調(diào)諧陀螺儀1-1測(cè)量X軸和Y軸兩個(gè)軸向 上地球自轉(zhuǎn)角速率大??；同時(shí)，通過(guò)第一MEMS加速度計(jì)1-2測(cè)量X軸和Y軸兩個(gè)軸向上的 加速度大小；之后，通過(guò)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路1-3將動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀1-1和第一MEMS加速度 計(jì)1-2所測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至第一數(shù)據(jù)處理器1-4 ;所述第一數(shù)據(jù)處理器1-4接收到動(dòng)力調(diào)諧 陀螺儀1-1和第一MEMS加速度計(jì)1-2所測(cè)量的數(shù)據(jù)后，對(duì)第一MEMS加速度計(jì)1-2所測(cè)量 數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性標(biāo)定，并對(duì)動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀1-1所測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行八位置標(biāo)定，并根據(jù)標(biāo)定 結(jié)果，分別對(duì)動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀1-1和第一MEMS加速度計(jì)1-2所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段補(bǔ)償； 并且，所述第一數(shù)據(jù)處理器1-4結(jié)合通過(guò)第一參數(shù)設(shè)置單元輸入的當(dāng)?shù)責(zé)樁戎?，通過(guò)方位 角解算，計(jì)算得出尋北儀1的真方位角
[0075] 同時(shí)，所述第一數(shù)據(jù)處理器1-4能對(duì)第一供電電源1-7的剩余電量進(jìn)行檢測(cè)，并通 過(guò)液晶顯示屏1-6對(duì)第一供電電源1-7的剩余電量進(jìn)行同步顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x，其特征在于：包括尋北儀（I)和對(duì)尋北儀（I)與待測(cè)鉆機(jī)之間 的水平夾角進(jìn)行測(cè)量的方位調(diào)節(jié)儀（2);所述方位調(diào)節(jié)儀（2)平放于尋北儀（1)的第一外殼 (1-10)上，所述第一外殼（1-10)呈水平布設(shè)且其上部設(shè)置有基準(zhǔn)平臺(tái)（1-11 )，所述基準(zhǔn)平 臺(tái)（1-11)的上表面呈水平布設(shè)且其為尋北儀（1)和方位調(diào)節(jié)儀（2)的基準(zhǔn)面；所述方位調(diào) 節(jié)儀（2)平放于所述基準(zhǔn)面上，且方位調(diào)節(jié)儀（2)位于基準(zhǔn)平臺(tái)（1-11)的正上方；所述方位 調(diào)節(jié)儀（2)包括第二外殼（2-10)和布設(shè)在第二外殼（2-10)內(nèi)的第二電子線路板，所述第二 電子線路板上設(shè)置有第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)、三軸陀螺儀、第二三軸加速度計(jì)以及分別與第 二數(shù)據(jù)處理器（2-4 )相接的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（2-3 )和第二供電電源（2-7 )，所述三軸陀螺 儀和所述第二三軸加速度計(jì)均與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（2-3)相接，所述第二外殼（2-10)的外 側(cè)壁上裝有與第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)相接的第二參數(shù)設(shè)置單元。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述三軸陀螺儀為MEMS 陀螺儀（2-1)，所述第二三軸加速度計(jì)為第二MEMS加速度計(jì)（2-2);所述第二外殼（2-10)的 外側(cè)壁上裝有與第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)相接的第二顯示單元。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述基準(zhǔn)平臺(tái) (1-11)呈水平布設(shè)且其為圓形平臺(tái)、圓環(huán)形平臺(tái)、長(zhǎng)方形平臺(tái)或正多邊形平臺(tái)。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述尋北儀（1)包 括布設(shè)在第一外殼（1-10)內(nèi)的第一電子線路板，所述第一電子線路板上設(shè)置有第一數(shù)據(jù)處 理器（1-4)、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀（1-1)、第一 MEMS加速度計(jì)（1-2)以及分別與第一數(shù)據(jù)處理器 (1-4)相接的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（1-3)和第一供電電源（1-7)，所述動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀（1-1) 和第一 MEMS加速度計(jì)（1-2)均與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（1-3)相接，所述第一外殼（1-10)的外 側(cè)壁上裝有與第一數(shù)據(jù)處理器（1-4)相接的第一顯示單元，且第一外殼（1-10)的外側(cè)壁上 裝有用于輸入當(dāng)?shù)責(zé)樁戎档牡谝粎?shù)設(shè)置單元，所述第一參數(shù)設(shè)置單元與第一數(shù)據(jù)處理器 (1-4)相接。
