

绞车应处于静止状态，检查仪器通讯正常，“缆头电压”、“温度”等显示工作正常。

在陀螺命令窗口发送启动陀螺命令，如图59所示。

图59

传感器启动几秒钟以后，陀螺传感器输出就稳定下来，表现为：

“陀螺传感器监控”中的陀螺曲线稳定。

如图60所示。

同时，启动陀螺以后，仪器状态字由“4”变成“8”，电流也会由85mA左右升高到95mA左右，如图61所示。

图60

图61

（6）设置连斜采集方式

当陀螺启动以后，要设置连斜模式参数，在程序“数据采集”窗口，勾选“连斜”、“精细”复选框。

如图62所示。

图62

在程序“跟踪结果”窗口，如图63所示，点击“参照设置”，弹出如图64所示窗口。

图63

图64

按上图设置“自动搜索依据”为“10米转角大于0.8度”点击确定。

在“跟踪结果”点击“补点”，按键会自动变换为“搜点”，这样在下测的曲线中，程序会自动记录约束点的位置，如图65所示。

图65

（7）选择系数文件

每一支陀螺仪都有自己的刻度系数，在采集之前应该选择其对应的系数。

在系数文件窗口，点击“加载系数”弹出如图66所示的窗口，选择系数文件，例如图66中，090911表示当前仪器的编号，2009-09-10表示这支仪器的刻度时间。

选中后，点击“打开”。

图66

（8）开始下测

点击“启动服务”，如图67所示。

如图67

此时，绞车由静止开始下放，开始下测。

为避免仪器到底时于井底产生的冲击过大，应严格控制电缆的下放速度为1000米每小时。

程序下测时的曲线如图68所示。

图68

（9）下测曲线的保存

仪器持续下井直到仪器到预定深度。

仪器到井底之后，点击程序中的“计算”按钮，如图69所示。

图69

点击之后，会弹出“本次计算完毕”的提示窗，如图70所示。

此时就可以保存数据了。

图70

点击工具栏的“服务表”按钮，弹出如图71所示窗口，点击“文件写盘”，此时测井曲线已经到存在硬盘上；接着，点击“保存服务”关闭当前的服务表。

图71

（10）设置上测约束点的选项

在保存下测的曲线文件以后，根据连斜的测井流程，开始补充点测约束点的操作。

首先，建立一个上测服务文件，并启动服务。

在如图72的窗口中选择“上测”，建立好的服务曲线如图73所示。

图72

图73

然后，设置约束点采集模式。

在“跟踪结果”点击“搜点”，按键会自动变回为“补点”如图74所示。

图74

在数据采集选项中，勾选“校正模式”复选框，如图75所示。

图75

（11）测量井底位置的井斜、方位角

在确认深度无误以后，点击“复位”，然后，在陀螺传感器两轴曲线稳定以后（可在陀螺传感器监控窗口观测），点击“确认误差”，最后点击“采集”，程序提示当前深度的采集过程开始，如图76所示。

.

图76

采集开始以后，首先，电机要复位。

表现为“电机转角”先增大，后由减小到0，完成复位过程。

然后，当电机转角为0°时，采集一段时间的数据，接着电机转到180°再次采集一段时间的数据，已完成粒度为2的采集过程。

最后，电机再一次复位，表现为，电机转角从180°减小到0°，同时，程序提示该次采集过程完成。

在程序右上方工具栏空白处，单击鼠标右键，显示出如图77所示窗口，选择陀螺数据表，弹出如图78的窗口，点击“坐标系”、“计算角”两个复选框。

图77

图78

窗口中各个按钮的功能如上图所示，其中，每一个计算点，程序都设定了组号。

以上图为例，在深度为1499.91时，该点的组号为4，包括传感器自转0°时和传感器自转180°时的采集点，最终计算点的方位角和井斜角都是由两个采集点经加权回归算法计算得来的，并把最终结果显示在两个采集点的下一行。

完成井底点的测量。

（12）上测测量约束点的井斜、方位角

井底位置采集结束后，绞车由静止开始上提，上提速度保持在1800米每小时，在数据采集选项中点击设置，如图79所示。

图79

弹出如图80所示窗口，窗口中，记录所有约束点的位置。

当绞车上提的过程中，在快要到每个约束点之前，程序会给出提示，提示在下一个约束点深度的位置。

当仪器上提至该约束点位置时，绞车停车。

点击“采集”，与点测相同。

直至上测完所有的约束点。

图80

（13）保存上测测井文件（另一种方法参看点测模式的11和13）

在点测所有约束点之后，点击程序中的“计算”按钮，如图81所示。

图81

点击之后，会弹出“本次计算完毕”的提示窗，如图82所示。

此时就可以保存数据了。

图82

点击工具栏的“服务表”按钮，弹出如图83所示窗口，点击“文件写盘”，此时测井曲线已经到存在硬盘上；接着，点击“保存服务”关闭当前的服务表。

图83

（14）完成测井施工

上述过程结束以后，在“陀螺命令”窗口，发送关闭陀螺的命令。

命令发送后，陀螺状态字由“8”变成“4”，等待10秒钟以后，将井下仪器的供电电压逐渐减小到零。

绞车上提的速度为2500米每小时。

仪器起止井口之后，搬运时要求井口工及地面工，轻拿轻放，严格禁止撞击，同时注意施工人员安全。

（15）生成“三图一表”

在上测测井文件保存之后，点击工具栏中的“项目”，如图84所示，弹出三图一表窗口，如图85所示。

图84

图85

通过设置“三图一表”格式，我们可以得到如下图所示的四个测井文件，如图86、图87、图88和图89所示。

图86数据表文件

图87井斜、方位三维立体图

图88井斜、方位俯视图

图89井斜、方位侧视图

五：

GYRO-89型陀螺连续测井仪使用须知

陀螺测斜仪属于娇贵、精密的测量仪器，使用中的任何操作失误都可能造成陀螺测斜的永久性损坏。

仪器操应经过专门的培训，方可上岗操作。

为了保证陀螺测斜仪应有的测量精度和性能，使用前请认真阅读本手册。

使用中请您务必注意做到以下几点：

●运输时陀螺一定要做适当保护；

●任何时候移动陀螺都要轻拿轻放，不可以有刚性碰撞；

●装配陀螺时应斜使用相应有摩擦管钳，卡紧位置应在螺纹外端，避免用管钳上扣；

●装配陀螺测斜仪，上扣需用摩擦管钳，手感受上紧即可，不可用脚踩摩擦管钳手柄上扣，并注意上扣过程中，装有陀螺仪的承压外壳不可有跳动，碰撞；

●使用电缆绞车起、下仪器时，每次电缆从静止到运动、或相反，必须缓慢加速或缓慢差事，加速度应小于5cm/s2；

●陀螺仪在工作状态下必须静止姿态，禁止晃动陀螺测斜仪探管；

●控制测量温度，不要超过规定范围，否则会降低陀螺仪寿命，甚至导致测量失败；

●每次开机启动陀螺测斜仪之前，保证仪器处于静止状态。

陀螺测斜仪运行中的任何大幅度摆动（