煤矿井下随钻孔迹测量技术研究

摘要

井下钻探是在煤炭平时生产过程中的一种不可或缺的工程。第一它是煤矿单位平时生产勘探的重要手段，第二它也为安全问题的解决提供了重要保障。但是由于目前普遍采用的井下回转钻机并不具有钻孔空间轨迹测量功能，因此当前的井下钻进一般都是根据经验盲钻。随钻测量（MWD）技术是解决该问题的较好的方法，但当前随钻测量技术主要应用于千米定向钻中，普通钻机的钻孔空间轨迹测量依旧没有较好的解决办法。
　　从随钻测量关键技术出发，通过空间轨迹测量方法，建立起以多传感器为底层的航资参考系统（AHRS）。利用 AHRS实现了随钻姿态测量和进尺测量。针对 AHRS中出现的误差，通过建模处理后，既降低了传感器的成本，也提高了系统的精度要求。尝试开发由测量短节、控制端和相关配套软件组成的随钻测量系统。实现钻孔随钻随测、数据导出、三维绘图，并能够将数据自动绘制到工程CAD图件上。
　　通过大量地面实验和三次井下实验，验证所开发的随钻测量系统能够满足井下复杂恶劣工况条件，并达到钻孔空间定位、轴迹测量所需精度。

目录

声明

第一章 前言

1.1研究背景

1.2研究目的、意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容与技术路线

1.5特色与创新

第二章 随钻测量关键技术分析

2.1随钻空间轨迹测量

2.2随钻仪器本安集成设计

2.3小结

第三章 基于航资参考系统的随钻姿态测量技术

3.1航资参考系统测量原理

3.2姿态角解算

3.3航资参考系统误差分析

3.4航资参考系统设计实验

3.5小结

第4章 基于传感器融合的进尺测量

4.1传统进尺测量

4.2基于状态识别的基础进尺粗测

4.3基于加速度的进尺精测

4.4进尺测量实验

4.5小结

第5章 随钻测量系统设计与实现

5.1随钻测量系统组成与设计

5.2测量短节设计与实现

5.3控制端设计与实现

5.4小结

第6章 系统验证

6.1地面实验

6.2井下实验

6.3小结

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

附录