5. 按照權(quán)利要求4所述的一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x，其特征在于：所述第二外殼（2-10)的 外側(cè)壁上還裝有第二充電口（2-9)和第二開(kāi)關(guān)（2-8)，所述第二充電口（2-9)和第二開(kāi)關(guān) (2-8)均與第二供電電源（2-7)相接；所述第一外殼（1-10)的外側(cè)壁上還裝有第一充電口 (1-9)和第一開(kāi)關(guān)（1 -8)，所述第一充電口（ 1_9)和第一開(kāi)關(guān)（1-8)均與第一供電電源（1-7) 相接；所述第一充電口（1-9)和第二充電口（2-9)上均設(shè)置有防護(hù)蓋（3)。
6. -種利用如權(quán)利要求1所述鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x對(duì)鉆機(jī)的鉆孔方位進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，其 特征在于該方法包括以下步驟： 步驟一、靜止尋北：通過(guò)尋北儀（1)測(cè)量真方位角，所測(cè)得的真方位角為尋北儀（1)的 真方位角； 步驟二、鉆孔方位調(diào)節(jié)：采用方位調(diào)節(jié)儀（2)對(duì)尋北儀（1)與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角 ΔΦ進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)方位調(diào)節(jié)儀（2)的測(cè)量結(jié)果，將所述待測(cè)鉆機(jī)在水平面上進(jìn)行逆時(shí)針 或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至ΔΦ +φι = φ〇 ; 其中，iIj1為步驟一中所測(cè)得尋北儀（1)的真方位角，為預(yù)先確定的待測(cè)鉆機(jī)的目標(biāo) 真方位角。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：步驟二中鉆孔方位調(diào)節(jié)過(guò)程中，所述尋北 儀（I)保持靜止不動(dòng)； 步驟二中采用方位調(diào)節(jié)儀（2)對(duì)尋北儀（1)與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角ΔΦ進(jìn)行測(cè)量 時(shí)，過(guò)程如下： 步驟201、尋北儀尋北結(jié)果設(shè)定：通過(guò)所述第二參數(shù)設(shè)置單元輸入步驟一中所測(cè)得尋 北儀（1)的真方位角A，所述第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)接收到％后進(jìn)行同步存儲(chǔ)； 步驟202、方位調(diào)節(jié)儀移位及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集：將方位調(diào)節(jié)儀（2)移至所述待測(cè)鉆機(jī)的基 準(zhǔn)線上；所述方位調(diào)節(jié)儀（2 )移位過(guò)程中，通過(guò)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（2-3 )對(duì)所述三軸陀螺儀 和所述第二三軸加速度計(jì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，且所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（2-3)將 所采集數(shù)據(jù)同步傳送至第二數(shù)據(jù)處理器（2-4); 步驟203、水平夾角求解：所述第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)調(diào)用定時(shí)增量法求解模塊，并結(jié) 合方位調(diào)節(jié)儀（2)移位過(guò)程中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（2-3)所采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算得出方位調(diào)節(jié)儀（2) 從尋北儀（1)移至所述待測(cè)鉆機(jī)的基準(zhǔn)線時(shí)的水平轉(zhuǎn)角，所計(jì)算得出的水平轉(zhuǎn)角為尋北儀 (1)與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角ΔΦ ; 步驟204、鉆機(jī)方位調(diào)節(jié)判斷：根據(jù)步驟203中計(jì)算得出的水平夾角ΔΦ，判斷是否需 對(duì)所述待測(cè)鉆機(jī)的鉆孔方位進(jìn)行調(diào)節(jié)：當(dāng)ΔΦ十％ = 時(shí)，說(shuō)明此時(shí)所述待測(cè)鉆機(jī)的鉆孔 方位為預(yù)先確定的目標(biāo)鉆孔方位，完成所述待測(cè)鉆機(jī)的鉆孔方位調(diào)節(jié)過(guò)程；否則，進(jìn)入步驟 205 ； 步驟205、方位調(diào)節(jié)儀回移及鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)：將方位調(diào)節(jié)儀（2)回移至尋北儀（1)的基準(zhǔn)平 臺(tái)（1-11)上，同時(shí)將所述待測(cè)鉆機(jī)在水平面上進(jìn)行逆時(shí)針或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)； 步驟206、下一次鉆孔方位調(diào)節(jié)：返回步驟201，按照步驟201至步驟205中所述的方 法，對(duì)所述待測(cè)鉆機(jī)的鉆孔方位進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)； 步驟207、多次重復(fù)步驟206,直至將所述待測(cè)鉆機(jī)的鉆孔方位調(diào)節(jié)為預(yù)先確定的目標(biāo) 鉆孔方位。
