Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Падерина Татьяна Владимировна

Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации
<
Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Падерина Татьяна Владимировна. Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.03 СПб., 2005 153 с. РГБ ОД, 61:05-5/3942

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Гироскопические инклинометры - современное состояние вопроса 10

1.1 Измерение параметров угловой ориентации оси симметрии скважины с помощью инклинометров 10

1.2. Обзор отечественных гироскопических инклинометрических систем 16

1.3. Обзор зарубежных гироскопических инклинометрических систем 25

Глава II. Бесплатформенный гироин клинометр с ориентацией вектора кинетического момента дус по продольной оси скважины 30

2.1.Алгоритмы работы и модель погрешностей трехосной и продольной схемы гироинклинометров 30

2.1.1. Алгоритм идеальной работы и модель погрешностей определения азимута в трехосной схеме гироинклинометра 30

2.1.2. Алгоритм работы и модель погрешностей определения азимута в продольной схеме 34

2.2. Продольная схема: измерение угловых параметров наклонно- направленных и горизонтальных скважин, особенности измерения траекторий скважин, близких к вертикальным 36

2.3.Алгоритм определения азимута в продольной схеме, основанный на методе средневзвешенной оценки. Анализ чувствительности алгоритма к неадекватности статистической модели погрешностей каналов ДУС 47

2.3.1. Синтез алгоритма вычисления азимута методом средневзвешенной оценки 47

2.3.2. Оценка эффективности применения алгоритма на основе взвешивания в условиях неадекватности статистической модели погрешностей каналов ДУС 52

2.4.Калибровка гироинклинометра в полевых условиях 64

Глава III. Бесплатформенный гироинклинометр с ориентацией вектора кинетического моментадус в плоскости поперечного сечения скважины 81

3.1. Поперечная схема гироинклинометра 82

3.2. Компасирование в поперечной схеме гироинклинометра 87

3.2.1. Калибровка ДУС в поперечной схеме гироинклинометра 87

3.2.2. Компасирование, инвариантное к пусковым погрешностям ДУС 95

3.2.3. Измерение вертикальных участков скважин в поперечной схеме гироинклинометра 104

3.3 Алгоритм определения азимута в поперечной схеме, основанный на методе средневзвешенной оценки. Анализ чувствительности алгоритма к неадекватности статистической модели погрешностей каналов ДУС 106

3.3.1 Синтез алгоритма вычисления азимута методом средневзвешенной оценки 106

3.3.2 Оценка эффективности применения алгоритма на основе взвешивания при нарушении условия статистической независимости погрешностей каналов ДУС 111

Глава IV. Результаты экспериментальных исследований и испытаний бесплатформенного гироинклиіюметра 116

4.1.Про ведение экспериментальных исследований и испытаний геонавигационного модуля УЗТС-90 с продольной схемой гироинклинометра 116

4.1.1. Проверка точности определения азимута в продольной схеме гироинклинометра 117

4.1.2. Проведение объектовых испытаний продольной схемы гироинклинометра 120

4.2. Проведение экспериментальных исследований поперечной схемы гироин клинометра 121

4.2.1. Проведение стендовых экспериментальных исследований поперечной схемы гироинклинометра 121

4.2.2. Проведение объектовых исследований поперечной схемы гироинклинометра 131

Заключение 135

Литература 137

Приложение 148

Обзор отечественных гироскопических инклинометрических систем

Современный этап развития отечественных гироскопических инклинометрических систем начался с 90-х годов прошлого века, когда в„ рамках конверсионной деятельности несколько крупных предприятий разработчиков гироскопической техники стало заниматься разработкой и созданием инклинометров. Основное направление разработок при этом — бесплатформенные инклинометры, имеющие бесспорные преимущества: отсутствие карданова подвеса, малые габариты, малое энергопотребление, надежность, технологичность и т. д.

В НИИ прикладной механики имени академика В.И.Кузнецова (Москва) был спроектирован ряд гироскопических инклинометров для измерения параметров пробуренных скважин, которые строились на поплавковых (ПГ) или динамически настраиваемых гироскопах (ДНГ), в качестве датчиков зенитного угла использовались маятниковые или струнные акселерометры. Одной из последних разработок стал многоточечный инклинометр ИГМ 36 с 80/60, предназначенный для определения зенитного угла и азимута вконтрольных точках ствола наклонно направленной скважины.

