光纖陀螺井斜測(cè)量單元的姿態(tài)解算方法研究及誤差分析.pdf

1、隨鉆測(cè)斜儀的主要作用是完成井斜角、方位角、工具面角等參數(shù)的測(cè)量。目前國(guó)內(nèi)定向鉆井過(guò)程中所用的傳感器均采用加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)，但由于磁強(qiáng)計(jì)易于受到各種因素引發(fā)的電磁干擾，因此需要安裝昂貴的非磁性軸環(huán)以提高精度。光纖陀螺被認(rèn)為是磁強(qiáng)計(jì)在井下測(cè)量的替代品，可以顯著地提高測(cè)量精度。而且采用捷聯(lián)慣導(dǎo)方法計(jì)算姿態(tài)和速度能實(shí)現(xiàn)磁傳感器不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)測(cè)量，即隨鉆測(cè)井。
　　本文首先介紹了定向鉆井的一些基本概念和專業(yè)術(shù)語(yǔ)等，介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)的原理，同時(shí)

2、比較了歐拉角法、方向余弦法和四元數(shù)法等姿態(tài)算法的優(yōu)劣，最后選擇了四元數(shù)法。在傳感器的選取上，通過(guò)介紹石英撓性加速度計(jì)、光纖陀螺傳感器的工作原理和性能指標(biāo)，從而給出了傳感器選取的指標(biāo)和原因。而后詳細(xì)闡述了利用三軸石英撓性加速度計(jì)和三軸光纖陀螺進(jìn)行測(cè)斜的原理，對(duì)整體流程包括粗對(duì)準(zhǔn)、精對(duì)準(zhǔn)、采用捷聯(lián)慣導(dǎo)方法和采用四元數(shù)姿態(tài)解算方法，給出了詳細(xì)的公式推導(dǎo)過(guò)程，從而得出井斜角、方位角和工具面角，并進(jìn)行了系統(tǒng)誤差、傳感器誤差的分析與補(bǔ)償和傳感器敏感