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現(xiàn)代光纖陀螺儀是根據(jù)sagnac理論發(fā)展起來的。sagnac理論的要點是：當(dāng)光束在一個環(huán)形的通道中前進時，如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。

也就是說當(dāng)光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動時，在不同的前進方向上，光學(xué)環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀。

光纖陀螺儀的基本光學(xué)器件有光源、耦合器、起偏器，光纖線圈、檢測器等。光纖陀螺組件多為半導(dǎo)體器件，相互之間靠接插連接，并直接焊接在印刷電路板上。光纖陀螺使用在石油儀器上克服了機械式陀螺的幾乎所有缺點，諸如抗振性差、受磁場變化、漂移力矩因素多、工作受環(huán)境溫度影響大等。光纖陀螺是十分適用于陀螺測斜儀的方位傳感器。

光纖陀螺的重要缺點是組成器件造價昂貴，抗高溫能力較差。且為了保證精度，采用越來越多的光纖匝數(shù)，因而導(dǎo)致體積相對較大?？梢酝ㄟ^外加裝高效保溫瓶，使光纖陀螺儀最高工作環(huán)境溫度保證在75°以下，這樣可以基本滿足4000米以內(nèi)井深的測量需求。對應(yīng)于油井井徑限制，通過改變光纖纏繞方式，可以使其直徑得到有效縮小，滿足放置在鉆桿中的要求。

光纖陀螺測斜儀是利用慣性導(dǎo)航技術(shù)來進行鉆孔測量，它利用了慣性導(dǎo)航裝置自主性強、導(dǎo)航精度高、可靠性好的特點，采用光纖陀螺和加速度計傳感器組成的捷聯(lián)式尋北系統(tǒng)，通過陀螺測量出地球自轉(zhuǎn)角速率的分量、通過加速度計測量地球重力加速度分量，再通過相關(guān)公式計算出鉆孔頂角、方位角和工具面角。陀螺測斜儀具有以下特點：

漂移小、精度高、各測點之間的數(shù)據(jù)沒有關(guān)聯(lián)，消除了以往陀螺測斜儀的累計誤差，有效地提高了鉆孔軌跡測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。工作過程自動尋北，不需要地面初始定向，測量前后均無需校北，消除了人為誤差。不受地質(zhì)和周圍環(huán)境影響，抗磁性干擾，可在鉆桿、磁性套管及磁性礦區(qū)使用。

光纖陀螺測斜儀適用于金屬磁性礦山，能在小口徑繩索鉆桿內(nèi)進行測斜，準(zhǔn)確讀取鉆孔方位與傾角實際偏斜率，為鉆探工程提供準(zhǔn)確的鉆孔彎曲度數(shù)據(jù)，進一步提高鉆探工程質(zhì)量。

標(biāo)簽： 光纖陀螺測斜儀