RU2012112097A - Способ начальной азимутальной выставки скважинного прибора гироскопического инклинометра и азимутальный модуль - Google Patents

Abstract

1. Способ начальной азимутальной выставки скважинного прибора гироскопического инклинометра, включающий измерение ускорения силы тяжести относительно двух взаимно перпендикулярных осей и на основании этих измерений горизонтирование оси чувствительности измерителя угловой скорости и ее вращение с постоянной угловой скоростью на заданный угол, измерение в последовательных положениях угла поворота этой оси относительно корпуса прибора и измерение горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли в проекции на ось чувствительности измерителя угловой скорости, вычисление функции невязки, представляющей сумму квадратов разности эталонной и измеренной угловых скоростей на наборе измерений, и ее минимизацию, отличающийся тем, что горизонтальную составляющую угловой скорости вращения Земли измеряют относительно двух взаимно перпендикулярных осей чувствительности, а функцию невязки формируют на двух наборах измерений горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, которую минимизируют по азимуту корпуса азимутального модуля, величина которого определяется выражением,где α- угол поворота осей чувствительности измерителей угловой скорости относительно корпуса; ω, ω- измеренные значения угловых скоростей; j - номер измерения; n+1 - количество измерений; Ψ- начальный азимутальный угол корпуса азимутального модуля,при выставке скважинный прибор помещают в азимутальный модуль и вращают его вокруг вертикальной оси до совмещения по угловому положению с корпусом азимутального модуля, обеспечивая при этом равенство начальных азимутальных углов скважинного прибора и азимутального �

Claims (3)

1. Способ начальной азимутальной выставки скважинного прибора гироскопического инклинометра, включающий измерение ускорения силы тяжести относительно двух взаимно перпендикулярных осей и на основании этих измерений горизонтирование оси чувствительности измерителя угловой скорости и ее вращение с постоянной угловой скоростью на заданный угол, измерение в последовательных положениях угла поворота этой оси относительно корпуса прибора и измерение горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли в проекции на ось чувствительности измерителя угловой скорости, вычисление функции невязки, представляющей сумму квадратов разности эталонной и измеренной угловых скоростей на наборе измерений, и ее минимизацию, отличающийся тем, что горизонтальную составляющую угловой скорости вращения Земли измеряют относительно двух взаимно перпендикулярных осей чувствительности, а функцию невязки формируют на двух наборах измерений горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, которую минимизируют по азимуту корпуса азимутального модуля, величина которого определяется выражением

$${\Psi }_0=arctg\left(\frac{{\displaystyle \sum _{j=0}^n\left({\omega }_X{}_j\sin {\alpha }_j+{\omega }_Z{}_j\cos {\alpha }_j\right)}}{{\displaystyle \sum _{j=0}^n\left({\omega }_Z{}_j\sin {\alpha }_j+{\omega }_Z{}_j\cos {\alpha }_j\right)}}\right)$$

,

где α_j - угол поворота осей чувствительности измерителей угловой скорости относительно корпуса; ω_Xj, ω_Zj - измеренные значения угловых скоростей; j - номер измерения; n+1 - количество измерений; Ψ₀ - начальный азимутальный угол корпуса азимутального модуля,

при выставке скважинный прибор помещают в азимутальный модуль и вращают его вокруг вертикальной оси до совмещения по угловому положению с корпусом азимутального модуля, обеспечивая при этом равенство начальных азимутальных углов скважинного прибора и азимутального модуля.

2. Азимутальный модуль, содержащий поворотную платформу, на которой жестко установлены два измерителя ускорений, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны между собой и перпендикулярны оси подвеса платформы, трехстепенной гироскоп, один канал которого представляет измеритель угловой скорости с осью чувствительности, перпендикулярной оси подвеса платформы, двигатель отработки, кинематически связанный с осью подвеса платформы, на которой закреплен выходной датчик угла, выполненный, например, в виде синусно-косинусного трансформатора, и блок цифровой обработки, содержащий однокристальную микроЭВМ, приемопередатчик, три двухканальных преобразователя напряжение-частота, соединенных с тремя двухканальными реверсивными счетчиками, к первому и второму входам которого подключены выходы выходного датчика угла, к третьему и четвертому входам - выходы измерителей ускорений, к пятому входу - выход измерителя угловой скорости, первый выход блока цифровой обработки соединен с управляющим входом задатчика эталонного тока, а второй и третий выходы блока цифровой обработки являются выходами приемопередатчика, отличающийся тем, что трехстепенной гироскоп является двухкомпонентным измерителем угловой скорости, оси чувствительности которого взаимно перпендикулярны и перпендикулярны оси подвеса платформы, которая параллельна оси симметрии вертикального отверстия корпуса, на котором установлен узел для крепления скважинного прибора, ось отверстия которого должна совпадать с продольной осью скважинного прибора при установке его в азимутальный модуль,

в корпусе которого выполнены два соосных отверстия, ось симметрии которых перпендикулярна и пересекает ось симметрии вертикального отверстия и совпадает с плоскостью отсчета азимутального угла корпуса азимутального модуля, при этом в одно соосное отверстие установлен узел азимутальной привязки корпуса скважинного прибора к корпусу азимутального модуля, а во второе входит выдвижная направляющая этого узла, осуществляя азимутальное совмещение корпусов скважинного прибора и азимутального модуля при его установке в азимутальный модуль, при этом к входу двигателя отработки подключен сигнальный выход задатчика эталонного тока, к пятому и шестому входам блока цифровой обработки подключены выходы двухкомпонентного измерителя угловой скорости, второй и третий выходы соединены с пультом управления, который соединен с наземным вычислителем, реализующим алгоритмы работы азимутального модуля и гироскопического инклинометра.

3. Азимутальный модуль по п.2 отличающийся тем, что узел крепления скважинного прибора является сменным для выставки скважинных приборов различных диаметров.