Типовая номенклатура технических характеристик гироинклинометров включает: наружный диаметр защитного кожуха (мм), диапазон измерения по зенитному углу и азимуту (град.), основную погрешность зенитного угла, азимута (град.), максимальную рабочую температуру (С), максимальное рабочее давление (МПа).

Технические характеристики ИГМ 36-80/60; Наружный диаметр защитного кожуха, мм - 36; Диапазон измерения, град. - зенитного угла 0-60, азимута 0-360; Основная погрешность, град. - зенитного угла - 0.2, азимута - 2.0; Максимальная рабочая температура, С -80; Максимальное рабочее давление, МПа -60.

В ИГМ-36 применен принцип гироскопического компасирования. Прибор содержит один двухосный ДНГ (режим ДУС) с расположением вектора кинетического момента по оси скважины и два маятниковых акселерометра компенсационного типа. ДНГ установлен в поворотный механизм, который разворачивает его корпус во время работы на 180 вокруг продольной оси СП, компенсируя тем самым влияние корпусных составляющих ухода ДНГ.

Было изготовлено несколько опытных образцов ИГМ-36, серийным этотПо мнению автора диссертационной работы, основным конструктивным недостатком ИГМ-36 является использование в бесплатформенной схеме построения такого инклинометра вместо традиционной триады только двух акселерометров, что существенно ограничивает его применение, несмотря на диаметр, чрезвычайно востребованный на рынке сервисных услуг в нефте- и газодобыче.

ОАО «Арзамасское научно-производственное предприятие «Темп-Авиа» (г. Арзамас) разработало инклинометр гироскопический непрерывный ИГН 73-100/80, который предназначен для определения в непрерывном режиме азимута и зенитного угла скважины [35,38].

Основные технические характеристики ИГН 73 - 100/80: Наружный диаметр, мм - 73, длина прибора, мм - 2500; Диапазон измерения, град - зенитного угла - 0-70, азимута 0-360; Основная погрешность, град - по углу зенита - 0,15, по углу азимута -1,5; Рабочая температура, С - 100; Максимальное давление, МПа - 80.ИГН 73 представляет собой одноосный индикаторный гиростабилизатор, который позволяет исключить влияние вращения СП вокруг оси скважины, возникающее во время его движения. В качестве чувствительных элементов используются двухканальный управляемый гироскоп со сферическим шарикоподшипниковым подвесом типа D7-03H и два акселерометра АТ-1104. Один канал гироскопа является датчиком системы стабилизации, позволяющей удерживать платформу неподвижной относительно продольной оси СП, другой - датчиком измерителя угловой скорости вокруг оси, перпендикулярной оси стабилизации. Акселерометры, установленные на платформе, измеряют две компоненты кажущегося ускорения.

По информации с чувствительных элементов в вычислительном устройстве инклинометра формируется матрица ориентации. Построение траектории скважины осуществляется с использованием информации о начальной выставке инклинометра, данных матрицы ориентации и длине скважины, в качестве которой принимается длина опущенного в скважину каротажного кабеля [35],

Инклинометр ИГН 73 находится в серийном производстве, нашел свою «нишу» и применяется в основном для быстрого и оперативного измерения угловых параметров скважин старого фонда (главным образом, близких к вертикальным) при их аттестации, а таких скважин в настоящее время насчитывается около нескольких десятков тысяч.

Инклинометр гироскопический ИГМ-73-120/60 разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Ижевский механический завод" (ФГУП "ИМЗ"). Гироинклинометр предназначен для измерения в режиме точечного компасирования зенитного угла, азимута, угла установки отклонителя бурильного инструмента. В качестве чувствительного элемента в инклинометре используется сферический гироскоп с электромагнитным подвесом ротора, одновременно работающий в режиме двухосного датчика угловой скорости и трехосного датчика линейных ускорений. В таблице 1.2 приведены основные технические характеристики двух вариантов ИГМ-73 [49].

Продольная схема: измерение угловых параметров наклонно- направленных и горизонтальных скважин, особенности измерения траекторий скважин, близких к вертикальным

Как показывает вывод предыдущего параграфа, применение функции arctg для вычисления азимута в двухосных схемах инклинометрических систем крайне неэффективно, что особенно проявляется при измерении участков скважин, имеющих зенитные углы 9 70.Если в качестве источника информации об азимуте А рассматривать только выражение (2.15), то можно получить следующий алгоритм его вычисления:Как видим, в отличие от (2.19), погрешность вычисления азимута (2.21) в этом случае не зависит от значений зенитного угла.

