十二位置标定法在钻孔测斜仪校正中的应用

磁性钻孔测斜仪所使用的磁传感器和加速度传感器由于自身特性的差异以及生产装配的原因,给传感器输出带来了误差,造成测斜仪顶角和方位角计算出现偏差。为此采用了一种十二位置标定方法,依靠垂直方向的地磁场分量和重力加速度,对磁传感器和加速度传感器的三轴零位偏差、灵敏度误差和安装误差进行了校正。校正前后的对比实验显示：测斜仪顶角均方误差由0.5°减小为0.06°,方位角均方误差由校正前的21.75°减小到0.82°,表明该方法校正效果明显,可以满足测斜仪工程化应用的要求。     

随钻测斜仪误差补偿实验研究

为消除测斜仪传感器因温度变化引起的温度漂移和降低安装误差,在随钻测斜仪的姿态数学模型及其产生误差原因分析的基础上,建立了基于最小二乘法的多项式拟合以及约束条件下多变量函数寻最优解的测斜仪温度漂移误差和安装误差补偿数学模型。通过ADXL345加速度传感器的温度误差补偿及安装误差校正的实验研究,结果表明,补偿后的测斜仪井斜角输出达到了较高的精度,满足了测斜仪的精度要求,表明建立的误差补偿数学模型正确,可应用于随钻测斜仪的误差补偿。      

双轴倾角传感器在钻孔测斜仪中测量算法的校正

将芬兰VTI公司生产的SCA100T双轴倾角传感器应用于钻孔测斜仪,其体积小,能提高倾角测量的稳定性和精度。双轴倾角传感器测量角度会引起算法校正问题,采用测得的标定数据得出倾角值的回归模型,测量倾角的实验结果和推算结果存在一定的误差,通过应用误差补偿方法来减小实际测量误差。理论分析和仿真计算表明,采用此法补偿后得到的均方差最大为0.15258,而没有补偿的结果最大均方差为4.81104。      

煤矿井下随钻测斜仪误差联合校正方法

为降低煤矿井下随钻测斜仪随钻测量钻孔姿态角参数的误差，建立基于递推最小二乘的误差补偿数学模型，采用椭球拟合法、点积不变法和旋转平面拟合法的联合校正方法对随钻测斜仪进行误差补偿校正。对研发的随钻测斜仪进行数值仿真和双轴转台实验，用联合校正方法对实验数据进行误差补偿校正，校正前俯仰角和方位角的最大绝对误差分别为4.7°和5.1°，校正后为0.8°和0.9°，校正后测量精度满足随钻测斜仪要求。实验结果表明，该方法可以对煤矿井下随钻测斜仪进行有效的误差补偿校正。      

基于MEMS陀螺传感的测斜仪研制

针对目前矿井钻探的钻孔轨迹测量存在高温、高能耗问题,提出了间歇供电的无缆存储式测斜仪。硬件上采用MEMS陀螺仪和加速度传感器,软件上采用抗干扰、误差修正、温度补偿等校正措施。可用于地质灾害监测的成孔测量并记录方位角、倾角、工具面角、孔深等姿态参数。测量后,由上位机读出数据,显示轨迹图形。经仿真与模拟测试,该测斜仪具有功耗低、体积小、测量精度高、稳定性好等优点。      

动力调谐陀螺钻孔测斜仪的开发与应用

动力调谐陀螺钻孔测斜仪是一种新型精密测斜系统,它利用惯性导航技术来进行钻孔测量,该系统可以自动寻北,各测点之间数据没有关联,消除了以往陀螺测斜仪的累计误差,提高了钻孔测斜精度,适用于在有磁干扰的钻孔、钻杆和套管内进行轨迹测量.介绍了动力调谐陀螺钻孔测斜仪的构成、测量原理、特点及应用情况等.     

