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為什么MEMS定向短節(jié)抗磁干擾優(yōu)于磁通門定向短節(jié)?

杜怡萱 ? 來源:jf_98153985 ? 作者:jf_98153985 ? 2025-07-10 14:42 ? 次閱讀
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一、磁通門傳感器的核心缺陷:磁敏感性的局限
磁通門傳感器作為磁性定向短節(jié)的核心,其工作原理完全依賴地磁場。這導(dǎo)致其在井下復(fù)雜環(huán)境中存在不可克服的技術(shù)缺陷,主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
1.磁干擾下數(shù)據(jù)失真
當磁通門傳感器處于套管、油管、鉆桿等由鐵磁性材料構(gòu)成的井段時,這些材料會嚴重畸變周圍的地磁場分布。由于無法區(qū)分真實地磁場與畸變磁場,導(dǎo)致方位角測量結(jié)果失真甚至完全錯誤。
在強磁礦區(qū)、鄰井電磁作業(yè)等存在強人工磁場的井段中,外部磁場會影響地磁場信號。磁通門傳感器因缺乏抗磁干擾能力,無法保證測量精度,測量數(shù)據(jù)不可信。
2.小井斜段應(yīng)用盲區(qū)
磁通門定向需要依賴地磁場的水平分量計算方位角。當井斜角較小時(接近垂直井段,一般指<5°情況下),地磁場水平分量急劇減弱至接近零。在此類小井斜角井段,傳統(tǒng)磁通門測斜儀無法輸出有效的方位角。這是由其測量原理決定的固有缺陷,無法通過傳感器優(yōu)化解決。

二、ER-Gyro-19的抗磁干擾優(yōu)勢
ER-Gyro-19作為能夠原位替代磁通門的MEMS定向短節(jié),通過技術(shù)革新與硬件設(shè)計,徹底克服了磁通門定向短節(jié)的局限,主要體現(xiàn)在三個維度:
1. 原理革命:徹底擺脫磁場依賴
采用基于地球自轉(zhuǎn)角速度感應(yīng)的三軸高精度MEMS陀螺儀作為核心傳感器,通過感知地球自轉(zhuǎn)角速度矢量,不依賴任何外部磁場即可自主建立真北方位基準,使ER-Gyro-19完全不受套管、油管、鉆桿等鐵磁材料及強磁礦區(qū)、鄰井電磁場等任何磁干擾影響,從根本上解決磁敏感性問題。
2. 攻克小井斜測量盲區(qū) 在小角度井斜條件下(<5°),可正常輸出方位角與工具面角,方位角輸出精度保持在3°以內(nèi)(該精度不受井斜角減小影響)。
3. 動態(tài)性能與環(huán)境可靠性
采用全固態(tài)MEMS結(jié)構(gòu),內(nèi)置內(nèi)臺體,具備卓越的抗沖擊與抗震動能力。
在大的隨機震動工況(如隨鉆場景)下,通過融合三軸陀螺儀與三軸加速度計數(shù)據(jù),能實時進行方位角、井斜角、工具面角的高精度跟蹤與保持測量。

三、原位替代磁通門定向短節(jié)
ER-Gyro-19采用與磁通門定向短節(jié)兼容的電氣接口機械結(jié)構(gòu),無需修改探管或測井設(shè)備的硬件架構(gòu),安裝簡單,改造成本低。綜合上述優(yōu)勢,ER-Gyro-19顯然比磁通門定向短節(jié)更適用于強磁環(huán)境作業(yè),是替換磁通門,實現(xiàn)無視磁干擾的最優(yōu)方案。

審核編輯 黃宇

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