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1、2003年第8期 煤 矿 机 械 ·41·文章编号:100320794(2003)0820041203钻井测斜仪的误差分析11,2乔红兵,郭继坤(11中国矿业大学机电学院北京校区,北京100083;21黑龙江科技学院,黑龙江鸡西158105)摘要:讨论了磁性测斜仪的基本组成及工作原理,详细说明了磁性测斜仪误差分类及误差方程的推导过程,并对误差进行了分析。通过大量的实验验证,最后,提出了限幅滤波和低通滤波相结合的方法,有效地解决了钻井测斜仪的误差。关键词:钻井;测斜仪;误差方程;加速度计中图号:T
2、G83;TD26文献标识码:A1引言理如图1所示。磁性测斜仪是在钻探中钻斜井、定向井时,测量井身轨迹(深度、方位、倾角)的专用仪器。它采用高精密度的惯性导航部分———磁力计、加速度计等传感器采集数据。通过微机处理计算,连续地得到井深、方位、倾角等一组数据。由于受多种人为和客观因素的影响,使测斜仪精度出现了误差,下面将在广义上探讨影响磁性测斜仪的各种误差。2测斜仪构成方式及工作原理磁性测斜仪一般采用三轴加速度计和3个磁通门构成井下传感器。加速度计用于感知井斜信息,磁通门用于感知方位信息。井下多个传感器信号在时序电路控制下经多路开关切换至APD变换器,转换出
3、的数字信号按照PC机串行通信格式经FSK(频图1 磁性测斜仪的原理结构图率键控)调制器及电缆驱动器送上电缆。井上设备Fig.1Theprinciplestructureofinclinometer从电缆接受FSK调制信号并进行调解,调节后的信211井下仪器号送到PC机的串行口,PC机根据数学模型计算出目前,磁性测斜仪井斜角度要求为013°,方位角井斜角和方位角等信息,并描绘井眼轨迹曲线,其原精度要求为1～2°。这样对重力加速度计精度要求大松绳量整定值时让保护装置刚好动作,发出信号[3]《机械设计手册》编写组.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,19
4、87.即可。对间接测量型松绳保护装置,在速度比较系统内设定即可。作者简介:刘少海(1963-),河北香河人,高级工程师,1984年参考文献:毕业于山西矿业学院,现从事教学工作,己发表论文多篇.Tel:010-[1]中国矿业学院,等.矿井提升设备[M].北京:煤炭工业出版社,61595083.1981.[2]毋宝仓.矿井提升机松绳保护装置在我矿的应用[J].矿山机械,收稿日期:20032052122001,(5):54.Theapproachingabouthowtofixtheprotectivedeviceagainstloosingropeandso
5、meconcernedproblemsLIUShao2hai,LIUChen(North2ChinaScience&TechnologyCollege,Beijing101601,China)Abstract:Ithasageartsignificancethatthereasonableselectionandusingtheslackropeprotectiondeviceensuresthesafeproductionofhoistingsystemofthemine.Thepaperresearchedandapproachedtheprotec
6、tivedeviceagainstloosingrope,includingitstypes,itsworkprinciple,howtocalculatethefixingparametersandthemethodsoffixingetc..Keywords:theprotectivedeviceagainstloosingrope;fix;approach 钻井测斜仪的误差分析———乔红兵·42·,等 2003年第8期 -3为2×10左右,对磁通门而言,精度要求为1×ΔINCΔINC1ΔINC2ΔINC3
7、-2[1]Δ10左右。对于惯性器件而言,这样的精度完全TF=ΔTF1+ΔTF2+ΔTF3(5)可以满足要求。ΔAzΔAz1ΔAz2ΔAz3212井上仪器式(5)即为测斜仪的误差方程。可见,影响测斜仪测量精度的误差可分为3类:结构误差、处理误差井上仪器主要由解调器及PC机组成。解调器[2]和传感器的测量误差。实现FSK解调功能,PC机通过串口接收解调后的数312测斜仪的误差分析据,拆开数据帧。在程序控制下,根据数学模型对六由以上分析可知,结构误差和传感器测量误差路传感器数据进行处理,计算出井斜角、方位角等信独立地影响测斜系统的测量精度。下面对这三方面息,并
8、可对上述数据进行存储、打印、显示,最后描绘的误差分别进行分析。出井眼轨迹曲线。(
