為了尋找地下豐富的寶藏，人們可以在地面或空中采用各種探測(cè)手段，其中從地面進(jìn)行鉆井探測(cè)是較常用的一種方法。目前根據(jù)工程需要，已能把井鉆到五六千米，甚至更深。這么深的井，幾乎不可能打得筆直，難以完全按照人們的意愿延伸。在鉆探過(guò)程中，還會(huì)發(fā)生彎曲并偏離預(yù)定方向的情況，因此需要不斷測(cè)量其傾斜角度，即鉆井測(cè)斜。鉆井測(cè)斜的另一作用，是為了保證鉆斜井達(dá)到所要求的斜度指標(biāo)。因?yàn)橛性S多工程要求鉆井方向與地面形成一定傾斜角度，這就要求在鉆井過(guò)程中，不斷進(jìn)行鉆井斜度的測(cè)量，從而使鉆具能按所要求的角度逐步往深處鉆探。
無(wú)論是石油鉆井，或是探礦鉆井，利用一般測(cè)斜儀器置于井孔內(nèi)進(jìn)行測(cè)量難以有精確結(jié)果。因?yàn)榫自诘叵拢孛嫔铣Ｓ玫膅ps接收機(jī)無(wú)法接收到無(wú)線電信號(hào)．又如采用地面上常用的一般磁羅盤，即使不考慮地磁影響，鉆探設(shè)備鋼質(zhì)套管也會(huì)使磁羅盤失靈。因此，高精度深井測(cè)斜通常采用陀螺測(cè)斜儀。
圖1所示為國(guó)產(chǎn)jdt-ⅲ型陀螺測(cè)斜儀井下儀器外形示意圖。該種陀螺測(cè)斜儀的主要結(jié)構(gòu)包括井下儀器和地面測(cè)量?jī)x。地面測(cè)量?jī)x包括信號(hào)處理和顯示部分。井下儀器由定心腳、保護(hù)管、活動(dòng)部分和固定框架組成。測(cè)斜時(shí)，井下儀器借助兩個(gè)定心腳支撐在不同直徑的測(cè)斜井或漿結(jié)管內(nèi)，使儀器軸線與測(cè)斜井軸線嚴(yán)格一致，活動(dòng)部分是整個(gè)儀器的心臟，是完成測(cè)斜任務(wù)的關(guān)鍵性部件。其中裝有偏心活動(dòng)框架和定向陀螺等敏感元件。定向陀螺是一個(gè)二自由度陀螺。由于陀螺具有定軸性，采用定向陀螺后，就使測(cè)斜儀具有了很強(qiáng)的抵抗干擾的方向穩(wěn)定性。當(dāng)在地面上啟動(dòng)陀螺后，記下陀螺儀軸的原始方位角，然后再放入井下測(cè)量，并且必須保證在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，原始方位角保持不變。測(cè)斜井偏離鉛垂線的角度則是由按復(fù)擺原理制成的偏心活動(dòng)框架來(lái)測(cè)定。
圖1 陀螺測(cè)斜儀井下儀器
外形及示意圖
偏心活動(dòng)框架的原理結(jié)構(gòu)如圖2所示。這實(shí)際上是一個(gè)二自由度復(fù)擺。擺錘0可繞擺軸bbˊ轉(zhuǎn)動(dòng)，擺軸bbˊ又隨框架一起繞aaˊ軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在結(jié)構(gòu)上aaˊ軸應(yīng)與儀器軸心重合。在測(cè)井時(shí)，儀器軸心線即aaˊ線應(yīng)與井心線重合或平行。因此，只要測(cè)出aaˊ線偏離鉛垂線的角度θ，即等于鉆井偏斜的頂角。
在框架上過(guò)aaˊ軸安裝一個(gè)與框架平面垂直的豎板t，并在豎板t上偏離軸線aaˊ一定距離處裝一適當(dāng)重量的重塊q，以保證當(dāng)軸線aaˊ偏離鉛垂線后，復(fù)擺0的擺動(dòng)平面仍在軸線aaˊ與鉛垂線所確定的鉛垂面內(nèi)。在復(fù)擺擺錘上過(guò)復(fù)擺重心和轉(zhuǎn)軸0裝一指針，在豎板t上刻以刻度，當(dāng)軸線aaˊ偏離鉛垂線時(shí)，指針?biāo)甘痉较蚣礊殂U垂方向，指針在t板上所指示的與aaˊ軸之間的夾角θ，即為軸線aaˊ偏離鉛垂線的角度，也就是鉆井軸線的偏斜頂角。在復(fù)擺軸bbˊ上裝一角度傳感器，將此角θ的值變?yōu)殡娦盘?hào)輸出，即可測(cè)得井軸心線的偏斜頂角。
圖2 偏心活動(dòng)框架
jdt—iii型陀螺測(cè)斜儀的主要技術(shù)指標(biāo)為：頂角測(cè)量范圍0o～7o，量測(cè)精度±3′，方位漂移小于100／h，外形尺寸60×190 mm。