水平井光纤陀螺仪测井技术成功应用

陀螺定向在大型贯通测量中的应用测绘工程2008-1班吴相石07082950摘要：详述了陀螺定向在大型贯通测量中的应用，介绍了利用GPS和陀螺定向技术顺利完成晋华宫矿810皮带大巷的贯通测量任务，同时完成地面和井下测量资料的更新的情况，为今后的测量工作打下了坚实的基础,并总结了煤矿测量的成功经验。

关键词：GPS 定位陀螺定向应用1工程概况晋华宫矿810 水平皮带大巷贯穿于2#~7# 层煤3仓（现用）和3# 层至810 煤仓（待掘）之间，全岩巷道沿腰线掘进，巷道全长3 016 m ，其中10°斜井长666 m ，0.3 % 大巷2 350 m 。

该皮带巷由南北两翼开口，相向掘进，于2001 年1 月开工，2003年7 月23 日贯通,共历时31 个月,总贯距6 188m 。

该皮带巷将担负晋华宫矿河北部7#，8#，11# 和12# 4 组煤层近1.2 亿t工业储量的生产运输任务，810 水平皮带大巷的准确贯通对晋华宫矿的安全生产有着十分重要的意义。

810 水平皮带大巷的贯通测量工作，具有水平角观测精度要求高、高程控制工作量大的特点，是较典型的一井内岩石大巷贯通测量工程。

依据《煤矿测量规程》的规定，特对该项贯通工程做出贯通误差预计。

根据生产和施工的要求，贯通相遇点在水平重要方向的允许偏差为0.3m，在高程方向上的允许偏差为0.2m.2贯通测量方案的选择2.1地面三角点的检查和复测方案的选择在贯通测量准备阶段，我们应用GPS定位技术对水泉、兴旺庄、张士窑: 点进行了检查和复测。

建立地面高精度的控制网和井下联系测量，为确保工程的准确贯通，在井下北部和南部用陀螺经纬仪加测两条陀螺定向边，保证了810水平大巷的顺利贯通。

2.2井下测量方案的选择2.2.1 井下定向测量方案该项工作具有贯通距离长、贯通精度要求高的特点。

为保证工程的准确贯通，晋华宫矿地质科经与地质处研究决定，在井下导线边上加测陀螺方位角。

陀螺仪在井下贯通施工中的应用张俊雷发表时间：2018-05-23T17:08:26.080Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：张俊雷[导读] 摘要：在竖井联系测量中，由于井下滴水较多，加上井较深等因素的影响，投点误差较大，影响了定向精度。

山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东莱州 261442摘要：在竖井联系测量中，由于井下滴水较多，加上井较深等因素的影响，投点误差较大，影响了定向精度。

使用陀螺仪定向，具有定向精度高、作业时间短、不受井筒条件限制、与施工干扰小、工作组织简单和工作效率高等优点，而且，陀螺仪可在井下导线上任意点进行定向，避免了测角造成的误差积累。

本文围绕全站仪“三架法”结合陀螺定向在矿山贯通测量中的应用进行了分析。

关键词：陀螺仪；矿山；测量测量误差是矿山测量工作中不可避免的问题，而受到误差累积的影响，长距离贯通测量一直以来都是矿山测量的难点和重点。

在进行矿山长距离贯通作业中，最常使用的就是全站仪“三架法”结合陀螺定向法。

经大量贯通实践表明，该方法大大提高了矿山贯通精度。

一、某矿山已经完成GNSS控制点的建立某矿山已经完成GNSS控制点的建立和斜井联系测量工作。

该贯通工程为两井大型贯通测量，井下贯通距离为4.9km，一共分布36个导线点，导线边长为25-360m，最短边在25m 以上，均长为136m。

井下巷道测量以导线精度要求为准。

根据规定，贯通相遇点在水平重要方向和高程方向上的偏差分别不超过0.5m 和0.2m。

2、全站仪“三架法”应用。

为了确保井下导线可靠，通常情况下都会选择“Z”形进行布设。

从图中我们能够看出，一共包含七个支导线点，假设B 为井下贯通导线平面起算点和高程起算点，那么B-A 则为起算方位，需要将全站仪放置在B 点，将棱镜分别放置在A点和C 点，在将这三点整平完毕之后，测量人员就可以进行观测工作。

完成B 点的观测之后，迅速将全站仪从B 点拔出，并及时安置在C 点。

动力调谐陀螺测井技术及应用动力调谐陀螺测井技术及应用,生产一线,蒋伟民约2948字摘要:本文介绍了一种目前国内外先进的陀螺测斜技术及现场应用情况。

该测井技术以动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量;石英加速计测量地球加速度分量，经计算机计算可得出井筒的倾斜角、方位角、工具面角等参数。

