RU2682087C1 - Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр - Google Patents

Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр Download PDF

Info

Publication number
RU2682087C1
RU2682087C1 RU2018114372A RU2018114372A RU2682087C1 RU 2682087 C1 RU2682087 C1 RU 2682087C1 RU 2018114372 A RU2018114372 A RU 2018114372A RU 2018114372 A RU2018114372 A RU 2018114372A RU 2682087 C1 RU2682087 C1 RU 2682087C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
gyroscope
axes
accelerometers
angle
Prior art date
Application number
RU2018114372A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Михайлович Макаров
Алексей Алексеевич Спирин
Андрей Александрович Гуськов
Original Assignee
Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" filed Critical Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА"
Priority to RU2018114372A priority Critical patent/RU2682087C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682087C1 publication Critical patent/RU2682087C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к точному приборостроению и может быть использована для обследования нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретений заключается в том, что осуществляют формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси, компенсирующее дрейф одноосного гиростабилизатора, формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси для сохранения положения вектора кинетического момента в плоскости горизонта с последующим определением углов
Figure 00000056
поворота. Технический результат – повышение точности определения зенитного угла и азимута скважины. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретения относятся к точному приборостроению и могут быть использованы для обследования нефтяных и газовых скважин.
Известен способ [1] выработки инклинометрических углов, заключающийся в том, что измеряют величины кажущихся ускорений и проекций угловой скорости по осям приборного трехгранника, связанного с корпусом инклинометра. Цифровой вычислитель корректирует выходные сигналы измерителей угловой скорости и измерителей ускорения в зависимости от температуры внутри корпуса гироинклинометра и вырабатывает по ним величины инклинометрических углов. По скорректированным сигналам измерителей угловой скорости и измерителей ускорения вычисляют грубые величины трех углов взаимного положения приборного трехгранника, связанного с корпусом инклинометра, относительно географического трехгранника в зависимости от величины сигнала измерителя ускорения, имеющего ось чувствительности, параллельную продольной оси инклинометра, путем алгебраических и тригонометрических преобразований. Точные величины этих углов получают путем интегрирования системы дифференциальных уравнений типа Пуассона с использованием грубых величин углов взаимного положения трехгранников. Величины инклинометрических углов определяют по величинам точных значений углов взаимного положения трехгранников, кодируют эти величины и передают по каналу связи на поверхность Земли.
Недостатком данного способа является низкая точность определения зенитного угла и азимута скважины, обусловленная тем, что величины кажущихся ускорений и проекций угловой скорости измеряют по осям приборного трехгранника, связанного с корпусом инклинометра, в результате чего возникают дополнительные погрешности в режиме непрерывного измерения, так как измерители ускорений и измерители угловой скорости участвуют во вращении скважинного прибора вокруг продольной оси.
Наиболее близким к заявленному способу является способ [2] определения зенитного угла и азимута скважин посредством гироскопического инклинометра, включающий измерение с помощью акселерометров ускорения силы тяжести по двум взаимно ортогональным осям, каждая из которых ортогональна продольной оси скважинного прибора гироскопического инклинометра, измерение угловой скорости по одной из названных осей посредством трехстепенного гироскопа, стабилизацию осей чувствительности акселерометров и гироскопа относительно оси, совпадающей с продольной осью скважинного прибора посредством одноосного гиростабилизатора, измерение угла поворота корпуса скважинного прибора относительно этих осей посредством синусно-косинусного трансформатора, определение начальной ориентации осей чувствительности акселерометров в азимуте, формирование матрицы ориентации, вычисление на каждом такте работы вычислителя при движении скважинного прибора в скважине азимута и зенитного угла, например, по формулам:
Figure 00000001
где i+1 - текущий шаг работы вычислителя;
Figure 00000002
- элементы матрицы ориентации Аi+1, которую формируют в виде произведения матриц
Аi+1=ΔАi'+1⋅Аi,
где Аi, Аi+1- матрицы ориентации на предыдущем и текущем шагах работы вычислителя;
Figure 00000003
приращение матрицы ориентации, элементы которой определяют в зависимости от углов поворота Θx, Θy, Θz системы координат, определяемой осями чувствительности акселерометров и продольной осью скважинного прибора, относительно собственных осей, причем, начальное значение матрицы ориентации равно
Figure 00000004
где αхв - азимутальный угол осей чувствительности измерителей ускорений в момент окончания выставки,
Недостатком данного способа является низкая точность определения зенитного угла и азимута скважины, обусловленная тем, что в процессе измерения вектор кинетического момента вектора
Figure 00000005
может быть ориентирован произвольно относительно плоскости горизонта, при этом при отклонении вектора
Figure 00000006
из плоскости горизонта математическая модель дрейфа гироскопа становится сложной и непредсказуемой, что не позволяет учесть и компенсировать дрейф, вследствие чего происходит накопление ошибки определения азимутального угла осей чувствительности акселерометров при измерении траектории скважин.
