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。     

基于PNI磁感式传感器的钻孔测斜仪的研制

研制了一款基于PNI磁感式传感器和SCAl00T加速度传感器的矿用全空间钻孔测斜仪。详细论述了系统的总体结构、测量原理及传感器的电路设计;同时分析了系统的误差及其来源,给出了误差补偿模型及其补偿、标定的方法。实验结果表明：该钻孔测斜仪具有体积小、精度高、可靠性高等特点,满足工程的需要。     

高精度全方位钻孔测斜仪的研究及应用

概述了一种新研制的高精度全方位钻孔测斜仪的组成及工作方式,并较详细地分析了其测量单元、控制单元的硬件及软件设计,用两个实例说明该仪器能实现全方位钻孔测量,其精度高,能满足生产要求。     

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。     

GRY-1型超高温干热岩地层钻孔测斜仪研制及应用

干热岩地层钻孔测斜技术是干热岩勘探和开发不可缺少的关键技术,然而现阶段地勘钻孔测斜技术已不能满足干热岩地层的钻孔测斜要求。其中孔底的高温高压是核心问题。为此,设计承压探管加无磁保温瓶的双层外管结构,采用先进的硬磁校准方法、选用耐高温元件、采用低功耗电路设计,研制了GRY-1型干热岩地层钻孔测斜仪,以满足高达280 ℃高温、孔深3000 m的超高温干热岩地层钻孔轨迹测量的要求。通过试验应用,证明其在干热岩地层中具有良好的适用性,可助力干热岩资源的勘探和开发。     

新型矿用无缆钻孔测斜仪研究及应用

介绍新型矿用无缆钻孔测斜仪组成、工作方式、技术指标及关键部件设计等.通过煤矿井下钻孔使用,表明该无缆钻孔测斜仪设计合理,使用方便,精度达到测量要求.     

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.     

测斜仪在滑坡变形监测中的应用

介绍了测斜仪的工作原理及其在滑坡变形监测中的应用,并与钻探成果进行了对照。根据测斜成果曲线,可以较好地对滑动面的分布情况、滑动机制作出某种程度的判断,为滑坡的治理设计提供重要的依据。说明测斜仪在滑坡监测中的应用是可行的。     

MEMS加速度传感器在矿用随钻轨迹测量系统中的误差校正

矿用随钻轨迹测量系统的工具面向角和倾角通常采用加速度传感器实现测量,然而由于传感器制作工艺、探管机械加工以及装配等因素使得工具面向角和倾角的测量出现误差。为了修正上述系统误差,首先介绍了随钻轨迹测量系统及其工作原理,进而分析了加速度传感器的误差产生,并建立了MEMS加速度传感器的误差模型;提出了一种基于三十六位置的加速度标定方法,并对其进行相应的测试。实验结果表明：建立的加速度误差模型在随钻轨迹测量系统中,倾角精度为0.2°,工具面向角精度为0.2°,且倾角和工具面向角之间相互影响较小,能够满足实际煤矿井下钻探工艺的精度需求。     

钻孔测斜仪在高台滑坡深部位移监测中的应用

钻孔倾斜仪是一种测定钻孔深部位移的原位监测仪器,通过监测可以确定岩(土)体内滑面的位置、位移量和滑动方向,对分析边坡稳定性、确定滑坡动态起着重要的作用.为确保人民生命财产安全及水库的安全运营,应用CX-03系列测斜仪对高台滑坡的深部位移进行了监测分析,该滑坡GT1测孔未出现位移突变,GT2在11～16 m处推测可能存在滑带,两测孔的累积位移量都较小,判断目前该滑坡仍处于较稳定状态.     

QXY-5型存储式钻孔倾斜仪的研制与应用

滑坡深部位移变形监测是滑坡稳定性监测的一种重要手段,是滑坡整体位移变形动态综合监测的重要组成部分。目前国内外在实现滑坡深部位移监测方面主要采用钻孔倾斜方法解决。文章针对目前国内外深部位移监测设计孔的监测情况及手段,指出了目前测量仪器及测量方法的不足,提出并研制了一种全新的无缆存储式钻孔倾斜仪—QXY-5型存储式钻孔倾斜仪,介绍了其研制及使用情况。该仪器测量方式为数据自动存储,不使用电缆和地面仪表克服了随着孔深的增加电缆长度也随之增加带来的工作强度及天气对地面仪表的影响;设计了数据自动存储功能,避免了人工记录所带来的误差影响,提高了测量的效率和准确率;深孔测量配合准确计数的手动绞车对孔深无限制,测量操作非常方便。     

高温钻孔测斜仪研制

针对高温高压干热岩钻井定位轨迹探测设备存在耐高温高压性能差、稳定性差、测量精度不高、电能消耗大等问题,研制一套高温钻孔测斜装置,解决高温高压多点连续钻孔测斜及测温问题。选择耐高温元器件,设计控制和测量电路;采用自动间歇供电方法,减少散热,降低功耗;设计保温探管、承压探管,利用ANSYS有限元软件对承压外管的屈服强度和保温探管的温度场与压力场进行耦合分析和校核。最后进行仿真测试和野外试验,根据测试数据表明,设备能在280℃和12 MPa高温高压环境条件下实现深井倾角、方位角、工具面向角及温度的测量。     

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。     

大口径工程井井身结构和成孔方法探讨

近年来,国家对矿井安全、职工健康、环境保护等方面越来越高度重视,大口径工程井已广泛应用于矿山企业瓦斯抽排、注浆堵水、输氮灭火、送冰降温、排水通风、抢险救援等领域。大口径工程井直径一般在?500~1500 mm、深度1000 m以浅。科学选择和设计井身结构和成孔方法,能最大限度地降低施工成本,提高钻进效率和钻孔的安全程度。     

钻孔瞬变电磁方法探测越界开采采空区的应用

煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序,同时存在巨大的安全隐患,准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰,探测精度有限,难以满足采空区边界精准解释的需求。为了解决这一问题,提出一种钻孔中收发信号的钻孔瞬变电磁方法和施工工艺,利用其远离巷道和靠近异常体的特点,提高异常信号在实测数据中的占比;并研究可行域约束的OCCAM反演算法,进一步减小体积效应影响,实现了对越界开采采空区的电阻率精细成像。结合山西某煤矿的工程实践,对该方法精准探测邻矿越界开采采空区规模、性质的实用性和有效性进行了检验。结果表明,钻孔瞬变电磁方法是矿井地球物理技术与钻探工艺技术的高效结合和有益补充,基于可行域约束的OCCAM反演算法能够有效应用于越界开采采空区的边界精确成像解释。