【摘 要】
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近年来随着微机电系统MEMS (Micro Electrical Mechanical System)的快速发展,基于MEMS的惯性器件正在被广泛的应用于各种领域。本课题以石油勘测和开采为背景,研究基于MEMS
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近年来随着微机电系统MEMS (Micro Electrical Mechanical System)的快速发展,基于MEMS的惯性器件正在被广泛的应用于各种领域。本课题以石油勘测和开采为背景,研究基于MEMS惯性器件的油井测斜技术,开发油井测斜系统。建立MEMS陀螺误差模型和MEMS加计误差模型,利用各种的模型对实际采集到的信号进行实时修正校准,获得较精确的角速率信号和加速度信号。利用加速度信号进行积分获得井眼在所设定的坐标系中的位置,利用角速率信号进行积分获得钻井平台的姿态信息,实现油井轨迹的精确测量。详细阐述了测斜机构的工作原理,建立了油井测斜的数学模型,给出了位置矩阵和姿态矩阵的求解方法。分析了MEMS加速度计、MEMS陀螺传感器的工作原理,建立为MEMS陀螺的稳定补偿模型,辨识出了模型系数；建立了MEMS陀螺仪和加速度计的误差模型,利用AR模型方法建立了三轴MEMS陀螺和三轴MEMS加速度计的随机误差模型,辨识出陀螺仪和加速度计的AR模型参数。完成了基于MEMS惯性器件油井测斜系统的硬件和软件设计,开发了油井测斜系统,通过试验证明了开发系统的有效性。
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