Известен бескарданный гироскопический инклинометр [1], содержащий герметичный цилиндрический корпус, в котором жестко установлены два трехстепенных гироскопа, три одноосных акселерометра, датчик температуры и цифровой вычислитель. При этом акселерометры установлены так, что их оси чувствительности взаимно ортогональны, а ось чувствительности одного из них параллельна продольной оси скважинного прибора, реализуя, таким образом, трехгранник координатных осей, связанный с корпусом инклинометра. Ось собственного вращения гироскопа совпадает с продольной осью скважинного прибора, а ось собственного вращения второго гироскопа перпендикулярна ей. При этом три оси прецессии гироскопов совпадают с тремя осями чувствительности акселерометров, а четвертая ось остается резервной.
Недостатком данного устройства является низкая точность определения зенитного угла и азимута скважины, обусловленная тем, что гироскопы и акселерометры жестко закреплены на корпусе скважинного прибора, поэтому в режиме непрерывного движения скважинного прибора в скважине возникают дополнительные погрешности, обусловленные вращением осей чувствительности датчиков вокруг продольной оси.
Наиболее близким к заявленному устройству является гироскопический инклинометр [2], содержащий наземный вычислитель, соединенный каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим одноосный гиростабилизатор, на платформе которого жестко установлены два акселерометра, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны и ориентированы перпендикулярно оси стабилизации гиростабилизатора, совпадающей с продольной осью скважинного прибора, и трехстепенной гироскоп, по осям подвеса которого установлены датчики углов и датчики моментов, причем первый датчик угла на измерительной оси гироскопа, совпадающей с измерительной осью одного из акселерометров, подключен через усилитель контура измерения угловой скорости к второму датчику момента, по перпендикулярной к датчику угла оси, а второй датчик угла через усилитель стабилизации соединен с двигателем отработки, кинематически связанным с осью стабилизации, на которой закреплен выходной датчик угла, выполненный, например, в виде синусно-косинусного трансформатора, и блок цифровой обработки, к соответствующим входам которого подключены выходы датчика угла гиростабилизатора, выходы акселерометров и выход измерителя угловой скорости, а каротажный кабель соединен с выходом блока цифровой обработки.
Недостатком данного устройства является низкая точность определения зенитного угла и азимута скважины из-за непрогнозируемого изменения дрейфа гироскопа при отклонении вектора его кинетического момента гироскопа относительно плоскости горизонта.
Технический результат заявленных изобретений заключается в повышении точности определения зенитного угла и азимута скважины.
