中國煤科西安研究院突破煤礦井下陀螺慣性導(dǎo)航技術(shù)
來源：中國煤炭科工集團(tuán) 時間：2023-12-01 14:12
近日，中國煤科西安研究院在慣性導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用方面取得重大突破，成功自主研制出兩款基于慣性導(dǎo)航的隨鉆軌跡測量裝置，分別為YSX1-2000礦用光纖陀螺有線隨鉆測量裝置和YSX2-2000礦用MEMS陀螺有線隨鉆測量裝置。這兩款裝置在柞水試驗基地成功進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，標(biāo)志著隨鉆軌跡測量技術(shù)領(lǐng)域迎來了新的突破。
長期以來，煤礦井下鉆孔軌跡測量由于其特殊的應(yīng)用環(huán)境在方位角測量時過于依賴地磁場測量，導(dǎo)致下套管鉆孔、金屬礦山、鐵路隧道等環(huán)境都無法應(yīng)用，同時測量還具有一定滯后性，數(shù)學(xué)計算轉(zhuǎn)換過程也容易出錯。為了解決這一難題，西安研究院以市場為導(dǎo)向，以客戶為中心，集中力量攻關(guān)國家、行業(yè)關(guān)鍵核心領(lǐng)域技術(shù)瓶頸，將慣性導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于鉆孔軌跡測量。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，具有不受外部電磁干擾、信號噪聲低、環(huán)境適應(yīng)性強等特點。
兩款基于慣性導(dǎo)航的隨鉆軌跡測量裝置，成功克服了現(xiàn)有鉆孔軌跡測量系統(tǒng)易受鐵磁環(huán)境影響的問題，在施工過程中無需安裝成本高昂的上下無磁及無磁鉆桿，且改善了測量滯后性的問題，提高測量的精準(zhǔn)度和適應(yīng)性；克服了長期困擾煤礦井下鉆孔軌跡測量的問題。
不僅如此，針對光纖陀螺功耗高不滿足煤礦井下本安要求和MEMS陀螺抗震性差不適應(yīng)隨鉆測量振動環(huán)境的問題，YSX1-2000礦用光纖陀螺和YSX2-2000礦用MEMS陀螺，在小型化、低功耗設(shè)計上不斷探索，結(jié)合隨鉆測量系統(tǒng)對抗震性、耐水壓、抗擾動的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，在鉆孔軌跡測量中引入慣性導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)方位測量。
此次現(xiàn)場試驗的成功應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)鉆孔軌跡測量中依賴磁傳感器測量方位角的局面，提高了鉆孔軌跡方位角測量的精準(zhǔn)度，這標(biāo)志著我國鉆孔軌跡測量系統(tǒng)進(jìn)入了新時代，并能夠為智能定向鉆進(jìn)技術(shù)和地質(zhì)保障領(lǐng)域提供可靠的隨鉆數(shù)據(jù)支撐，推動定向鉆進(jìn)產(chǎn)品在非煤礦山和地面隧道勘探等領(lǐng)域的應(yīng)用。
責(zé)任編輯：高慧君
校對：吳蘇靈
