光纖陀螺井斜測量單元的姿態(tài)解算方法研究及誤差分析.pdf

1、隨鉆測斜儀的主要作用是完成井斜角、方位角、工具面角等參數(shù)的測量。目前國內(nèi)定向鉆井過程中所用的傳感器均采用加速度計和磁強計，但由于磁強計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。光纖陀螺被認為是磁強計在井下測量的替代品，可以顯著地提高測量精度。而且采用捷聯(lián)慣導方法計算姿態(tài)和速度能實現(xiàn)磁傳感器不能實現(xiàn)的實時測量，即隨鉆測井。
　　本文首先介紹了定向鉆井的一些基本概念和專業(yè)術(shù)語等，介紹了捷聯(lián)慣導的原理，同時

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，通過介紹石英撓性加速度計、光纖陀螺傳感器的工作原理和性能指標，從而給出了傳感器選取的指標和原因。而后詳細闡述了利用三軸石英撓性加速度計和三軸光纖陀螺進行測斜的原理，對整體流程包括粗對準、精對準、采用捷聯(lián)慣導方法和采用四元數(shù)姿態(tài)解算方法，給出了詳細的公式推導過程，從而得出井斜角、方位角和工具面角，并進行了系統(tǒng)誤差、傳感器誤差的分析與補償和傳感器敏感