通过对井筒不同深度的测量，即可得出井身轨迹曲线。

此项测井技术可用于井身轨迹复测、钻井定向和侧钻井开窗定向等。

胜利石油管理局现河采油厂应用此项技术进行复杂断块油藏及岩性油藏中井点校正，对于落实层系局部微高，分析油藏剩余油潜力和油水动态分布，挖掘油藏潜力，提高储量动用程度获得了较好的效果。

关键词:动力调谐陀螺;测井技术;应用1、引言在油田开采初期，由于测井技术落后，钻杆在地下的实际运行轨迹并不十分清楚，而且，井上测得的深度并非井的垂直深度，在打到预定“深度”时仍未发现出油，就会得出错误的“此地无油”的结论，造成废井。

另一方面，随着油田开发过程的不断延伸，地质报废和工程报废的油井越来越多，在石油资源日益枯竭的情况下，如何使报废井及老油井焕发出新的活力，同时在新油井开发过程中，如何为钻头走向提供正确的控制信息，提高油井的产出效益比，运用现代测井技术是一种必不可少的手段。

本文介绍的动力调谐陀螺测斜仪就是能在油田生产中起着开窗侧钻、打水平井的一种仪器，该仪器以测量地球自转角速率分量来确定空间某点方位，不受地磁的影响，由此可在井下通过陀螺测量出该开窗的方位，这样可在旧井、老井下按实际油层方向重新开窗，使旧井、老井得到二次开发，大大节省了人力、物力、财力，可应用于有磁性干扰的丛式井组、加密井和存在磁屏蔽的套管、油管、钻杆内进行井眼轨迹测量或定向钻井。

因此，该测井技术的推广应用将对加速石油天然气勘探和开发步伐有着极大的推动作用。

2、测井原理动力调谐陀螺测井技术的核心部件是惯性测量组件，包括一个动力调谐速率陀螺和两个石英加速度计。

动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量;石英加速度计测量地球重力加速度分量。

陀螺全站仪在井巷工程中的应用陀螺全站仪是采用陀螺仪与电子全站仪有效结合，实现陀螺手动下放托起、手动跟踪测量数据和陀螺方位角自动处理的测量过程，可以较快地完成陀螺方位角的测定，利用陀螺全站仪在井下精密导线测量中加测陀螺定向边，更能减少测量误差累积。

标签：陀螺定向；测角误差；精度评定基于上架式陀螺仪架设在全站仪上，由于它不受时间和环境的限制，同时观测简单方便，效率高，而且能保证较高的定向精度，所以它是一种先进的定向仪器，用于矿山井下工程的定向测量。

1 测角误差分析由于多种原因，任何测量结果中都不可避免的会含有误差。

井下巷道测量时巷道风量较大、巷道底板基本为废渣会影响仪器的稳定；独头巷道内温度较高会影响空气的剧烈波动从而引起物像的模糊甚至跳动增加观测误差；巷道内空气粉尘较大和光线较暗会影响照准的精度和读数等等。

这些因素都会在不同程度上影响测角的精度，在井下测量中要想完全避免这些影响是不可能的。

测角误差会随着测站的增加，角度误差也会相应累积，为了减少误差就须相应的加测陀螺定向边。

通过实践证明，只能通过加测陀螺定向边来减少各种测角误差对测量的影响。

2 工程简介某矿山大贾庄进风井-475水平后期工程要求贯通误差不超过0.3m，基于后期800米工程为直巷道，所以在弯道起始处加测陀螺定向边，进行方位纠偏，消除累积误差造成的影响。

本次陀螺定向选用定向精度为±20″级的索佳陀螺全站仪进行监测。

3 陀螺定向3.1 定向方法选择索佳GP1X陀螺全站仪提供了逆转点跟踪测量法和中天测量法两种可用于真北方向测定的模式。

本次测量采用逆转点测量方法进行陀螺定向。

逆转点跟踪测量法可以用两个逆转点来快速取得近似真北方向。

当仪器初始照准方向位于近似真北方向±2°范围内时，逆转点跟踪测量法可以通过测量3个或更多逆转点来以±20″的精度确定出真北方向。

3.2 观测程序陀螺定向采用2-2-2的观测次序进行，即：在地面已知边“N7-2->N7-3”上采用两测回测量陀螺方位角，求得两个仪器常数；在井下定向边“DJ5->DJ6”上用两测回测量陀螺方位角；返回地面后，在原已知边“N7-2->N7-3”上再用两测回测量陀螺方位角，再求得两个仪器常数。

