● 摘要
定向射孔技术是近年来石油勘探开采中试验成功的新技术，它能有效提高低孔隙度、低渗透油气田的产量，并能够最大限度地减少出砂保护油井。导向系统作为定向射孔技术的重要组成部分，它能够引导调整射孔枪到目的方位进行正确射孔，完成定向射孔的“瞄准”过程，其性能直接关系到定向射孔的成效，关系到油气田的采收率。论文针对定向射孔导向系统的小直径窄空间、耐高温高压等要求，完成了基于动力调谐陀螺和石英挠性加速度计的小直径导向系统的电子部分设计。论文首先简要介绍了捷联惯导的基本原理和两种传感器的工作原理，分析了导向系统在高温高压小空间等限制条件下的整体设计思路，然后重点研究了动力调谐陀螺模拟再平衡回路设计方法，以及将该电路使用混合集成电路的具体实现。接着给出了数据采集与处理模块精简硬件资源的优化措施。最后讨论了数据通信模块采取软件实现曼彻斯特编码解码，以达到用软件资源换取硬件资源达到精简电路设计的可行性方案。论文按照设计方案搭建了测试平台，并针对工程应用优化了软硬件系统，完成了大量数据样本的采集和整理，为设备定型积累了数据。在各项指标达到技术设计要求后，制作出工程样机，并通过了高温试验，现已经在辽河油田定向射孔现场投入了工程实际使用，效果反映良好。