Задачей, на решение которой направлены изобретения, является стабилизация в процессе измерения вектора
Figure 00000007
кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения зенитного угла и азимута скважины посредством гироскопического инклинометра, включающем измерение с помощью акселерометров ускорения силы тяжести по двум взаимно ортогональным осям, каждая из которых ортогональна продольной оси скважинного прибора гироскопического инклинометра, измерение угловой скорости по одной из указанных осей посредством трехстепенного гироскопа, стабилизацию осей чувствительности акселерометров и гироскопа относительно оси, совпадающей с продольной осью скважинного прибора посредством одноосного гиростабилизатора, измерение угла поворота корпуса скважинного прибора относительно этих осей посредством синусно-косинусного трансформатора, определение начальной ориентации осей чувствительности акселерометров в азимуте, формирование матрицы ориентации, вычисление на каждом такте работы вычислителя при движении скважинного прибора в скважине азимута и зенитного угла по формулам:
Figure 00000008
где i+1 - текущий шаг работы вычислителя;
Figure 00000009
- элементы матрицы ориентации Аi+1, которую формируют в виде произведения матриц
А i+1=ΔАi+1⋅Аi,
где Аi, Аi+1 - матрицы ориентации на предыдущем и текущем шагах работы вычислителя;
Figure 00000010
приращение матрицы ориентации, элементы которой определяют в зависимости от углов поворота Θx, Θy, Θz системы координат, определяемой осями чувствительности акселерометров и продольной осью скважинного прибора, относительно собственных осей, причем, начальное значение матрицы ориентации равно
Figure 00000011
где αхв - азимутальный угол осей чувствительности измерителей ускорений в момент окончания выставки, согласно изобретению, в процессе автономной работы на каждом такте работы вычислителя при движении скважинного прибора в скважине, формируют управляющее воздействие на гироскоп по стабилизированной оси, компенсирующее дрейф одноосного гиростабилизатора, дополнительно формируют управляющее воздействие на гироскоп по стабилизированной оси так, чтобы вектор его кинетического момента находился в плоскости горизонта, и определяют угол
Figure 00000012
поворота по формуле:
Figure 00000013
[рад],
где τ - период дискретизации,
Figure 00000014
- прогноз величины дрейфа гиростабилизатора, с-1;
Figure 00000015
- проекция угловой скорости вращения Земли на ось стабилизации, с-1;
Figure 00000016
- угловая скорость вращения платформы гиростабилизатора, задаваемая управляющим воздействием, обеспечивающим стабилизацию вектора кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта, с-1;
определяют углы
Figure 00000017
поворота, по формулам:
Figure 00000018
где
Figure 00000019
- элементы матрицы ориентации, формируемые по результатам измерения проекций
Figure 00000020
ускорения силы тяжести.
Отличительным признаком заявленного способа является формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси, компенсирующее дрейф одноосного гиростабилизатора, формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси для сохранения положения вектора кинетического момента в плоскости горизонта с последующим определением углов
Figure 00000021
поворота, что позволяет повысить точность определения зенитного угла и азимута скважины за счет устранения в процессе измерения отклонения вектора
Figure 00000022
кинетического момента гироскопа из плоскости горизонта.
В гироскопический инклинометр, содержащий наземный вычислитель, соединенный каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим одноосный гиростабилизатор, на платформе которого жестко установлены два акселерометра, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны и ориентированы перпендикулярно оси стабилизации гиростабилизатора, совпадающей с продольной осью скважинного прибора, и трехстепенной гироскоп, по осям подвеса которого установлены датчики углов и датчики моментов, причем первый датчик угла на измерительной оси гироскопа, совпадающей с измерительной осью одного из акселерометров, подключен через усилитель контура измерения угловой скорости к второму датчику момента, по перпендикулярной к датчику угла оси, а второй датчик угла через усилитель стабилизации соединен с двигателем отработки, кинематически связанным с осью стабилизации, на которой закреплен выходной датчик угла, выполненный, например, в виде синусно-косинусного трансформатора, и блок цифровой обработки, к соответствующим входам которого подключены выходы датчика угла гиростабилизатора, выходы акселерометров и выход измерителя угловой скорости, а каротажный кабель соединен с выходом блока цифровой обработки, согласно изобретению введен дополнительный усилитель, к входу которого подключен акселерометр, направление оси чувствительности которого совпадает с направлением вектора кинетического момента гироскопа, а выход подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа, а также введены задатчик управляющего сигнала и дополнительный усилитель, при этом выход задатчика управляющего сигнала подключен к входу дополнительного усилителя, а выход усилителя подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа.
