BHA轴向磁干扰对方位测量误差的影响——基于人工磁场模拟方法

发布时间：2024-03-01 01:38

　　井下钻具组合(BHA)磁化形成的轴向磁场干扰是定向组件磁方位测量的一个重要的误差因素。为了对该误差因素进行独立分析,建立了大型三轴亥姆霍兹线圈人工磁场系统作为研究环境,使用不同磁通量的多个磁化组件作为干扰源研究在理想环境中轴向干扰磁场对定向组件的影响,并在此基础上提出了一种估算磁化组件磁极强度和校正轴向干扰的方法,通过改变空间姿态和三轴亥姆霍兹线圈磁场强度,分析了在不同井斜角、方位角和磁倾角的井眼轨迹中,轴向磁干扰对定向组件方位测量误差的影响,最后证明了校正磁性组件的轴向干扰方法,可以有效地提升BHA定向组件的方位测量精度。

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【部分图文】：

图1亥姆霍兹线圈人工磁场模拟实验

亥姆霍兹线圈是一种载流导体线圈。通过调节其直流电流,可以控制线圈中心区域轴向的矢量磁场强度。实验为了达到抵消环境磁场的目的,在已知磁场环境中,使用3组亥姆霍兹线圈控制和抵消三维空间中的矢量磁场。在图1中,使用3种颜色示意空间中的3组亥姆霍兹线圈。根据右手螺旋定则,线圈中的直流电流....

图2钻具磁化干扰对定向组件的影响

在运输或者施工中,BHA在地球磁场或者地壳磁性物质的磁场中运动和切割磁场线,导致其磁性材料被逐渐磁化(图2)。由于钻柱是细长的圆柱体,其形成的磁场线平行于BHA的轴线。钻柱中加入的无磁钻铤减小了BHA磁化对定向组件的影响。在定向组件的测量点,BHA磁化产生的干扰磁场可以看作是无磁....

图3磁性组件对定向组件测量干扰

在定向组件位置观察到的叠加磁场可以看作是单个干扰源对其影响。因此,笔者使用钕铁硼材质的磁性组件放置在校准架尾部,通过调整固定,保证磁性组件的磁场线平行于轴线。图3中,定向组件磁场测量轴矢量Bx、By和Bz在空间中两两垂直。在任何空间姿态下,磁性组件的轴向干扰磁场Bc平行于定向组件....

图4定向组件在多个干扰组件下的测量数据

通过多个磁性组件的组合可以有效地验证磁性组件的磁极强度和定向组件Bz测量误差的关系。图4表示了在“0”磁场环境下,不同磁极在定向组件测量位置的影响。通过增加磁性组件的数量,Bz的测量值和磁性组件的数量呈线性关系,而Bx和By的变化在磁场误差范围之内。假设未知磁极强度,也可以用2.....

本文编号：3915240