[发明专利]定向陀螺测斜仪点测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测斜仪点测装置，尤其涉及一种定向陀螺测斜仪点测装置。

背景技术

目前，陀螺测斜仪是一种灵敏度高，稳定性好，不受磁场干扰，使用方便的石油测井和地质测斜仪器。陀螺测斜仪利用陀螺仪敏感测量地球的自转角速度来完成测斜点测。

传统测斜仪使用单轴光纤陀螺仪、光电编码器或旋转变压器，配合电机4位置转位实现测斜功能。

传统陀螺测斜仪采用电机转位4位置点测法，转动位置多，转位误差大，精度低，测量时间长；且采用角度传感装置，机械结构繁琐，体积大，成本高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种结构简单，成本低，且大大缩短测量时间的定向陀螺测斜仪点测装置。同时，该定向陀螺测斜仪点测装置是一种利用电机两位置转位去除陀螺漂移来实现点测的装置。

本发明提供的定向陀螺测斜仪点测装置，包括仪器台体、转位电机、减速器、转动轴、转动挡轴头和转位挡板；所述转动轴穿过仪器台体，并与仪器台体轴向固定、径向可转动配合；所述转位电机位于仪器台体的底部，并通过减速器驱动转动轴；所述转动轴上、且位于仪器台体的上方安装有挠性陀螺和石英加速度计；所述转位挡板为两个，均安装在仪器台体上，并相对转动轴对称设置；所述转动挡轴头设置在转动轴的径向方向上，转动挡轴头的一端固定在转动轴上，另一端伸向转位挡板，转动挡轴头的长度大于转动轴到转位挡板的距离。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

1、本发明在仪器台体上设有相对转动轴对称的两个转位挡板，利用转位电机两位置转位去除陀螺漂移来实现点测，转动位置少，转位误差小，测量精度更高，测量时间更短。

2、本发明主要由仪器台体、转位电机、减速器、转动轴、转动挡轴头和转位挡板组成，结构简单，不需要角度测量装置，降低了成本，且测量的稳定性更可靠。

附图说明

图1为本发明定向陀螺测斜仪点测装置的结构示意图；

图2为本发明定向陀螺测斜仪点测装置使用时转位位置1的结构示意图；

图3为本发明定向陀螺测斜仪点测装置使用时转位位置2的结构示意图；

图4为本发明定向陀螺测斜仪点测装置进行点测的转位流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

图1为本发明定向陀螺测斜仪点测装置的结构示意图，图2为本发明定向陀螺测斜仪点测装置使用时转位位置1的结构示意图，图3为本发明定向陀螺测斜仪点测装置使用时转位位置2的结构示意图，如图所示。定向陀螺测斜仪点测装置包括仪器台体1、转位电机2、减速器、转动轴3、转动挡轴头4和转位挡板5。转动轴3穿过仪器台体1，并与仪器台体1轴向固定、径向可转动配合。转位电机2位于仪器台体1的底部，并通过减速器驱动转动轴3。转动轴3上、且位于仪器台体1的上方安装有挠性陀螺6和石英加速度计7。转位挡板5为两个，均安装在仪器台体1上，并相对转动轴3对称设置。转动挡轴头4设置在转动轴3的径向方向上，转动挡轴头4的一端固定在转动轴3上，另一端伸向转位挡板5，转动挡轴头4的长度大于转动轴3到转位挡板5的距离。

转位电机2采用高速低电流直流电机，减速器采用高减速比的精密齿轮，转动轴3、转位挡板5和转动挡轴头4采用刚性材料，转动轴3通过密珠轴承安装。转动过程中需保持仪器台体1水平，为确保水平，密珠轴承须采用角秒级的密珠轴承，同时保证密珠轴承的安装精度。采集数据时，台体无抖动，确保转动挡轴头4和转位挡板5贴合，无空隙，转到位置后转位电机2保持通电工作，要求转位电机2工作在堵转状态，转动轴3无抖动。

图4为本发明定向陀螺测斜仪点测装置进行点测的转位流程图，如图所示。陀螺存在常值漂移，通过测量位置1(如图2所示)、位置2(如图3所示)的陀螺数据，将两位置陀螺仪敏感信号相减，达到消除陀螺仪常值漂移的目的；两位置加表信号相减，减去加表零位。经解算，可得陀螺仪敏感轴在水平方向上的投影与真北方向的夹角，即载体航向角。

陀螺仪敏感轴测得两位置的电流信号I₁、I₂信号如下：

上述中：为敏感地速分量，γ为方位角，ω为陀螺仪漂移。

式(1)减去(2)可以得到：

由式(3)可知，陀螺仪漂移通过两位置法可以消除。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。