Отличительным признаком предложенного гироскопического инклинометра является введение дополнительного усилителя, к входу которого подключен акселерометр, направление оси чувствительности которого совпадает с направлением вектора кинетического момента гироскопа, а выход подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа, а так же введены задатчик управляющего сигнала и дополнительный усилитель, при этом выход задатчика управляющего сигнала подключен к входу дополнительного усилителя, а выход усилителя подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа.
На фиг. 1 представлена кинематическая схема скважинного прибора гироскопического инклинометра.
Предлагаемый способ можно представить в виде следующей последовательности действий и операций.
1. Производится начальная выставка гироскопического инклинометра, по окончании которой формируется начальное значение матрицы ориентации. В режиме начальной выставки определяют азимутальный угол αхв оси чувствительности гироскопа в момент окончания выставки. На начальном такте i=0 формируют начальное значение матрицы ориентации:
Figure 00000023
Исходя из того, что приращение матрицы ориентации обусловлено малым поворотом на текущем такте i+1, оно формируется в виде матрицы
Figure 00000024
элементы которой определяют в зависимости от углов Θx, Θy, Θz поворота приборной системы координат относительно собственных осей, а матрица А ориентации на текущем такте формируется в виде
Figure 00000025
из которой азимут αi+1 и зенитный угол Θ i+1 можно определить, например, по формулам
Figure 00000026
Figure 00000027
2. Производится оценка дрейфа ωдр0 гиростабилизатора, по результатам которой определяется значение управляющего воздействия на гироскоп, необходимое для компенсации дрейфа гиростабилизатора.
3. Формируется управляющее воздействие на гироскоп в виде постоянного напряжения
Figure 00000028
где KупрГС - крутизна управления гиростабилизатора по оси стабилизации, [с-1⋅В-1], подаваемого на катушку датчика момента гироскопа ДМz, компенсирующее дрейф гиростабилизатора. При этом значительно уменьшается как систематическая, так и пропорционально ей случайная составляющая дрейфа, что в итоге приводит к уменьшению ошибки определения азимутального угла.
4. На каждом такте ((i+1)-ом) работы:
4.1. формируют управляющее воздействие на гироскоп по стабилизированной оси так, чтобы вектор кинетического момента Н гироскопа всегда находился в плоскости горизонта. Для этого сигнал с акселерометра Ах подают через усилитель Ус3 на катушку датчика момента гироскопа ДМг в виде напряжения Uynp;
4.2. с помощью акселерометров измеряют проекции ускорения силы тяжести g на оси приборной системы координат
Figure 00000029
и дополнительно измеряют напряжение
Figure 00000030
подаваемое на катушку датчика момента гироскопа ДMz с выхода акселерометра Ах через усилитель Ус3;
4.3. вычисляют элементы матрицы ориентации:
Figure 00000031
4.4. вычисляют угол:
Figure 00000032
,
где τ- период дискретизации,
Figure 00000033
- прогноз величины дрейфа гиростабилизатора, поскольку ось кинетического момента гироскопа находится в плоскости горизонта, математическая модель гироскопа существенно упрощается и дрейф платформы гиростабилизатора вычисляется по формуле:
Figure 00000034
где ωост - остаточный (нескомпенсированный) дрейф по оси стабилизации,
wкв - масштаб квадратурной составляющей дрейфа, [c-1g-1],
Figure 00000035
- проекция угловой скорости вращения Земли на ось стабилизации, определяемая по следующей формуле:
Figure 00000036
где ΩЗy=ΩЗsinϕ0 - вертикальная составляющая угловой скорости вращения Земли ΩЗ,
ΩЗx=ΩЗcosϕ0 - горизонтальная составляющая угловой скорости вращения Земли ΩЗ,
ϕ0 - широта места,
Figure 00000037
- угловая скорость вращения платформы гиростабилизатора, задаваемая управляющим воздействием, обеспечивающим стабилизацию вектора кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта, определяемая пропорционально управляющему сигналу:
Figure 00000038
где KупрГС - крутизна управления гиростабилизатора по оси стабилизации, [с-1⋅В-1];
4.5. вычисляют углы:
Figure 00000039
4.6. рассчитывают приращение матрицы ориентации ΔАi+1 по формуле (2);
4.7. формируют матрицу ориентации на текущем такте работы путем матричного произведения в виде (3);
4.8. определяют азимутальный и зенитный углы скважины, например, по формулам (4).
