-
GYRO-89
型陀螺连续测井仪操作手册<
/p>
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：
- 1 -
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：
Φ
< br>89mm
；长度：
3100mm
；
（
9
）
适
应电缆：
Φ
8mm
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
- 2 -
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
- 3 -
如图
< br>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
”
< br>、
“
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
”<
/p>
，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：
< br>
6.
< br>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＋
- 4
-
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”
。
- 5 -
图
6 <
/p>
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“
”
，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”
< br>，并点击“发送命令”
。如图
9
所示。
- 6 -
图
9
点击
[
硬件
]->[
硬件参数
]
菜单，弹出“硬件相关”对话框
< br>,
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<
/p>
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”<
/p>
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。
- 7 -
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，
< br>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
- 8 -
<
/p>
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”<
/p>
- 9 -
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
- 10 -
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
< br>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
- 11 -
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
- 12 -
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；
<
/p>
Gy:Y
轴加速度计输出采样值；
Gz:
Z
轴加速度计输出采样值；
Temp
I:
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。
- 13
-
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
-
14 -
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
- 15 -
(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，<
/p>
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
- 16 -
采集粒度、点测间隔和深度增量误差；如图
< br>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
-
17 -
(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。<
/p>
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<
/p>
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
< br>- 18 -
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
- 19 -
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
< br>之
间且绞车停止，程序会自动采集。如图
36
所示。
图
36
- 20 -
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
- 21 -
图
38
(12)
完成测井施工
上述过程结束以后，<
/p>
在
“陀螺命令”
窗口，
< br>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
- 22 -
“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。
- 23 -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇：对不起,请多担待!
下一篇：用四元数法的捷联惯性导航姿态解算程序