光纤陀螺仪的原理和应用1. 光纤陀螺仪的基本原理光纤陀螺仪是一种基于光学原理的惯性传感器，用于测量物体在空间中的角速度和角度变化。

它是一种无接触、高精度、长寿命的传感器，广泛应用于导航、航天、航海、地震监测等领域。

光纤陀螺仪的原理基于光的干涉效应。

其主要构成部分包括光源、光纤环路、检测器等。

•光源：光源产生出一束光通过一个光纤环路。

•光纤环路：光源发出的光经过光纤环路后，沿着相反的方向传播。

光纤环路通常采用多圈的结构，可通过增加光纤的长度来提高灵敏度和稳定性。

•检测器：光纤环路的两个光束经过合并后，再传输到检测器上。

当光纤环路发生旋转时，其中一个光束相对于另一个光束发生相位差，这种相位差会被检测器测量。

光纤陀螺仪利用光的干涉效应来测量旋转角速度。

当光纤环路不发生旋转时，两个光束的相位差为零；而当光纤环路发生旋转时，由于受到Coriolis力的影响，两个光束会发生相位差，该相位差与物体旋转的角速度成正比。

通过测量相位差，可以计算出物体的旋转角速度。

光纤陀螺仪的工作原理基于震动陀螺仪的原理，但优势在于不需要旋转部件，故具有更高的精度和可靠性。

2. 光纤陀螺仪的应用光纤陀螺仪由于其高精度、长寿命等特点，被广泛应用于以下领域：2.1 航空航天在航空航天领域，光纤陀螺仪常用于惯性导航系统中，用于测量飞行器的姿态、角速度和加速度。

光纤陀螺仪可以为无人机、导弹、卫星等提供高精度的导航和定位能力。

2.2 海洋勘探在海洋勘探领域，光纤陀螺仪用于测量船只、潜水器和潜水员的姿态和行为。

通过监测船只或潜水器的姿态信息，可以提高海洋勘探的定位和导航精度，确保勘探任务的安全和高效完成。

2.3 地震监测光纤陀螺仪在地震监测中的应用越来越广泛。

它可以用于测量地震波传播路径的分布和地球的扭转等参数。

通过光纤陀螺仪的高精度测量，可以提高地震监测的准确性和灵敏度，为地震预警和地震学研究提供重要的数据支持。

2.4 惯性导航光纤陀螺仪在惯性导航系统中起到核心作用。

光纤陀螺仪原理及其工程应用光纤陀螺仪的基本构成由光源、光纤环、探测单元组成。

光源波长单色一致的激光，被光纤环分成两个光路，分别是顺时针和逆时针方向。

当光沿两个光路经过光纤环传播后，两束光会重合，形成干涉。

若光纤环不发生任何旋转，则两束光在探测单元中产生完全相干干涉。

但若光纤环发生了旋转，对应的光程差会发生变化，从而干涉现象也会发生变化，通过观察干涉光强的变化，就可以得到光纤陀螺仪的输出信号，进而计算出旋转角速度。

光纤陀螺仪在航空航天、导航定位、地震监测以及智能交通等领域中有着重要的应用。

在航空航天中，光纤陀螺仪可以用于飞行器的姿态控制、导航定位和惯性导航系统等，可以实现精确的飞行操作和导航定位。

在地震监测中，可以利用光纤陀螺仪对地震产生的地壳运动进行精确测量，以便及时预警和采取应急措施。

在智能交通领域中，光纤陀螺仪可以用于地铁、高铁等交通工具的导航定位和运行控制中，确保交通运行的精准和稳定。

另外，光纤陀螺仪还可以应用于油井钻井、测量仪器、无人车等领域。

在油井钻井中，可以利用光纤陀螺仪实现井深测量和定向钻井，提高钻井效率和精确度。

在测量仪器领域，光纤陀螺仪可以用于惯性测量单元、陀螺仪罗盘等设备中，实现精确的测量和定位功能。

在无人车领域，光纤陀螺仪可以用于自动驾驶系统中，提供准确的姿态和角速度信息，以实现安全稳定的驾驶。

综上所述，光纤陀螺仪具有高精度、稳定性好、抗振能力强等特点，使其在航空航天、导航定位、地震监测以及智能交通等领域中得到了广泛的应用。

随着技术的不断发展和创新，光纤陀螺仪在工程应用中将会有更广阔的前景和应用空间。