Таким образом, введение дополнительных операций позволяет повысить точность измерения по сравнению со способом прототипа.
Основной смысл действий по повышению точности достижении этих целей заключается в физической компенсации дрейфа гиростабилизатора и управлении гироскопом таким образом, чтобы его вектор кинетического момента (с направлением которого совпадает измерительная ось акселерометра Ах) в процессе измерения находился в горизонтальной плоскости.
Физическая компенсация дрейфа позволяет значительно уменьшить как систематическую, так и пропорциональную ей случайную составляющую дрейфа, а при стабилизации кинетического момента в горизонтальной плоскости сложная математическая модель дрейфа гироскопа, являющаяся нелинейной функцией собственной пространственной ориентации, заменяется математической моделью дрейфа гироскопа, описываемой достаточно простой функцией с постоянными параметрами, что позволяет учитывать и компенсировать дрейф гиростабилизатора, что в итоге приводит к уменьшению ошибки определения азимутального угла и повышению точность измерения.
Устройство работает следующим образом.
Работу гироскопического инклинометра можно условно разделить на два этапа: начальная выставка и автономная работа.
Начальная выставка осуществляется аналогичным образом и способом, как в прототипе. На этапе начальной выставки определяется азимутальный угол оси чувствительности гироскопа в момент окончания выставки и формируется начальное значение матрицы ориентации (1).
На этапе автономной работы скважинный прибор инклинометра непрерывно движется в скважине, при этом осуществляется измерение азимутального и зенитного углов скважины.
Существенными отличиями от прототипа являются то, что на этапе автономной работы осуществляется стабилизация вектора кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта и то, что работа не требует остановок скважинного прибора для оценки и дальнейшей математической компенсации дрейфа: оценка дрейфа производится перед спуском прибора в скважину, при этом осуществляется не только математическая (как в прототипе), но и физическая компенсация дрейфа гиростабилизатора за счет подачи постоянного напряжения на катушку датчика момента гироскопа ДМz.
Для стабилизации вектора кинетического момента
Figure 00000005
гироскопа в плоскости горизонта с выхода акселерометра Ах через дополнительный усилитель Ус3 сигнал в виде напряжения Uynp подается на катушку датчика момента гироскопа ДMz. Под действием управляющего сигнала платформа гиростабилизатора будет поворачиваться до тех пор, пока выходной сигнал акселерометра не будет равен нулю, что соответствует положению оси Хг вектора кинетического момента гироскопа в горизонтальной плоскости. Таким образом, реализуется канал стабилизации вектора кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта.
Физическая компенсация дрейфа гиростабилизатора реализуется за счет подачи постоянного напряжения Uупр0 на катушку датчика момента гироскопа ДМz. Для осуществления физической компенсации дрейфа гиростабилизатора е устройство дополнительно введены задатчик управляющего сигнала (ЗУС) к усилитель Ус4.
Физическая компенсация дрейфа позволяет значительно снизить систематическую составляющую дрейфа, при этом пропорционально систематической составляющей уменьшается и случайная составляющая дрейфа, что обуславливает меньшую ошибку определения азимутального угла и повышение точности измерения.
Обеспеченные способом и устройством положительные эффекты позволяют повысить точность определения пространственного положения ствола протяженных наклонных скважин непрерывным гироскопическим инклинометром, тем самым устранить основной недостаток способа и устройства ближайшего аналога.
Источники информации
1. Патент РФ №2101487, Е21В 47/022, G01С 19/00, 1998 г.
2. Патент РФ №2100594, Е21В 47/02, G01C 9/00, 1998 г.

