陀螺測斜儀使用中的幾點實用技術和經驗

葛士友

（安徽省煤田地質局第三勘探隊物探測井中心，安徽 宿州 234000）

一、陀螺儀的結構特征

最基礎的陀螺儀的結構：基礎的陀螺儀是一種機械裝置，其主要部分是一個對旋轉軸以極高角速度旋轉的轉子，轉子裝在一支架內。陀螺儀最主要的基本特性是它的穩定性和進動性。

二、儀器的檢查及校正

（一）檢查微動同步器接線是否正確

將儀器傾斜一個約5 度的角，測出X、Y 傳感器的計數，畫在坐標紙上，得其合成方向。之后，將儀器向順時針轉90度的方向，仍傾斜一個約5度的角，再測出X、Y 值，并畫在坐標紙上。其合成方向若也為順時針轉90 度，則證明微動同步器的接線是正確的。否則，調換同步器輸出的兩根接線，使其與旋轉方向一致。例如：第一次測得X +85.7 Y+212.2。第二次測得X+211.3 Y-84.5

（二）井下儀零位和輸出精度的檢查及校正。進行這項工作時，最好有一臺量程為20V，能分辨1mv 的5 位數字電壓表。如果沒有，則只好用地面儀的角分表進行調整。

（三）井下儀調零。井下儀零位是由于儀器鉛垂時，傳感器定轉子沒有嚴格的對稱以及放大器、相敏整流導電路的零位所產生的。先將儀器機心從外套筒中抽出，退出經向安裝的三個固定螺釘，卸下定心腳，并旋下接頭螺帽，撥脫電氣部分之后，再將固連一體的測角傳感器與定向陀螺儀置于小校驗臺上。用連接線與電氣部分相連接，送入電源（定向陀螺儀部分也可先不通電），再分別對兩個擺進行調零；用螺刀粗調擺軸，用擺錘外的調節螺釘進行微調，使得X、Y 傳感器的零位均小于8mv,約相當于0.5 角分。

（四）井下儀頂角測量精度。按15 毫伏/角分，折合成電壓值，其線性誤差為：1.在0°--3°20′范圍內，每隔10′進行檢查，其微動同步輸出的電壓值偏離理想值≯45 毫伏（相當于3′）。2.在3°20′--6°范圍內，每隔10′進行檢查，輸出值≯理想值的1.5%。

調整方法：從校驗臺支架組件的旋轉軸到百分表軸的垂直距離為100毫米，旋動校驗臺上的螺桿，使支架組件繞旋轉軸轉動10′，即每轉動10′，百分表上的讀數增加0.29 毫米，X、Y 傳感器輸出通過數字電壓表顯示的電壓值應為150/10 角分。或由百分表讀數對應的角分應與地面儀表讀數一致。如果超出前面提出的線性誤差（各角度相對應的輸出電壓允許值），則需分別調整放大線路板中的電位器。調好后，用萬能膠固定電位器。

（五）方位測量精度。使校驗臺傾斜6°，測得X、Y 的分量值，其合成為一方位，畫在坐標紙上，使方位轉動某一角度（以筒體上的紅刻線為參考點，看刻度盤相對于刻線轉過的角度），再測X、Y 值，并合成方位值，也畫在坐標紙上，把坐標紙上的兩方位差值與方位實際轉過的度數相比較，要求方位誤差≯6°。

三、靜漂檢查及調整

在校驗臺上，進行靜漂試驗。將儀器傾斜2°左右，在圓周的相間90°的四個方位上，要求靜漂≯10°/小時（利用工藝刻度盤進行觀察）。如果靜止漂移過大，則用旋動陀螺房上的銅配重螺母進行調整。

四、連續測量

連測比點測的測量精度大大提高，這是由于：1.連測的采樣點多，誤差小；2.連測采用了自動記錄，打印裝置，免去了人為的讀數誤差；3.連測的下放速度快，縮短測量時間約三分之一左右。因此，我們建議：盡量采用“連續測量”這一新方法。

連續測量的方法，是使地面測量儀表的A/D 雙積分變換器的取樣周期嚴格的和井下的擺錘自由振蕩周期一致。這樣，擺動引起的干擾得以抑制，而測得相當于儀器靜止時的值。

點測時，儀器的測角傳感器線性范圍只要有3°就夠了（因為凍結孔偏斜傾角都不會超過3°）。而在連續測量時，擺在擺動，因此要求儀器的測角傳感器線性范圍達6°左右（當然，在測井口方位時，儀器傾斜角也會達6°左右，這就要求儀器在此范圍內達到我們規定的線性度要求），否則，將產生誤差。

由于連續測量大大增加了測點（達每10 米30 個點），因此測量精度大為提高。即使由于擺錘擺動會帶來一些方法誤差，但最終的精度還是比點測要高得多。

地面儀每隔10 米自動把鉆孔的累計偏距的兩個分量Lx、Ly 連同鉆孔深度一起打印出來，也可以手動取樣，隨時打印出任意深度的偏距分量。如同點測一樣，方位由作圖間接得出。

五、使用儀器特別注意的事項

1.下井前，檢查電纜接頭與筒體之間的絕緣電阻，不能小于1 兆歐。2.定心腳處的螺釘，在儀器下井時要全部擰緊，謹防松動，每次都要檢查一遍，不得馬虎。3.取出儀器機心時一定要直接抽出來，不要旋轉，如果把電氣部分與陀螺測角部分對擰可能會導致導線被擰斷。4.儀器在使用時要始終處于鉛垂狀態，提抱時傾角不的大于6度。5.儀器剛停止時，修正電機還沒有把陀螺主軸拉回到垂直位置，上提時，要平穩，使儀器始終處于垂直狀態。6.測井口方位，一端用掛鉤掛在下定心腳上，另一端在管的內壁上，儀器傾角為6 度左右。7.機芯從儀器里抽出時，防止灰塵等雜物進入，哪怕是細微的灰塵也會影響到儀器的轉動。8.拆卸儀器時，不得碰觸碰電環的電刷，如果導電環接觸不良，會引起測斜的誤差過大。9.給電時，要求地面直流電源的聲壓逐漸增大，從零開始一點一點增大，直到最大的額定電壓，這樣可防止陀螺儀器產生較大的振動。10.儀器工作時間超過300 小時后因為機械磨損等原因最好返廠維護保養，以保證測量數據的準確性。

六、結語

陀螺測斜儀是精密儀器，需要工作人員細心呵護，從儀器的檢測、操作到保養維護，必須按照規定的程序做到一絲不茍，操作上合規合理。