Сравним по модулю величины погрешностей, получаемых из (2.21) и (2.19), при этом будем учитывать только составляющие, обусловленные погрешностями ДУС. Значения погрешности азимута ДЛ, полученные из выражения (2.19) и (2.21) обозначим соответственно Mt и AAS.

Проверяя условия выполнения неравенства: И, наконец, рассматривая (2.22) применительно к максимально допустимой ошибке и принимая условие равноточности погрешностей ДУСcos Таким образом, при выполнении условия (2.23) следует пользоваться для вычисления азимута А алгоритмом (2.17), в противном случае — алгоритмом (2.20).

Области предпочтительного использования «синусного» (усеченного) алгоритма вычисления азимута А наглядно иллюстрируются на картинной плоскости В, А (рис.2.2). Очевидно, что область предпочтительного применения усеченного алгоритма гораздо шире, чем традиционного.В то же время при значении зенитного угла 9 = 90 азимут можно вычислить только в соответствии с алгоритмом (2.20). Рассмотрим подробно возникающие при этом погрешности.Обратимся к выражению (2.21).

Введем следующие обозначения:где: Ас,юсу —приборные значения А, яу,Подставляя (2.24) в (2.20), можно легко получить следующее выражение:Рассмотрим последовательно возможные варианты соотношений для значений А и АА.результат:С учетом (2.27) решение уравнения (2.28) может быть последовательноприведено к виду: АА = и, используя известное

Второй корень квадратного уравнения является посторонним, поскольку формально противоречит условиям (2.27). Что же до физического смысла этого корня, то он предельно прост - это неоднозначность определения тригонометрического аргумента при наличии только одной его функции (проблема «определения четверти»). Значение 6=90 соответствует горизонтальному участку проводки скважины, т.е. ситуации, которая наступает через десятки часов бурения, а в продолжение этих часов обе функции (2.15),(2.16) определяются. Азимут скважины меняется медленно и его идентификация при значениях не очень близких к 90— тривиальна.приведенные в предыдущем пункте.

Поскольку значение неопределенности дрейфа гироскопов, а значит и єуі имеет произвольный знак, уравнение (2,37) может не иметь решения. Этаситуация имеет простую физическую трактовку — погрешность измерения ДУС угловой скорости вращения Земли такова, что тригонометрическая функция sin Л, рассчитанная по выражению (2.15) выходит из области допустимых значений, т. е. sin А\ 1.

При переходе в эту зону, т.е. при:необходимо положить: sin Ас \ = 1, т.е. AC=9Q(210) (2.39)Таким образом, Ас = 90 ± /2s (2.40)т.е. при пересечении траекторией скважины зоны, граничные значения азимутов которой равны 90(270) - J2ey, 90(270) + є J, приборноезначение Ас перестает меняться. Инклинометр оказывается в «мертвой зоне»протяженностью 2 2є .Такую же величину имеет диапазон возможныхзначений, принимаемых Ас (см. рис. 2.3, 2.4), При попадании в этот«квадрат» и нахождении в нем сверх той протяженности проходки, которая обеспечивает выполнение критерия гладкости: где: —— допустимое искривление скважины (-); (/-/0) протяженностьdl мпроходки на рассматриваемом интервале,теряется возможность измерения угловых параметров скважины. Привыполнении условия (2.41) выбор между значениями Ас и (180- Ас)(«определение четверти») неоднозначен - выход азимута из «мертвой зоны» становится неконтролируемым, а дальнейшая траектория скважины — ненаблюдаемой и приходится констатировать невозможность решения задач проводки или контроля скважины инклинометром в режиме точечного компасирования.

Алгоритм определения азимута в поперечной схеме, основанный на методе средневзвешенной оценки. Анализ чувствительности алгоритма к неадекватности статистической модели погрешностей каналов ДУС

Предложенный в разделе 3.2 интервальный алгоритм, совмещающий применение функций arcsin и агсщу определяемое условием (3.33), не позволяет сформировать оптимальный переход между областями использования указанных функций (хотя бы, в силу наличия в точке «перехода» разрыва II рода). Поэтому предлагается другой алгоритм вычисления азимута, основанный на оптимальном взвешивании двух измерений.

