一、磁通門(mén)傳感器的核心缺陷：磁敏感性的局限
磁通門(mén)傳感器作為磁性定向短節(jié)的核心，其工作原理完全依賴(lài)地磁場(chǎng)。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(gè)方面：
1.磁干擾下數(shù)據(jù)失真
當(dāng)磁通門(mén)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(shí)，這些材料會(huì)嚴(yán)重畸變周?chē)牡卮艌?chǎng)分布。由于無(wú)法區(qū)分真實(shí)地磁場(chǎng)與畸變磁場(chǎng)，導(dǎo)致方位角測(cè)量結(jié)果失真甚至完全錯(cuò)誤。
在強(qiáng)磁礦區(qū)、鄰井電磁作業(yè)等存在強(qiáng)人工磁場(chǎng)的井段中，外部磁場(chǎng)會(huì)影響地磁場(chǎng)信號(hào)。磁通門(mén)傳感器因缺乏抗磁干擾能力，無(wú)法保證測(cè)量精度，測(cè)量數(shù)據(jù)不可信。
2.小井斜段應(yīng)用盲區(qū)
磁通門(mén)定向需要依賴(lài)地磁場(chǎng)的水平分量計(jì)算方位角。當(dāng)井斜角較小時(shí)（接近垂直井段，一般指<5°情況下），地磁場(chǎng)水平分量急劇減弱至接近零。在此類(lèi)小井斜角井段，傳統(tǒng)磁通門(mén)測(cè)斜儀無(wú)法輸出有效的方位角。這是由其測(cè)量原理決定的固有缺陷，無(wú)法通過(guò)傳感器優(yōu)化解決。

二、ER-Gyro-19的抗磁干擾優(yōu)勢(shì)
ER-Gyro-19作為能夠原位替代磁通門(mén)的MEMS定向短節(jié)，通過(guò)技術(shù)革新與硬件設(shè)計(jì)，徹底克服了磁通門(mén)定向短節(jié)的局限，主要體現(xiàn)在三個(gè)維度：
1. 原理革命：徹底擺脫磁場(chǎng)依賴(lài)
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(guò)感知地球自轉(zhuǎn)角速度矢量，不依賴(lài)任何外部磁場(chǎng)即可自主建立真北方位基準(zhǔn)，使ER-Gyro-19完全不受套管、油管、鉆桿等鐵磁材料及強(qiáng)磁礦區(qū)、鄰井電磁場(chǎng)等任何磁干擾影響，從根本上解決磁敏感性問(wèn)題。
2. 攻克小井斜測(cè)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?xún)?nèi)（該精度不受井斜角減小影響）。
3. 動(dòng)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(tái)體，具備卓越的抗沖擊與抗震動(dòng)能力。
在大的隨機(jī)震動(dòng)工況（如隨鉆場(chǎng)景）下，通過(guò)融合三軸陀螺儀與三軸加速度計(jì)數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)進(jìn)行方位角、井斜角、工具面角的高精度跟蹤與保持測(cè)量。

三、原位替代磁通門(mén)定向短節(jié)
ER-Gyro-19采用與磁通門(mén)定向短節(jié)兼容的電氣接口和機(jī)械結(jié)構(gòu)，無(wú)需修改探管或測(cè)井設(shè)備的硬件架構(gòu)，安裝簡(jiǎn)單，改造成本低。綜合上述優(yōu)勢(shì)，ER-Gyro-19顯然比磁通門(mén)定向短節(jié)更適用于強(qiáng)磁環(huán)境作業(yè)，是替換磁通門(mén)，實(shí)現(xiàn)無(wú)視磁干擾的最優(yōu)方案。

審核編輯 黃宇