8. 按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：步驟一中尋北儀（1)的真方位角為尋北儀 (1)的基準(zhǔn)邊與地理真北方向之間的水平夾角，所述尋北儀（1)與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角 為尋北儀（1)的基準(zhǔn)邊與待測(cè)鉆機(jī)的基準(zhǔn)線之間的水平夾角；所述尋北儀（1)的基準(zhǔn)邊為 所述基準(zhǔn)面的中心線； 所述第二外殼（2-10)的外側(cè)壁上裝有與第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)相接的第二顯示單元； 步驟203中水平夾角求解完成后，所述第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)調(diào)用數(shù)值計(jì)算模塊且根 據(jù)公式Φ; = ΛΦ + Φ:，計(jì)算得出此時(shí)所述待測(cè)鉆機(jī)的真方位角《V，同時(shí)，所述第二數(shù)據(jù)處 理器（2-4)將計(jì)算得出的真方位角Φ;通過(guò)所述第二顯示單元進(jìn)行同步顯示； 步驟202中對(duì)方位調(diào)節(jié)儀（2)進(jìn)行移位之前，所述第二顯示單元所顯示的Φ〇· = ;步 驟203中水平夾角求解完成后，所述第二顯示單元所顯示的< =ΛΦ十Φ? ;步驟206中進(jìn) 行下一次鉆孔方位調(diào)節(jié)之前，所述第二顯示單元所顯示的= Φρ
9. 按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于：步驟203中水平夾角求解完成后，所 述第二數(shù)據(jù)處理器（2-4)調(diào)用數(shù)值計(jì)算模塊且根據(jù)公式《\； =Λφ +1^1，計(jì)算得出此時(shí)所述 待測(cè)鉆機(jī)的真方位角Φ(；;步驟205中將所述待測(cè)鉆機(jī)在水平面上進(jìn)行逆時(shí)針或順時(shí)針旋 轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)步驟203中所算得出的Φ〇·，對(duì)所述待測(cè)鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)：當(dāng)Φ<； > Φα?xí)r，對(duì)所述待 測(cè)鉆機(jī)進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)Φ〇 < 時(shí)，對(duì)所述待測(cè)鉆機(jī)進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x及鉆孔方位調(diào)節(jié)方法，該鉆機(jī)姿態(tài)測(cè)量?jī)x包括尋北儀和對(duì)尋北儀與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角進(jìn)行測(cè)量的方位調(diào)節(jié)儀；方位調(diào)節(jié)儀平放于尋北儀上，方位調(diào)節(jié)儀包括第二數(shù)據(jù)處理器、三軸陀螺儀、第二三軸加速度計(jì)、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和第二供電電源；該鉆孔方位調(diào)節(jié)方法包括步驟：一、靜止尋北：通過(guò)尋北儀測(cè)量真方位角Φ1；二、鉆孔方位調(diào)節(jié)：采用方位調(diào)節(jié)儀對(duì)尋北儀與待測(cè)鉆機(jī)之間的水平夾角ΔΦ進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)方位調(diào)節(jié)儀的測(cè)量結(jié)果對(duì)待測(cè)鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直至ΔΦ+Φ1＝Φ0；Φ0為預(yù)先確定的待測(cè)鉆機(jī)的目標(biāo)真方位角。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能對(duì)鉆機(jī)鉆孔方位進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行定向，并且定向準(zhǔn)確度高。
【IPC分類(lèi)】E21B47-022
【公開(kāi)號(hào)】CN104653173
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410850661
【發(fā)明人】楊少峰, 何永革, 由浩, 高美卿, 邢靖虹, 李書(shū)成, 付昌虎
【申請(qǐng)人】西安中星測(cè)控有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日