測斜儀設計與應用.pdf

1、隨著我國現(xiàn)代化建設對大型工程的需求，國內(nèi)鉆探工程得到了迅速發(fā)展，作為觀測井身、檢測其內(nèi)部位置和角度變化的專用儀器，鉆孔測斜儀能夠精確測量井口的傾斜角、方位角以及工具面角，廣泛應用于斜井及定向井井身軌跡的測量。本設計采用新型傳感器作為檢測單元，利用單片機作為控制核心，保證了系統(tǒng)的精度以及工作的穩(wěn)定性。
　　本文通過分析對比國內(nèi)外測斜技術，詳細介紹了測斜系統(tǒng)的模型建立方法。根據(jù)模型坐標系的變換，得出了方位角、傾斜角以及工具面角的定義，

2、針對三個不同的參數(shù)，給出了相應的計算公式推導過程。同時，闡述了加速度傳感器和磁阻傳感器的工作原理，為系統(tǒng)結(jié)構設計和參數(shù)選取提供了重要依據(jù)。
　　測斜儀的設計主要包括硬件設計以及軟件設計。通過對測斜原理以及傳感器工作原理的分析，本文給出了測斜系統(tǒng)的總體設計目標和設計思路，清晰明確了系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的檢測功能、通信功能以及數(shù)據(jù)采集存儲功能，并給出了詳細的硬軟件設計方案。
　　硬件設計采用C8051F021作為井下系統(tǒng)的控制核心，利

3、用SCA3060加速度傳感器以及HMC1053磁阻傳感器作為檢測單元，通過TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片完成磁阻傳感器的信號采集。而加速度傳感器為數(shù)字芯片，可以直接通過標準的四線制SPI接口與單片機進行通信并完成信號的采集存儲。由于測斜系統(tǒng)的工作環(huán)境為深井之內(nèi)，因此整個系統(tǒng)的通信，數(shù)據(jù)傳輸均是設計過程中的重點和難點。為了整個測試系統(tǒng)的操作方便性，本文采用藍牙無線通信。由于藍牙傳輸受到距離的限制，因此整個測斜儀的控制只能在測試前后進行，井下系