Введение
Глава 1. Анализ схем построения гироинерциальных модулей и алгоритмов азимутальной начальной выставки скважинных приборов инклинометрических информационно измерительных систем 24
1.1. Основные параметры скважины 24
1.2. Структура и назначение инклинометрических информационно-измерительных систем 26
1.3. Классификация инклинометрических информационно-измерительных систем 28
1.4. Анализ схем построения гироинерциальных модулей непрерывных и дискретно-непрерывных инклинометрических информационно-измерительных систем
1.4.1. Непрерывные и дискретно-непрерывные гироинерциальные инклинометрические информационно-измерительные системы на основе трехстепенного гироскопа в кардановом подвесе 32
1.4.2. Дискретно-непрерывная гироинерциальная инклинометрическая информационно-измерительная система на основе трехстепенного гироскопа с неконтактным подвесом сферического ротора 35
1.4.3. Непрерывные и дискретно-непрерывные гироинерциальные инклинометрические информационно-измерительные системы на основе бескарданных систем ориентации 36 1.4.4. Непрерывные гироинерциальные инклинометрические информационно-измерительные системы с поворотной платформой 38
1.4.5. Непрерывные и дискретно-непрерывные гироинерциальные инклинометрические информационно-измерительные системы с гиростабилизированной платформой 41
1.4.6. Гироинерциальные инклинометрические информационно-измерительные системы зарубежного производства 44
1.5. Анализ алгоритмов азимутальной начальной выставки скважинного прибора гироинерциальной инклинометрической информационно-измерительной системы 45
1.5.1. Виды азимутальной начальной выставки 45
1.5.2. Алгоритмы азимутальной начальной выставки без поворотной платформы 50
1.5.3. Алгоритмы азимутальной начальной выставки с поворотной платформой 53
Выводы и постановка задачи научного исследования 59
Глава 2. Азимутальная начальная выставки скважинного прибора гироинерциальной инклинометрической информационно измерительной системы 61
2.1. Разработка алгоритма азимутальной начальной выставки скважинного прибора гироинерциальной инклинометрической информационно-измерительной системы 61
2.2. Трансляция азимутального угла в навигационный алгоритм 69
2.3. Анализ работы алгоритма внешней азимутальной выставки методом математического моделирования 70
2.3.1. Влияние угловых скоростей дрейфа гироскопа и нестабильности угловой скорости вращения платформы азимутального модуля 70
2.3.2. Влияние неперпендикулярности оси вращения платформы осям чувствительности двухкомпонентного датчика угловой скорости 73
2.3.3. Влияние неперпендикулярности осей чувствительности двухкомпонентного датчика угловой скорости 76
2.3.4. Влияние невертикальности оси вращения платформы 78
ВЫВОДЫ 80
Глава 3. Синтез контуров управления двухкомпонентного датчика угловой скорости азимутального модуля гироинерциальной инклинометрической информационно измерительной системы 82
3.1. Математическая модель двухкомпонентного датчика угловой скорости на основе динамически настраиваемого гироскопа и методика синтеза контуров управления 82
3.2. Определение масштабного коэффициента и ограничений на крутизну контура радиальной коррекции 88
3.3. Определение крутизны контура радиальной коррекции на основании требований к точности азимутальной начальной выставки 90
3.4. Определение допустимых значений приведенной постоянной времени датчика момента 93
3.5. Синтез контура радиальной коррекции 96
3.5.1. Реализация корректирующего звена 103
3.6. Контур подавления нутационных колебаний 104
3.7. Методы увеличения угла отклонения ротора гироскопа 108
3.8. Математическое моделирование 111
Выводы 113
Глава 4. Гироинерциальный модуль скважинного прибора инклинометрической информационно-измерительной системы на основе одноосного гиростабилизатора 115
4.1. Гироинерциальный модуль скважинного прибора
инклинометрической информационно-измерительной системы с внешней азимутальной выставкой на основе силового гиростабилизатора 115
4.1.1. Конструкция гироинерциального модуля 116
4.1.2. Режимы работы гироинерциального модуля 120
4.1.3. Синтез контура силовой гиростабилизации
4.1.3.1. Математическая модель силового гиростабилизатора 123
4.1.3.2. Формирование требований к крутизне контура стабилизации 126
4.1.3.3. Получение передаточной функции разомкнутой системы 127
4.1.3.4. Синтез контура стабилизации с помощью показателя колебательности 130
4.1.3.5. Синтез контура силовой стабилизации с редукторным приводом 132
4.1.3.6. Синтез контура силовой стабилизации с положительной обратной связью по току стабилизирующего мотора 136
4.1.3.7. Синтез контура силовой стабилизации с тахометрической обратной связью 140
4.1.3.8. Математическое моделирование 145
4.2. Гироинерциальный модуль скважинного прибора инклинометрической информационно-измерительной системы с автономной азимутальной выставкой на основе индикаторного гиростабилизатора с переменной структурой 146
4.2.1. Конструкция гироинерциального модуля 147
4.2.2. Режимы работы гироинерциального модуля 149
4.2.3. Логика управления структурой гироинерциального модуля 151
4.2.4. Математическая модель гироинерциального модуля 155
4.2.5. Синтез контура индикаторной стабилизации гироинерциального модуля 157
Выводы 161
Заключение 163
Список использованных источников