Метод средневзвешенной оценки для определения азимута, рассмотренный в главе И, может быть применен и в данной схеме, поскольку, рассчитанные с помощью функций arcsin,arccos значения А имеют разную точность даже при условии одинаковой точности каналов ДУС

Азимут Л в упомянутой схеме может быть вычислен в соответствии соследующими алгоритмами:Погрешности вычисления азимута, соответствующие алгоритмам (3.37),(3.38), в разной степени зависят от параметров скважины Л8, что и делаетизмерения А ,А 1 разноточными:Оптимальной оценкой величины азимута, основанной на двухизмерениях (3.39),(3,40), будет взвешенное среднее этих измерений, котороепримет следующий вид [91,92]:Сравним дисперсии ошибок вычисления азимута при использовании традиционного в инклинометрии алгоритма (arctgA ) и алгоритма (3.42).

Традиционному алгоритму вычисления азимута соответствует следующее выражение для дисперсии:2 _ о 2 [(cos 6 sin ц; cos Л + sin A cos vy)2 + sin2 9COS2 л] Q cos cpsin 6-cos у

Применяя формулу для погрешности средневзвешенной оценки (2.60),получим значение дисперсии ошибки определения А .

Выражения (3.43), (3.44) позволяют построить зависимости СКО азимута аА от значений самого угла при использовании традиционного иалгоритма и алгоритма (3.42).

На рис, 3.8а, 3.85, 3.8в ,3.%г приводятся примеры таких зависимостей, полученные при значении О"щ=0,03 град/час для зенитных углов 9, равных соответственно 70 фад (рис.3.8а), 30 град (рис.3.86), 10 град (рис. 3.8в), 10 фад (рис.3.8г), при этом значение угла у равно 0(рис.3.8а, 3.86, 3.8e ) и 45 (рис.3. %г).

Как видно из приведенных графиков, при значении угла vj/ = 0 характер кривых, описывающих зависимости погрешностей вычисления азимута в соответствии с алгоритмами (3.42) и традиционным (arctg) от параметров траектории, аналогичен характеру кривых для продольной схемы инклинометра с той, естественно, разницей, что эффективность применения алгоритма (3.42) в поперечной схеме инклинометра растет с уменьшением зенитного угла, а в продольной - с увеличением.

Это обстоятельство легко объяснимо. При измерении азимутальных углов скважин произвольной ориентации двухосным гироинклинометром может происходить либо полная «потеря одной измерительной оси» (в выходном сигнале с этой оси полностью отсутствует информация об азимуте), либо эта информация есть, но вычисленный на ее основе азимут имеет чрезвычайно большую погрешность. Для инклинометра с продольным ДУС такими «критическими» участками являются горизонтальные и близкие к ним, а для инклинометра с поперечным ДУС - участки, близкие к вертикальным. Поскольку степень неравноточности двух измерений (3.39), (3.40) на этих участках возрастает максимально, на них же максимально проявляются и качественные преимущества алгоритма на основе взвешивания по сравнению с традиционным.Сравнивая графики СКО на рис 3.8в и 3. 8 ? (они построены для одного и того же в и крайних значений угла vj/ из его возможного диапазона), убеждаемся в том, что ошибки вычисления азимута с помощью алгоритма на основе взвешивания при значении углау = 45 больше аналогичных ошибок, полученных при ij/ = 0. Этот факт подчеркивает целесообразность установки ці в положения, близкие к значениям 0 (или 180).

Но, тем не менее, и при значении \\t = 45 применение нового алгоритма позволяет получить выигрыш в точности, что хорошо иллюстрируется рис. 3.8г. На рис. 3.9а, 3.96 приведены гистограммы, показывающие осредненную по А оценку выигрыша в точности для ряда значений В и значенийздесь следует иметь в виду, что для каждого значения азимута А существует своя конкретная оценка выигрыша в точности.

Приведенные гистограммы (рис.3.9я, 3.96) позволяют сделать следующий вывод; если в инклинометре реализована техническая возможность разворота корпуса ДУС в требуемые пложения по углу ц; иможет быть обеспечено у = 0, то применение алгоритма на основе взвешивания наиболее эффективно для участков скважин с зенитными углами 9 30. Если угол у при развороте устанавливается в произвольном положении в диапазоне значений і/ 45, то область преимущественногоприменения алгоритма (3.42) становится шире - для скважин с зенитными углами 9 70. нарушении условия статистической независимости погрешностей каналов ДУС.Алгоритм (3.46) получен при условии статистической независимости ошибок каналов ДУС, а в действительности между этими погрешностями имеется корреляция.