存储式钻孔测量仪的研制与应用

CE-1型存储式磁敏钻孔测斜仪及QXY-5型存储式钻孔倾斜仪采用智能传感器、数据采集系统、大容量存储芯片,具有小巧轻便、功能强大、测试数据准确性高、稳定性好的特点,实现了数据的自动采集、记录和存储。介绍了CE-1型存储式磁敏钻孔测斜仪及QXY-5型存储式钻孔倾斜仪的研制和实际应用情况。     

高精度连续测斜仪探管的原理及应用

北京中地英捷物探仪器研究所新研制的PSX-2高精度连续孔斜检测探管,采用三轴正交磁性传感器和两个正交加速度计传感器测量,其中加速度计传感器测量顶角,磁性传感器测量方位角,实时测量的信息及解算则依靠内部集成的24位模数转换单片机来完成。实地测井证明,PSX-2型孔斜检测探管可以在顶角较小时稳定的测量方位角,符合煤田测井行业对钻孔测斜仪提出的高精度、小体积、低成本的要求。     

钻孔内造斜工具的定向及测量

摆锤式单点定向仪、光电定向仪、陀螺定向测斜仪、随钻定向测斜仪及磁性定向仪等,各有其特点。GD-K 型光电定向仪是开滦地质勘探工程处自行研制成功的,属磁性定向仪。经在勘探钻孔和定向注浆孔使用,对偏斜楔导斜器进行定向达30余孔次,成功率90%以上,定向误差小于士7°。同时,开滦地质勘探工程处对JDT-3A 型陀螺测斜仪改装成功的JDT-3K 型定向测斜仪,可自动连续测量或单点测量钻孔孔斜顶角、方位角和孔内造斜工具的指向。经在孔深300m 以浅的垂直冻结钻孔中进行20余孔次定向测量,方位误差小于5°/h,方位分辨率为1°,投点误差为0.5‰。     

基于PDA和蓝牙的无缆钻孔测斜仪

介绍了一种基于PDA和蓝牙的无缆钻孔测斜仪。该仪器采用三轴磁阻传感器和两轴加速度计传感器作为测量元件,适用于无磁干扰的钻孔测斜;采用自动存储方式进行数据采集,取消了测井电缆的配置;以PDA为核心,开发了基于Windows Mobile 6.0平台的测斜软件;以蓝牙代替数据线实现测斜仪和PDA的无线通讯传输。该仪器具有精度高、可靠性好、质量轻、配套设备少和操作简便等优点,极大的减轻了野外作业强度,提高了效率,同时也大幅度降低了使用单位配置成本。     

3D定向钻孔雷达系统及应用

3D 定向钻孔雷达系统能够对钻孔四周进行高精度三维成像,在单个钻孔中即可完成目标体距离、方位的探测,相对2D钻孔雷达具有探测精度高、速度快、深度大的优点.笔者对3D 定向钻孔雷达系统的工作和成像原理、技术规格进行了详细说明,并结合现场数据说明了其实际应用效果.     

存储式随钻测斜仪的研制

针对目前广泛使用的全方位钻孔测斜仪测量钻孔轨迹存在工序复杂、工作量大的问题,研制了存储式随钻测斜仪。该仪器主要由孔口监视器和测量探管两部分组成,可用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔无缆式随钻测斜,随钻测量并记录钻进方向的倾角、方位角;监视器在孔口与探管同步工作并记录钻孔深度;终孔后,监视器显示钻孔三维轨迹图。      

矿井全方位钻孔测斜仪的数值计算与误差校正

本文论述了矿井全方位钻孔测斜仪的测量原理，数值计算方法和误差分析校正     

基于数值计算的测斜仪监测误差分析

测斜仪在边坡深部位移监测中应用比较广泛,但其监测结果存在一定误差。已有测斜仪监测误差研究多是针对系统误差进行,缺少针对测斜仪监测数据计算原理引起的误差进行的研究。基于测斜仪监测数据计算方法原理与数值分析中常微分方程Euler解法的一致性,讨论了造成测斜仪监测误差的原因。分析结果表明:测斜仪监测误差与测斜仪监测初始值、测量分段长度和位移变形曲线形状有关;测斜仪监测初始值变化将给监测带来误差;测斜仪测量段长与监测误差呈线性关系,误差随测量段长减小而变小;当位移变形曲线为直线时,误差为0;当位移变形曲线为单-凸曲线或凹曲线时,监测误差随曲线变形程度和孔口变形位移增大而变大;测斜仪位移变形监测误差为累积误差,孔口误差大于孔底误差。在使用测斜仪监测时,为了减少监测误差,建议将每次监测初始值设为固定值,并尽可能减少测量段长。