姿態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)測(cè)量是鉆井工具實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向控制的前提條件。但當(dāng)導(dǎo)向軸處于旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)環(huán)境時(shí),測(cè)量導(dǎo)向工具姿態(tài)的慣性傳感器的輸出會(huì)受到旋轉(zhuǎn)離心加速度和振動(dòng)加速度的影響,使得測(cè)量信號(hào)失真,致使角度測(cè)量誤差增大,導(dǎo)致角度測(cè)不準(zhǔn)。本文主要針對(duì)該問(wèn)題,研究了振動(dòng)信號(hào)處理方法,并研制了一套導(dǎo)向軸姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置,主要研究成果如下:1.分析了鉆井工具姿態(tài)測(cè)量方法及其動(dòng)態(tài)測(cè)量問(wèn)題,研究了姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量背景及研究現(xiàn)狀。2.模擬井下振動(dòng)環(huán)境,實(shí)驗(yàn)研究了JSD-II/C石英撓性加速度計(jì)的輸出信號(hào)與振動(dòng)強(qiáng)度（幅值）、頻率、振動(dòng)模式之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)了機(jī)械減振措施,實(shí)驗(yàn)表明減振措施是有效的,但不能完全消除振動(dòng)干擾�；趯�(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,提出了解決振動(dòng)影響的姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)方案。3.完成了姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)字控制器外圍接口、A/D轉(zhuǎn)換、加速度計(jì)信號(hào)處理模塊、系統(tǒng)供電等主要電路的設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的功能軟件,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件調(diào)試。針對(duì)調(diào)試過(guò)程中所暴露的問(wèn)題,對(duì)姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了不斷改進(jìn),制成了姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置。4.對(duì)工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)及其功能模塊進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試表明電源模塊供電穩(wěn)定,經(jīng)過(guò)處理后的加速度計(jì)輸出... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鉆井工具姿態(tài)測(cè)量原理與問(wèn)題分析
        1.2.1 鉆井工具姿態(tài)靜態(tài)測(cè)量分析
        1.2.2 鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量分析
        1.2.3 鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量問(wèn)題分析
    1.3 導(dǎo)向鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外導(dǎo)向鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)導(dǎo)向鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 論文結(jié)構(gòu)
第二章 加速度計(jì)特性研究與系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 加速度計(jì)及其接口
    2.2 石英撓性加速度計(jì)工作原理
    2.3 石英撓性加速度計(jì)特性測(cè)試
        2.3.1 加速度計(jì)特性測(cè)試方案設(shè)計(jì)
        2.3.2 加速度計(jì)特性測(cè)試
        2.3.3 加速度計(jì)特性分析
        2.3.4 加速度計(jì)特性分析結(jié)論
    2.4 機(jī)械減振措施及減振后的特性研究
        2.4.1 減振措施設(shè)計(jì)
        2.4.2 減振后的加速度計(jì)特性測(cè)試
        2.4.3 減振后的加速度計(jì)特性分析
        2.4.4 減振后的加速度計(jì)特性分析結(jié)論
    2.5 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
        2.5.1 系統(tǒng)工作原理及其硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.2 系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 數(shù)字信號(hào)控制器的選型及其接口電路設(shè)計(jì)
        3.1.1 數(shù)字信號(hào)控制器的選型
        3.1.2 數(shù)字信號(hào)控制器接口電路設(shè)計(jì)
    3.2 A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選及接口電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選
        3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計(jì)
    3.3 速率傳感器及其接口
    3.4 加速度計(jì)信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)
        3.4.1 信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)方案
        3.4.2 有源低通濾波器設(shè)計(jì)
        3.4.3 低通濾波器電路參數(shù)仿真
        3.4.4 信號(hào)運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)
    3.5 系統(tǒng)供電電路設(shè)計(jì)
        3.5.1 電源質(zhì)量對(duì)信號(hào)的影響分析和要求
        3.5.2 器件選型
        3.5.3 供電電路設(shè)計(jì)
    3.6 姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 鉆井工具姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)主程序流程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 姿態(tài)參數(shù)A/D轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)
    4.3 信號(hào)處理軟件設(shè)計(jì)
    4.4 參數(shù)解算軟件設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測(cè)試
    5.1 電源測(cè)試
        5.1.1 測(cè)試目的和方法
        5.1.2 測(cè)試記錄
        5.1.3 測(cè)試結(jié)論
    5.2 信號(hào)處理后加速度計(jì)特性研究
        5.2.1 信號(hào)處理后加速度計(jì)特性測(cè)試
        5.2.2 信號(hào)處理后加速度計(jì)特性分析
        5.2.3 信號(hào)處理后加速度計(jì)特性分析結(jié)論
    5.3 加速度計(jì)信號(hào)處理模塊靜態(tài)性能測(cè)試
        5.3.1 測(cè)試目的和方法
        5.3.2 測(cè)試記錄
        5.3.3 測(cè)試結(jié)論
    5.4 加速度計(jì)信號(hào)處理模塊動(dòng)態(tài)性能測(cè)試
        5.4.1 測(cè)試目的和方法
        5.4.2 測(cè)試記錄
        5.4.3 測(cè)試結(jié)論
    5.5 姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試
        5.5.1 姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)功能測(cè)試
        5.5.2 姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)靜態(tài)性能測(cè)試
        5.5.3 姿態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能測(cè)試
        5.5.4 測(cè)試結(jié)論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 A/D轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)
附錄2 信號(hào)處理軟件設(shè)計(jì)
附錄3 姿態(tài)解算軟件設(shè)計(jì)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3718248