井斜仪

释义

井斜仪（测斜仪）（inclinometer；clinometer ，gradiograph）早期常用的井斜仪主要采由机械摆锤式倾角测量系统和磁罗盘方位测量系统两部分构成。倾角测量系统的摆锤带动一个弧形电位器的滑臂。当仪器随钻孔轴线倾斜时，重力作用于摆锤带动电位器滑臂取得与倾角成比例的电位信号，测量此电位差便得知倾角的大小。方位测量系统是由一环形电位器和一个磁针组成。磁针是用来指向地球磁北，测量时还充当环形电位器的滑动臂。测量方位前，磁针是跟随地磁场自由转动，要测量时通过锁紧装置把磁针与环形电位器接触（滑动臂）上，输出的电位差与方位角成比例。这种仪器在钻孔内一般只能点测，也只能用于非磁性地层的钻孔中。在有磁性的地层钻孔中、钻杆中、钢套管孔内，就要使用不依赖地磁场确定方位的测量方法，比如用陀螺仪来确定方位。安装在三自由度平衡框架里高速旋转的转子就构成了一种陀螺系统，它具有定向特性。在地面对准一个方向启动陀螺，它就一直保持在这个方向上，如同前面提到的磁针一直保持在地磁北向一样，陀螺保持的方向要事先用其它方法来确定，称作起始方位。仪器测量的钻孔方位是相对起始方位来说的，即相对陀螺启动时的方向所转过的角度。过去的陀螺测斜仪全是采用这种框架式机械陀螺元件来相对测量方位。历史上曾经出现过另外一些井斜仪，如腐蚀法井斜仪、照相法井斜仪、磁浮球井斜仪，其原理都较为简单。基本上都是利用重力和地磁场力对机械装置的直接作用，再用各种特殊的方法记录机械装置的状态位置来指示钻孔倾角和方位角。现代最新的井斜仪全都采用测量部分无活动部件的结构方式。由于无活动部件，仪器抗震性、可靠性、灵敏度、精度等各项性能指标都有很大的提高。按测量确定方位的方法不同，还应该分为地磁北方位测斜仪和地极北方位测斜仪两大类。它们测量倾角的方法差不多，都是用重力加速度计来实现。前者是用磁敏传感器测出地磁场的水平分量及与仪器座标的关系来计算钻孔方位角。后者是用高灵敏度陀螺元件测出地球自转角速度矢量的水平分量及与仪器座标的关系，然后计算钻孔方位。井斜仪是最古老的地质仪器种类之一，发展到现在出现了许多特殊用途的仪器。比如可用于岩土工程施工、土建工程、地质灾害监测等行业的位移测斜仪，水平孔测斜仪，用于地质、煤层气、石油勘探等行业定向钻进的随钻测斜仪等等。按使用方法不同可分为有线测量井斜仪，无线遥控测量井斜仪，定时测量井斜仪等等。2100433B