[發(fā)明專(zhuān)利]一種集成測(cè)斜測(cè)扭的柔性測(cè)斜儀

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110238108.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112813952A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);聶楠;丁華祥;許光琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州芯誠(chéng)智控科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D1/00
• 分類(lèi)號(hào): E02D1/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 商祥淑

1.一種集成測(cè)斜測(cè)扭的柔性測(cè)斜儀，其特征在于：包括安裝在測(cè)斜管(1)內(nèi)的鋼管一(2)、鋼管二(3)和鋼管三(16)，所述測(cè)斜管(1)內(nèi)壁設(shè)有若干凹槽(1.1)，所述鋼管一(2)底端連接鋼管三(16)，所述鋼管三(16)底端連接高壓油管(4)，所述高壓油管(4)底端連接鋼管二(3)，所述鋼管一(2)頂端設(shè)螺母(6)，所述螺母(6)上設(shè)有絲杠(5)，所述絲杠(5)頂部穿設(shè)下壓環(huán)(7)，所述絲杠(5)頂部穿設(shè)下壓環(huán)(7)部分套設(shè)承重板一(8)，所述絲杠(5)頂端設(shè)有螺絲(9)，所述下壓環(huán)(7)頂部連接下壓罩(10)，所述鋼管一(2)側(cè)壁設(shè)有定向輪組(13)，所述鋼管二(3)底端設(shè)有導(dǎo)向輪組(14)，所述導(dǎo)向輪組(14)底部設(shè)有堵頭(15)，所述定向輪組(13)和導(dǎo)向輪組(14)兩側(cè)均滑動(dòng)安裝在凹槽(1.1)內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成測(cè)斜測(cè)扭的柔性測(cè)斜儀，其特征在于：所述測(cè)斜管(1)的直徑為68mm，且為PVC材質(zhì)，所述鋼管一(2)、鋼管二(3)和鋼管三(16)的直徑均小于20mm，所述鋼管三(16)和鋼管一(2)通過(guò)直通(11)連接，所述直通(11)上設(shè)有承重板二(12)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成測(cè)斜測(cè)扭的柔性測(cè)斜儀，其特征在于：所述定向輪組(13)和導(dǎo)向輪組(14)結(jié)構(gòu)相似，所述定向輪組(13)包括鉸接在鋼管一(2)側(cè)壁的圓板，所述圓板兩側(cè)均設(shè)有支架，所述支架上鉸接接觸輪。

4.一種集成測(cè)斜測(cè)扭的柔性測(cè)斜儀的應(yīng)用，其特征在于：可用于柔性測(cè)斜儀測(cè)斜和柔性測(cè)斜儀測(cè)扭；

所述柔性測(cè)斜儀測(cè)斜方法為：通過(guò)加速度計(jì)測(cè)量重力加速度在不同的軸向上的數(shù)據(jù)來(lái)返應(yīng)出對(duì)應(yīng)軸與重力方向的角度，通過(guò)角度的變化從而計(jì)算對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度桿的位移量。

具體步驟如下：

每一段放有一個(gè)加速度傳感器，測(cè)得對(duì)應(yīng)的第i節(jié)加速度值為(accx_i，acy_i，accz_i)，

則有：

accx_i＝Ax_i+Kx_i*G*sin(θx_i)

accy_i＝Ay_i+Ky_i*G*sin(θy_i)

accz_i＝Az_i+Kz_i*G*sin(θz_i)

式中：Ax_i，Ay_i，Az_i是加速度計(jì)的偏值(零偏)，Kx_i，Ky_i，Kz_i是加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，G地球重力加速度，θx_i，θy_i，θz_i對(duì)應(yīng)軸上傾角；

則對(duì)應(yīng)軸與重力方向夾角為：

已知算出了每個(gè)軸與重力方向的夾角θx_i，θy_i，θz_i，

且知每段長(zhǎng)L，則有對(duì)應(yīng)第i節(jié)設(shè)備的在重力方向的坐標(biāo)系中單節(jié)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)長(zhǎng)度(Lx_i，Ly_i，Lz_i)，

則：

Lx_i＝L×sin(θx_i)

Ly_i＝L×sin(θy_i)

Lz_i＝L×sin(θz_i)

則有對(duì)應(yīng)的第n節(jié)設(shè)備在整體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為第1節(jié)到第n節(jié)的累加和(Xn，Yn，Zn)

即得第n節(jié)坐標(biāo)為：

其中，Ax_i,Ay_i,Az_i是加速度計(jì)的偏值(零偏)，Kx_i,Ky_i,Kz_i是加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，G地球重力加速度，θx_i，θy_i，θz_i對(duì)應(yīng)軸上傾角。

所述柔性測(cè)斜儀測(cè)扭方法為：通過(guò)陀螺儀來(lái)測(cè)量平衡和轉(zhuǎn)速，在載體高速轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，陀螺儀始終要通過(guò)自我調(diào)節(jié)，使得轉(zhuǎn)子保持原有的平衡，并且，通過(guò)磁場(chǎng)傳感器來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)偏移，同時(shí)通過(guò)算法消除磁場(chǎng)偏移誤差對(duì)測(cè)量的影響。

沿著前方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的搖晃，由于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)軸具有較大的慣性，只要沒(méi)有直接施加扭矩，就會(huì)保持原有的姿態(tài)。由于設(shè)備是在測(cè)斜管(1)內(nèi)的凹槽(1.1)內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，測(cè)量其頂部測(cè)輪和底部測(cè)輪的相對(duì)位置，即可得到校核測(cè)斜儀的讀數(shù)。