Claims (18)

1. Способ определения зенитного угла и азимута скважин посредством гироскопического инклинометра, включающий измерение с помощью акселерометров ускорения силы тяжести по двум взаимно ортогональным осям, каждая из которых ортогональна продольной оси скважинного прибора гироскопического инклинометра, измерение угловой скорости по одной из названных осей посредством трехстепенного гироскопа, стабилизацию осей чувствительности акселерометров и гироскопа относительно оси, совпадающей с продольной осью скважинного прибора, посредством одноосного гиростабилизатора, измерение угла поворота корпуса скважинного прибора относительно этих осей посредством синусно-косинусного трансформатора, определение начальной ориентации осей чувствительности акселерометров в азимуте, формирование матрицы ориентации, вычисление на каждом такте работы вычислителя при движении скважинного прибора в скважине азимута и зенитного угла, например, по формулам
Figure 00000040
Figure 00000041
где i+1 - текущий шаг работы вычислителя;
Figure 00000042
- элементы матрицы ориентации Ai+1, которую формируют в виде произведения матриц
Ai+1=ΔAi+1⋅Ai,
где А1, Ai+1 - матрицы ориентации на предыдущем и текущем шагах работы вычислителя
Figure 00000043
приращение матрицы ориентации, элементы которой определяют в зависимости от углов поворота Θx, Θy, Θz системы координат, определяемой осями чувствительности акселерометров и продольной осью скважинного прибора, относительно собственных осей, причем начальное значение матрицы ориентации равно
Figure 00000044
,
где αхв - азимутальный угол осей чувствительности измерителей ускорений в момент окончания выставки, отличающийся тем, что формируют управляющее воздействие на гироскоп по стабилизированной оси, компенсирующее дрейф одноосного гиростабилизатора, дополнительно формируют управляющее воздействие на гироскоп по стабилизированной оси так, чтобы вектор его кинетического момента находился в плоскости горизонта, и определяют угол
Figure 00000045
поворота по формуле
Figure 00000046
где τ - период дискретизации,
Figure 00000047
- прогноз величины дрейфа гиростабилизатора, с-1;
Figure 00000048
- проекция угловой скорости вращения Земли на ось стабилизации, с-1;
Figure 00000049
- угловая скорость вращения платформы гиростабилизатора, задаваемая управляющим воздействием, обеспечивающим стабилизацию вектора кинетического момента гироскопа в плоскости горизонта, с-1;
определяют углы
Figure 00000050
и
Figure 00000051
поворота по формулам
Figure 00000052
где
Figure 00000053
- элементы матрицы ориентации, формируемые по результатам измерения проекций
Figure 00000054
и
Figure 00000055
ускорения силы тяжести.
2. Гироскопический инклинометр, содержащий наземный вычислитель, соединенный каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим одноосный гиростабилизатор, на платформе которого жестко установлены два акселерометра, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны и ориентированы перпендикулярно оси стабилизации гиростабилизатора, совпадающей с продольной осью скважинного прибора, и трехстепенной гироскоп, по осям подвеса которого установлены датчики углов и датчики моментов, причем первый датчик угла на измерительной оси гироскопа, совпадающей с измерительной осью одного из акселерометров, подключен через усилитель контура измерения угловой скорости к второму датчику момента, по перпендикулярной к датчику угла оси, а второй датчик угла через усилитель стабилизации соединен с двигателем отработки, кинематически связанным с осью стабилизации, на которой закреплен выходной датчик угла, выполненный, например, в виде синусно-косинусного трансформатора, и блок цифровой обработки, к соответствующим входам которого подключены выходы датчика угла гиростабилизатора, выходы акселерометров и выход измерителя угловой скорости, а каротажный кабель соединен с выходом блока цифровой обработки, отличающийся тем, что в него введен дополнительный усилитель, к входу которого подключен акселерометр, направление оси чувствительности которого совпадает с направлением вектора кинетического момента гироскопа, а выход подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа, а также введены задатчик управляющего сигнала и дополнительный усилитель, при этом выход задатчика управляющего сигнала подключен к входу дополнительного усилителя, а выход усилителя подключен к первому датчику момента гироскопа, расположенному по измерительной оси гироскопа.