Выражение для дисперсии ошибки вычисления азимута по алгоритму (3.42) при условии корреляции погрешностей каналов будет иметь следующий вид:

Выражение для дисперсии a2Atgпогрешности вычисления азимутатрадиционным алгоритмом в условиях коррелированности каналов ДУС будет На рис.3.10a, 3.106, приводятся примеры расчетных зависимостей величин СКО аАія,аАдеіктв от значений азимута, полученные при условиях - тм =0,03 град/ч ас, г=\ для зенитных углов и углов установки отклонителя, равных соответственно 9 = 30,у = О(рис.ЗЛ0 7), 9 = 10\ф = 0 (рис.3.106).

При угле у = 0 условие (3.59) оказывается совпадающим с критерием перехода (3.33), используемым в интервальном алгоритме:

В поперечной схеме инклинометра, таким образом, в условиях коррелированности погрешностей каналов ДУС необходимо применять:- при выполнении условия (3.50) - традиционный алгоритм (arctg);- если условие (3.50) не ыполняется - алгоритм на основе взвешивания (3.42).1. Разработана новая поперечная схема гироинклинометра, которая в сочетании с методическим (использование трубной колонны) или приборным (использование дополнительного осевого привода) обеспечением разворота вокруг продольной оси скважины позволяет осуществить компасирование в скважинах любой ориентации.2. Разработана методика компасирования, обеспечивающая в поперечной схеме гироинклинометра инвариантность к пусковым погрешностям за счет разворотов корпуса ДУС вокруг вектора кинетического момента и продольной оси скважины и установки его измерительных осей в заданные положения.3. Разработаны алгоритмы определения азимута в поперечной схемеинклинометра, обеспечивающие для большинства вариантов ориентациискважин точность, соизмеримую с точностью его вычисления в трехоснойсхеме при том же времени измерения. 4. Разработан алгоритм определения азимута методом средневзвешенной оценки, который при адекватности модели ошибок каналов ДУС дает оптимальную оценку вычисления азимута при любых параметрах скважины.5. Разработаны рекомендации по применению предложенных алгоритмов определения азимута при нарушении условия статистической независимости погрешностей каналов ДУС.

Проведение экспериментальных исследований поперечной схемы гироин клинометра

На основе результатов синтеза поперечной схемы, изложенных в III главе, был разработан гироинклинометр (ГИ), представленный на рис.4.4. Он предназначен для измерения траектории трубопроводов и состоит из двух шарнирно-сочлененных цилиндрических блоков (гироблок и блок электроники). Такое конструктивное решение связано с необходимостью проведения измерений в трубопроводах малого диаметра с малым же радиусом изгиба (поворота). Блоки герметичны, их размеры 0 42 х 350. В состав блока электроники входят источники питания ДУС, акселерометров и двигателей разворота гироскопа вокруг вектора кинетического момента и вокруг продольной оси ГИ. На рис.4.4 представлена также наземная часть ГИ, которая состоит из блока управления и портативного компьютера.

Конструкция ГИ (рис.4.5) представляет рамку, установленную в корпусе ГИ в подшипниках. Рамка имеет возможность разворачиваться с помощью специального электропривода вокруг продольной оси ГИ на угол ц/. На рамке установлен трехкомпонентный измеритель ускорений и динамически настраиваемый гироскоп (КИНД 05-073) (рис.4.6). Корпус гироскопа имеет возможность поворачиваться с помощью электропривода относительно вектора кинетического момента на угол р.

На рис.4.7 представлен фрагмент рамки с установленными блоком акселерометров и ДУС. На рамке также установлена электроника обратной связи ДУС, электроника предварительной обработки и фильтрации сигналов акселерометра, аналого-цифровые преобразователи и интерфейс связи с блоком электроники.. Проверка точности определения азимута в поперечной схеме гироинклинометраЦель экспериментального исследования - сравнить точность определения азимута в поперечной схеме гироинклинометра с помощью двух алгоритмов: алгоритма на основе взвешивания и традиционного (arctg).

