陀螺測(cè)斜儀使用中的幾點(diǎn)實(shí)用技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)

葛士友

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)物探測(cè)井中心，安徽 宿州 234000）

一、陀螺儀的結(jié)構(gòu)特征

最基礎(chǔ)的陀螺儀的結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)的陀螺儀是一種機(jī)械裝置，其主要部分是一個(gè)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸以極高角速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子裝在一支架內(nèi)。陀螺儀最主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性。

二、儀器的檢查及校正

（一）檢查微動(dòng)同步器接線是否正確

將儀器傾斜一個(gè)約5 度的角，測(cè)出X、Y 傳感器的計(jì)數(shù)，畫在坐標(biāo)紙上，得其合成方向。之后，將儀器向順時(shí)針轉(zhuǎn)90度的方向，仍傾斜一個(gè)約5度的角，再測(cè)出X、Y 值，并畫在坐標(biāo)紙上。其合成方向若也為順時(shí)針轉(zhuǎn)90 度，則證明微動(dòng)同步器的接線是正確的。否則，調(diào)換同步器輸出的兩根接線，使其與旋轉(zhuǎn)方向一致。例如：第一次測(cè)得X +85.7 Y+212.2。第二次測(cè)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(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)，最好有一臺(tái)量程為20V，能分辨1mv 的5 位數(shù)字電壓表。如果沒(méi)有，則只好用地面儀的角分表進(jìn)行調(diào)整。

（三）井下儀調(diào)零。井下儀零位是由于儀器鉛垂時(shí)，傳感器定轉(zhuǎn)子沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)稱以及放大器、相敏整流導(dǎo)電路的零位所產(chǎn)生的。先將儀器機(jī)心從外套筒中抽出，退出經(jīng)向安裝的三個(gè)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(cè)角傳感器與定向陀螺儀置于小校驗(yàn)臺(tái)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(duì)兩個(gè)擺進(jìn)行調(diào)零；用螺刀粗調(diào)擺軸，用擺錘外的調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行微調(diào)，使得X、Y 傳感器的零位均小于8mv,約相當(dāng)于0.5 角分。

（四）井下儀頂角測(cè)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(nèi)，每隔10′進(jìn)行檢查，其微動(dòng)同步輸出的電壓值偏離理想值≯45 毫伏（相當(dāng)于3′）。2.在3°20′--6°范圍內(nèi)，每隔10′進(jìn)行檢查，輸出值≯理想值的1.5%。

調(diào)整方法：從校驗(yàn)臺(tái)支架組件的旋轉(zhuǎn)軸到百分表軸的垂直距離為100毫米，旋動(dòng)校驗(yàn)臺(tái)上的螺桿，使支架組件繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)10′，即每轉(zhuǎn)動(dòng)10′，百分表上的讀數(shù)增加0.29 毫米，X、Y 傳感器輸出通過(guò)數(shù)字電壓表顯示的電壓值應(yīng)為150/10 角分?；蛴砂俜直碜x數(shù)對(duì)應(yīng)的角分應(yīng)與地面儀表讀數(shù)一致。如果超出前面提出的線性誤差（各角度相對(duì)應(yīng)的輸出電壓允許值），則需分別調(diào)整放大線路板中的電位器。調(diào)好后，用萬(wàn)能膠固定電位器。

（五）方位測(cè)量精度。使校驗(yàn)臺(tái)傾斜6°，測(cè)得X、Y 的分量值，其合成為一方位，畫在坐標(biāo)紙上，使方位轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度（以筒體上的紅刻線為參考點(diǎn)，看刻度盤相對(duì)于刻線轉(zhuǎn)過(guò)的角度），再測(cè)X、Y 值，并合成方位值，也畫在坐標(biāo)紙上，把坐標(biāo)紙上的兩方位差值與方位實(shí)際轉(zhuǎn)過(guò)的度數(shù)相比較，要求方位誤差≯6°。

三、靜漂檢查及調(diào)整

在校驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行靜漂試驗(yàn)。將儀器傾斜2°左右，在圓周的相間90°的四個(gè)方位上，要求靜漂≯10°/小時(shí)（利用工藝刻度盤進(jìn)行觀察）。如果靜止漂移過(guò)大，則用旋動(dòng)陀螺房上的銅配重螺母進(jìn)行調(diào)整。