RU2018114372A 2018-04-18 2018-04-18 Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр RU2682087C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114372A RU2682087C1 (ru) 2018-04-18 2018-04-18 Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114372A RU2682087C1 (ru) 2018-04-18 2018-04-18 Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682087C1 true RU2682087C1 (ru) 2019-03-14

Family

ID=65805779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018114372A RU2682087C1 (ru) 2018-04-18 2018-04-18 Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682087C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113819902A (zh) * 2021-09-13 2021-12-21 武汉理工大学 基于单轴陀螺的行进轨迹线的三维测量方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100594C1 (ru) * 1996-02-09 1997-12-27 Малое инновационное предприятие "АРАС" Способ определения азимута и зенитного угла скважины и гироскопический инклинометр
RU2159331C1 (ru) * 1999-10-05 2000-11-20 Общество с ограниченной ответственностью предприятие "АРКОН" Способ определения азимута и зенитного угла скважины и гироскопический инклинометр
RU2507392C1 (ru) * 2012-11-30 2014-02-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр
CN102536207B (zh) * 2011-12-30 2014-03-26 中北大学 适用于小角度井斜角测量的陀螺测斜仪姿态测量解算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100594C1 (ru) * 1996-02-09 1997-12-27 Малое инновационное предприятие "АРАС" Способ определения азимута и зенитного угла скважины и гироскопический инклинометр
RU2159331C1 (ru) * 1999-10-05 2000-11-20 Общество с ограниченной ответственностью предприятие "АРКОН" Способ определения азимута и зенитного угла скважины и гироскопический инклинометр
CN102536207B (zh) * 2011-12-30 2014-03-26 中北大学 适用于小角度井斜角测量的陀螺测斜仪姿态测量解算方法
RU2507392C1 (ru) * 2012-11-30 2014-02-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113819902A (zh) * 2021-09-13 2021-12-21 武汉理工大学 基于单轴陀螺的行进轨迹线的三维测量方法及应用
CN113819902B (zh) * 2021-09-13 2023-08-29 武汉理工大学 基于单轴陀螺的行进轨迹线的三维测量方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1141008A (en) Autonomous navigation system
US4542647A (en) Borehole inertial guidance system
US6647352B1 (en) Dynamic attitude measurement method and apparatus
US2914763A (en) Doppler-inertial navigation data system
US2968957A (en) Centripetal acceleration compensation computer for stable platform
RU2324897C1 (ru) Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока
CN110095135B (zh) 一种用于掘进机定位定向的方法及装置
Zaitsev et al. Study of Systems Error Compensation Methods Based on Molecular‐Electronic Transducers of Motion Parameters
RU2682087C1 (ru) Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр
CN103955005A (zh) 一种火箭橇轨道重力实时测量方法
RU2541710C1 (ru) Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора на подвижном основании
RU2101487C1 (ru) Бескарданный гироскопический инклинометр и способ выработки инклинометрических углов
CN112197767B (zh) 一种在线改进滤波误差的滤波器设计方法
US3483746A (en) Three-axis inertial reference sensor
RU2507392C1 (ru) Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр
US2953303A (en) Integrating systems particularly for use in position-indicating navigation systems
US3005348A (en) Vertical velocity measuring system
RU2711572C1 (ru) Способ автономного определения уходов платформы трехосного гиростабилизатора
RU2649063C1 (ru) Способ определения азимута платформы трёхосного гиростабилизатора по отклонению угла поворота гироскопа от расчётного значения
RU2509979C1 (ru) Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора по изменяющимся токам коррекции
US3214983A (en) Attitude reference
RU2629539C1 (ru) Способ измерения магнитного курса подвижного объекта
RU2782334C1 (ru) Способ определения параметров ориентации объекта при помощи полуаналитической инерциальной навигационной системы с географической ориентацией осей четырехосной гироплатформы
RU2513631C1 (ru) Способ определения азимута платформы трехосного гиростабилизатора по углу поворота корпуса гироблока
RU2482270C1 (ru) Способ определения ориентации скважинного прибора в буровой скважине