基于MEMS双惯导架构的钻孔测斜系统技术方案

本发明专利技术公开了基于MEMS双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，包括依次连接的信息采集模块、数据管理模块、数据融合模块及惯性导航模块。本发明专利技术首次在井下钻头测斜设备上采用双惯导架构的设计，通过融合两套惯导系统的输出数据实现了随钻定向测量。这种设计提供了载体信息，克服了高精度器件在测量范围上的限制，扩大了系统的动态测量范围，突破了传统定向测斜仪方案对于器件类型和成本体积的约束，能够对采集到的传感器的数据进行故障检测，从而增强了钻孔测斜系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高精度井下惯性导航，涉及基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统。

技术介绍

1、当前，在井下环境中广泛使用的测斜设备是基于磁力计和加速度计的磁性测斜仪，然而，在实际勘探中稳定性差，易受钻杆磁性部件干扰、地层含磁矿石以及太阳磁暴等因素影响下，该类测斜仪无法依靠磁感应来确认钻孔姿态。近年来，得益于高精度的即时测量能力，陀螺仪开始被逐步引入到随钻测量领域。然而光纤陀螺的测量原理表明，其测量精度会因长时间工作和深井环境的影响而降低，不符合小口径、宽温度适应范围以及快速温变条件下超深井勘探开采的需求。目前，国内外的钻机配备的最小钻杆直径已经能够达到30mm，因此测量设备面临的主要难题是在实现小型化的同时确保测量精度。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，解决了现有测量系统存在的体积大及测量精度低的问题。

2、本专利技术所采用的技术方案是，基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，包括依次连接的信息采集模块、数据管理模块、数据融合模块及惯性导本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于MEMS双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：包括依次连接的信息采集模块(1)、数据管理模块(2)、数据融合模块(4)及惯性导航模块(3)。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：所述信息采集模块(1)内部包括依次连接的冗余惯性测量单元(11)、采数板(51)和误差补偿模块(12)；数据管理模块(2)、惯性导航模块(3)、数据融合模块(4)在导航板(52)上运行，信息采集模块(1)的输出信息和惯性导航模块(3)和导航数据均存储在SDRAM存储器(53)中用于后续回溯精对准。

3.根据权利要求2所述的基于MEM...

【技术特征摘要】

1.基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：包括依次连接的信息采集模块(1)、数据管理模块(2)、数据融合模块(4)及惯性导航模块(3)。

2.根据权利要求1所述的基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：所述信息采集模块(1)内部包括依次连接的冗余惯性测量单元(11)、采数板(51)和误差补偿模块(12)；数据管理模块(2)、惯性导航模块(3)、数据融合模块(4)在导航板(52)上运行，信息采集模块(1)的输出信息和惯性导航模块(3)和导航数据均存储在sdram存储器(53)中用于后续回溯精对准。

3.根据权利要求2所述的基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：所述冗余惯性测量单元(11)包括高精度惯性测量单元h、低精度惯性测量单元l，高精度惯性测量h单元包括三轴mems陀螺仪gh和三轴加速度计ah，低精度惯性测量单元l包括三轴mems陀螺仪gl和三轴加速度计al。

4.根据权利要求3所述的基于mems双惯导架构的高精度钻孔测斜系统，其特征在于：所述高精度惯性测量单元h、低精度惯性测量单元l的角增量和加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁浚，刘健宁，杨雯，赵锴，焦明星，郑毅，李鹤群，李琳杰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：