測(cè)斜儀設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)大型工程的需求，國(guó)內(nèi)鉆探工程得到了迅速發(fā)展，作為觀測(cè)井身、檢測(cè)其內(nèi)部位置和角度變化的專用儀器，鉆孔測(cè)斜儀能夠精確測(cè)量井口的傾斜角、方位角以及工具面角，廣泛應(yīng)用于斜井及定向井井身軌跡的測(cè)量。本設(shè)計(jì)采用新型傳感器作為檢測(cè)單元，利用單片機(jī)作為控制核心，保證了系統(tǒng)的精度以及工作的穩(wěn)定性。
　　本文通過(guò)分析對(duì)比國(guó)內(nèi)外測(cè)斜技術(shù)，詳細(xì)介紹了測(cè)斜系統(tǒng)的模型建立方法。根據(jù)模型坐標(biāo)系的變換，得出了方位角、傾斜角以及工具面角的定義，

2、針對(duì)三個(gè)不同的參數(shù)，給出了相應(yīng)的計(jì)算公式推導(dǎo)過(guò)程。同時(shí)，闡述了加速度傳感器和磁阻傳感器的工作原理，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)選取提供了重要依據(jù)。
　　測(cè)斜儀的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)測(cè)斜原理以及傳感器工作原理的分析，本文給出了測(cè)斜系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)思路，清晰明確了系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)功能、通信功能以及數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)功能，并給出了詳細(xì)的硬軟件設(shè)計(jì)方案。
　　硬件設(shè)計(jì)采用C8051F021作為井下系統(tǒng)的控制核心，利

3、用SCA3060加速度傳感器以及HMC1053磁阻傳感器作為檢測(cè)單元，通過(guò)TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片完成磁阻傳感器的信號(hào)采集。而加速度傳感器為數(shù)字芯片，可以直接通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的四線制SPI接口與單片機(jī)進(jìn)行通信并完成信號(hào)的采集存儲(chǔ)。由于測(cè)斜系統(tǒng)的工作環(huán)境為深井之內(nèi)，因此整個(gè)系統(tǒng)的通信，數(shù)據(jù)傳輸均是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的操作方便性，本文采用藍(lán)牙無(wú)線通信。由于藍(lán)牙傳輸受到距離的限制，因此整個(gè)測(cè)斜儀的控制只能在測(cè)試前后進(jìn)行，井下系