SZJ-1三轴智能校验台标准装置测量不确定度的评定方法

　　一、引言

　　随着侧钻井、定向斜井的增多,对钻井工艺的要求也越来越高,因此需要高准确度的井斜仪器来更好地确定井眼轨迹和地层岩性,从而可以实时地确定靶点的命中情况,钻井时以此来控制井眼始终在预定的方向上钻进,避免偏离轨迹,造成损失。另外井斜仪的数量比较多、使用频率高,而且使用一段时间后仪器本身的性能和准确度就会下降,为了确保生产的正常运行和量值准确可靠的传递,需要定期进行检定,SZJ-1型三轴智能校验台就是用于井斜仪器方位角和倾角检定的标准装置。其原理框图如图1所示。

　　二、测量标准的性能及其对环境条件的要求

　　1.主要技术指标

　　准确度等级:方位角　±0.05°,即±3′(角分) 倾　角　±0.01°,即±36″(角秒)

　　测量范围:方位角　0~360° 倾　角　0~180°

　　2.环境要求

　　SZJ-1三轴智能校验台标准装置对环境温度要求20℃±2℃,湿度<65%,实验装置周围2m内不应有铁磁物质。

　　三、标准不确定度评定方法

　　测量不确定度分为A类和B类,用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,为A类评定,用实验标准偏差sA表征;而用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,为B类评定,用估计方差uB表征。由各标准不确定度分量合成的标准不确定度即为合成标准不确定度,用uc来表征,由合成的标准不确定度的倍数表示的测量不确定度为扩展不确定度,用U来表征。

　　1.A类标准不确定度的评定

　　通过对LX2型连续测斜仪(测量范围方位角0~360°,倾角0~180°;准确度方位角±2°,倾角±0.2°)0°方位角和30°倾角进行等精度重复测量10次,单位为(°),所测数据如下:

　　方位角　

　　经计算方位角实验标准偏差

　　用算术平均值作为测量结果时,A类评定方位角的标准不确定度:

　　倾角

　　经计算倾角实验标准偏差

　　用算术平均值作为测量结果时,A类评定的倾角标准不确定度:

　　2.B类标准不确定度的评定

　　在测量过程中,很多因素都会引起测量误差,一般假设测量值在允许误差极限范围内的概率分布为均匀分布,取包含因子kj=1.73,按公式uB=ei/kj计算各分量的B类标准不确定度。

　　经分析方位角(外环轴)主要误差来源为:

　　(1)外环轴倾角回转误差

　　e1=6.2″,u1=e1/kj=3.58″

　　(2)外环轴的峰—峰值误差

　　e2=6.9″,u2=e2/kj=3.98″

　　(3)外环轴最大分度间隔误差

　　e3=12″,u3=e3/kj=6.93″