地下電磁方式的定位方法理論研究.pdf

1、本文研究以電磁方式確定鉆頭在地下的三維位置和姿態(tài)角。利用安裝在鉆頭內(nèi)部的三軸加速度計和三軸磁強計，通過坐標變換測量出鉆頭的傾角、方位角以及工具面向角；通過分析磁偶極子源的電磁模型，設(shè)計合適的螺線管線圈來進行磁場的發(fā)射和接收；在研究通電螺線管線圈磁場的空間分布基礎(chǔ)上，分析了基于單線圈的地面定位方法，其在某一點的測量并不能直接確定發(fā)射源的位置，而是要根據(jù)前后接收信號的相對幅度來判斷特征峰值，來搜索發(fā)射源的位置；由于單線圈定位方法非常麻煩和費

2、時，于是提出了基于雙線圈的地面定位方法，在地面布置兩個互相垂直的線圈，通過比較兩路信號幅度之差的正負關(guān)系而不是接收幅度大小來進行定位；水平定向鉆進中鉆頭的定位只是在水平面內(nèi)的二維平面實現(xiàn)了位置的確定，為了確定其在空間的位置，還需要確定鉆頭的深度，本文分析了標定法、雙線圈測定法和前后向定位點法等幾種深度測量方法，從而確定了鉆頭在地下空間的三維位置；分別從理論上得出單、雙線圈測量誤差模型，對這兩種定位方法做了精度分析。通過確定鉆頭在地下的姿