Оптическая делительная головка (ОДГ) OPTIGON ВП «HAHN & KOLB» устанавливается на плиту, которая находится на виброизолированном фундаменте. С помощью регулируемых опор плита выставляется в плоскость горизонта по Уровню брусковому 100-0,05 ГОСТ 9392-89 с погрешностью не более 30 угловых секунд, ось шпинделя ОДГ разворачивается относительно плоскости меридиана на угол, равный А=225 с погрешностью не более 1 угловой минуты. Далее, на ОДГ устанавливается базовое устройство ДНИЯ.301319.001. Кронштейн 722МДП1, с закрепленным на нем ГИ, устанавливается на базовое устройство ДНИЯ.301319.001 (рис. 4.8). Установочная плоскость базового устройства выставляется в плоскость горизонта по уровню. Вращением шпинделя ОДГ базовое устройство разворачивается на угол 30 относительно плоскости горизонта в первом эксперименте и на угол 25 - во втором.

Таким образом, угловые параметры, характеризующие положение оси Z0 ГИ имеют следующие значения - А=70, 6=30(первый эксперимент), А=70, 0=25(второй эксперимент).При проведении экспериментов паспортные значения составляющих ухода ДНГ и значения масштабных коэффициентов известны и учитываются в ПЭВМ.

Далее проводятся циклы режима компасирования. Расчет азимута производится в ПЭВМ по алгоритмам на основе взвешивания и традиционному (arctg). Вычисленные значения азимута приведены в таблице 4.4. На рис 4.9, 4.10 приведены кривые, построенные по полученным значениям азимута (кривая 1 соответствует традиционному, а 2 - алгоритму основе взвешивания Эталонные значения азимута и зенитного угла при этом составляют: Аэтаят =ЗІ5\Є = 3 Г(рис.4.9), А атн = 315 ,Є = 25в(рис.4.І0).Рис.4.10 Результаты исследований показывают, что ошибки вычисления азимута с помощью алгоритма на основе взвешивания в поперечной схеме инклинометра не превышают 0,8 град, в то время как ошибки вычисления азимута с помощью традиционного алгоритма могут составлять более 1,8град. 2. Проверка методики калибровки двухосного роторного ДУС в составе бесплатформенного гироинклинометра без эталонирования по курсу в условиях стенда

Цель эксперимента — сравнить значения коэффициентов ухода ДУС в составе бесплатформенного гироинклинометра (в данном случае, в составе поперечной схемы), полученные в процессе калибровки с использованием эталонного средства курсоуказания и без него.В качестве примера рассмотрим процесс калибровки Y- канала ДУС.

Кронштейн 722МДП1, с закрепленным на нем ГИ, устанавливается на базовое устройство ДНИЯ.ЗО 1319.001, при этом вектор кинетического момента ДУС ориентирован вверх (рис.4.11). Шпиндель ОДГ имеет вертикальное положение. Направление на север известно с погрешностью не более 1 угловой минуты.

Развороты в азимуте производятся вращением шпинделя ОДГ. Производя компасирование при установке ГИ на отдельных румбах, добиваемся обнуления сигнала с оси ОХ ДУС (положение 5 рис.4.12). Считая, что ось OY ДУС ориентирована на север, вычисляем разность ыу -7,б1=2,52град/чзаранее), коэффициент ту = 2.52 вводим в ПО ГИ. Далее,разворачивая ГИ в азимуте, добиваемся обнуления сигнала с оси OY ДУС (положение 8 рис.4.12), полученное при этом значение т вводим в ПО ГИ.Затем снова разворачиваем ГИ в азимуте таким образом, чтобы ось OY была направлена на «север» (при обнулении сигнала с оси ОХ, положение 5 рис.4.12). Вычисляется разность 0 -7,61= - 0.239, с учетом которойкорректируется значение ту в ПО.

Далее производим компасирование в положениях 6, 7, 1, 2, 3, 4, 9, 10 (рис. 4.12). В положениях 1, 2, 3, 4 (рис. 4,12) ГИ устанавливается в кронштейн 722МДП1 таким образом, чтобы вектор кинетического момента ДУС был расположен горизонтально. В положениях 9, 10 ось шпинделя ОДГ расположена горизонтально и совпадает с ориентацией оси OY ДУС в положении 5.

Вычисление неизвестных параметров модели ухода ДУС осуществляется в процессе нескольких итераций. В результате I итерации определяется -т =2,52град/час (положение 5), в результате II итерации 1 =2,283 град/час.Далее после формирования всех измерений в положениях 6,7, 1, 2, 3, 4, 9, 10 и пятикратного их повторения с помощью метода наименьших

Похожие диссертации на Разработка бесплатформенного гироинклинометра с датчиком угловой скорости для скважин произвольной ориентации