捷联式惯性测向系统及其在石油工程中的应用

介绍了基于动力调谐式挠性速率陀螺的捷联式惯性测向系统的构成、工作原理及特点.该系统采用惯性测量组件直接固连在载体上,通过建立捷联数学模型完成惯性导航数据的解算,进而确定空间某点方位,可用于开窗侧钻井、定向井和水平井导向、井身轨迹测量、定向射孔、丛式井组复合导向等工程.与传统的磁方位测量方法和框架式陀螺测量系统的比较结果表明,该系统克服了磁方位测量方法在套管、钻杆、油管以及在磁干扰地层中测定方位时存在的问题,其测量精度优于框架陀螺系统.给出了丛式井组定向作业、井身轨迹测量方面2个应用实例.     

基于RNAV飞行校验的综合虚拟仪表的研究

RNAV导航摆脱了常规航路和常规程序中航空器必须飞越导航设备上空的限制,使飞行更灵活高效,是近年来的热点导航科目。基于RNAV的飞行校验涉及到非常庞大的信息量,将研究如何将这些信息以综合虚拟仪表的方式进行高效显示。首先对RNAV校验进行了简单介绍,接着介绍了在校验过程的数据采集及解析,最后设计并实现了了综合虚拟仪表。经测试,该综合虚拟仪表能较好的满足校验需求,并且能够直接应用于FMS系统中。     

改进的动调式陀螺测斜系统校准方法研究

提出了一种三次样条插值方法与回归模型相结合的动调式陀螺测斜系统校准方法.在动调式陀螺测斜系统的参数标定中需考虑陀螺本身的漂移、机械加工精度及装配精度等因素的影响.将上述因素视为整体,确定了陀螺刻度因数以及各漂移系数的数值.常用的八位置标定方法一般仅针对陀螺传感器进行标定,而不考虑系统装配误差.用动调式陀螺测斜系统校准方法与八位置标定方法进行比较,2种方法所得的测量结果统计分析表明,采用动凋式陀螺测斜系统校准方法所测方位角不仪精度高、波动小,测试结果的稳定性也有很大提高.对于其他惯性测量系统也具有一定的借鉴意义.     

一种新的N电平电压源逆变器的空间矢量调制算法

随着逆变器电平数的增加,其空间矢量调制算法(space vector pulse-width modulation,SVPWM)也越来越复杂。该文提出一种任意电平逆变器的SVPWM算法。对两电平逆变器的矢量作用时间进行线性变换,可获得任意电平逆变器中合成参考矢量的电压矢量及其作用时间。推导出任意电平和两电平之间的电压矢量及其作用时间变换矩阵。讨论任意电平逆变器脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)序列,提出一种电力电子器件损耗均匀分配的序列方式。最后,通过仿真验证算法的可移植性,在三电平实验室样机上,验证算法能满足逆变器控制的实时性要求。     

二极管钳位型多电平逆变器脉宽调制时电容电压均衡方法

电容电压不均衡是二极管钳位型多电平逆变器中一个关键技术问题。当三电平二极管钳位型逆变器采用SPWM和SVPWM的调制时,直流侧分压电容的电压产生基波频率为三倍输出频率的低频振荡。要使一个采样周期内电容电压不发生不均衡,需要使在该采样周期内向中点电荷注入的电荷总和为零。本文提出了一种新的调制策略,在三电平二极管钳位型调制策略中可以等效为虚拟矢量调制策略,但这种调制策略可以方便地扩展到更多电平二极管钳位型逆变器的调制中。通过向调制波注入零序电压分量,这种调制策略可以等效为基于载波的调制策略。文中以二极管钳位型三电平和五电平逆变器进行了仿真研究,最后建立了二极管三电平逆变器,实验结果验证了算法的有效性。     

二极管箝位型多电平逆变器全范围电容电压平衡的PWM调制方法

电容电压偏移是二极管箝位型多电平逆变器的主要缺点。空间矢量调制和正弦载波调制方法,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。该文首先建立含电容电压的二极管箝位型三电平逆变器的脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)模型,提出一种新的调制方法,只需满足三相电流之和为零,该方法在任意调制度和功率因数下都能确保电容电位的平衡。并对算法累积误差进行修正。实验结果表明,这种方法较以前的解决方案能更好地平衡电容电压。最后将算法拓展到二极管箝位型任意电平数逆变器的调制中。     

调制器脉冲电压电流测量电路设计

文中提出脉冲信号的测量方法,对其中高速A/D,高速缓存,单片机控制以及数据通讯接口等内容进行了讨论,该设计方案电路简单,可进行多通道采集系统扩展,具有一定的通用性.     

一种基于OpenGL光纤陀螺测斜仪的井眼轨迹三维可视化方法

陀螺测斜系统在石油钻井行业中有重要作用,测斜资料的直观显示有助于工程人员在钻井过程中及时准确掌握井下钻具的各种姿态和地质参数,便于钻井工程师调整相关参数,使得井眼能准确穿过目标地层.利用井斜,方位和井深等参数,实时计算出井轴上每一点的井眼轨迹三维空间坐标,实时显示并绘制井眼轨迹三维图.在MFC(microsoft foundation classes)架构下,利用VC++编程语言和OpenGL三维图形处理技术编写系统软件,实现了良好的人机交互功能.     

泥浆信道数据压缩和纠错联合编码研究

泥浆脉冲通信是无线随钻测井系统中主用通信方式,泥浆信道本身衰减较大,且信道噪声复杂.针对泥浆信道及噪声特性进行分析,提出了一种适用于泥浆脉冲信号的联合编码方法,其在对信号进行无损压缩的同时可针对突发错误和随机错误进行纠正,保证传输效率的同时降低系统误码率,且不会增加设备复杂度.最后以现场测井数据为基础,表明LZW的最大压缩比可达3:1,并通过仿真实验证明该联合编码方法具有良好的抗噪声性能,能较好地重构测井数据,验证了其有效性.     

基于DSP的高速数据采集与处理系统

提出了一种基于DSP的高速数据采集系统的设计方案,对其中高速A／D、高速缓存、DSP控制以及数据通讯接口等内容进行了讨论,提出了更为有效的同步控制方式。该设计方案电路简单、可进行多通道扩展、具有一定的通用性。