四、連續(xù)測(cè)量

連測(cè)比點(diǎn)測(cè)的測(cè)量精度大大提高，這是由于：1.連測(cè)的采樣點(diǎn)多，誤差?。?.連測(cè)采用了自動(dòng)記錄，打印裝置，免去了人為的讀數(shù)誤差；3.連測(cè)的下放速度快，縮短測(cè)量時(shí)間約三分之一左右。因此，我們建議：盡量采用“連續(xù)測(cè)量”這一新方法。

連續(xù)測(cè)量的方法，是使地面測(cè)量?jī)x表的A/D 雙積分變換器的取樣周期嚴(yán)格的和井下的擺錘自由振蕩周期一致。這樣，擺動(dòng)引起的干擾得以抑制，而測(cè)得相當(dāng)于儀器靜止時(shí)的值。

點(diǎn)測(cè)時(shí)，儀器的測(cè)角傳感器線性范圍只要有3°就夠了（因?yàn)閮鼋Y(jié)孔偏斜傾角都不會(huì)超過(guò)3°）。而在連續(xù)測(cè)量時(shí)，擺在擺動(dòng)，因此要求儀器的測(cè)角傳感器線性范圍達(dá)6°左右（當(dāng)然，在測(cè)井口方位時(shí)，儀器傾斜角也會(huì)達(dá)6°左右，這就要求儀器在此范圍內(nèi)達(dá)到我們規(guī)定的線性度要求），否則，將產(chǎn)生誤差。

由于連續(xù)測(cè)量大大增加了測(cè)點(diǎn)（達(dá)每10 米30 個(gè)點(diǎn)），因此測(cè)量精度大為提高。即使由于擺錘擺動(dòng)會(huì)帶來(lái)一些方法誤差，但最終的精度還是比點(diǎn)測(cè)要高得多。

地面儀每隔10 米自動(dòng)把鉆孔的累計(jì)偏距的兩個(gè)分量Lx、Ly 連同鉆孔深度一起打印出來(lái)，也可以手動(dòng)取樣，隨時(shí)打印出任意深度的偏距分量。如同點(diǎn)測(cè)一樣，方位由作圖間接得出。

五、使用儀器特別注意的事項(xiàng)

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(shí)要全部擰緊，謹(jǐn)防松動(dòng)，每次都要檢查一遍，不得馬虎。3.取出儀器機(jī)心時(shí)一定要直接抽出來(lái)，不要旋轉(zhuǎn)，如果把電氣部分與陀螺測(cè)角部分對(duì)擰可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線被擰斷。4.儀器在使用時(shí)要始終處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，提抱時(shí)傾角不的大于6度。5.儀器剛停止時(shí)，修正電機(jī)還沒(méi)有把陀螺主軸拉回到垂直位置，上提時(shí)，要平穩(wěn)，使儀器始終處于垂直狀態(tài)。6.測(cè)井口方位，一端用掛鉤掛在下定心腳上，另一端在管的內(nèi)壁上，儀器傾角為6 度左右。7.機(jī)芯從儀器里抽出時(shí)，防止灰塵等雜物進(jìn)入，哪怕是細(xì)微的灰塵也會(huì)影響到儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)。8.拆卸儀器時(shí)，不得碰觸碰電環(huán)的電刷，如果導(dǎo)電環(huán)接觸不良，會(huì)引起測(cè)斜的誤差過(guò)大。9.給電時(shí)，要求地面直流電源的聲壓逐漸增大，從零開始一點(diǎn)一點(diǎn)增大，直到最大的額定電壓，這樣可防止陀螺儀器產(chǎn)生較大的振動(dòng)。10.儀器工作時(shí)間超過(guò)300 小時(shí)后因?yàn)闄C(jī)械磨損等原因最好返廠維護(hù)保養(yǎng)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

六、結(jié)語(yǔ)

陀螺測(cè)斜儀是精密儀器，需要工作人員細(xì)心呵護(hù)，從儀器的檢測(cè)、操作到保養(yǎng)維護(hù)，必須按照規(guī)定的程序做到一絲不茍，操作上合規(guī)合理。