中國煤科西安研究院突破煤礦井下陀螺慣性導航技術
來源：中國煤炭科工集團 時間：2023-12-01 14:12
近日，中國煤科西安研究院在慣性導航技術應用方面取得重大突破，成功自主研制出兩款基于慣性導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行了現場試驗，標志著隨鉆軌跡測量技術領域迎來了新的突破。
長期以來，煤礦井下鉆孔軌跡測量由于其特殊的應用環境在方位角測量時過于依賴地磁場測量，導致下套管鉆孔、金屬礦山、鐵路隧道等環境都無法應用，同時測量還具有一定滯后性，數學計算轉換過程也容易出錯。為了解決這一難題，西安研究院以市場為導向，以客戶為中心，集中力量攻關國家、行業關鍵核心領域技術瓶頸，將慣性導航技術應用于鉆孔軌跡測量。慣性導航系統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航系統，具有不受外部電磁干擾、信號噪聲低、環境適應性強等特點。
兩款基于慣性導航的隨鉆軌跡測量裝置，成功克服了現有鉆孔軌跡測量系統易受鐵磁環境影響的問題，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，提高測量的精準度和適應性；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隨鉆測量振動環境的問題，YSX1-2000礦用光纖陀螺和YSX2-2000礦用MEMS陀螺，在小型化、低功耗設計上不斷探索，結合隨鉆測量系統對抗震性、耐水壓、抗擾動的要求進行結構優化設計，在鉆孔軌跡測量中引入慣性導航技術實現方位測量。
此次現場試驗的成功應用，打破了傳統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度，這標志著我國鉆孔軌跡測量系統進入了新時代，并能夠為智能定向鉆進技術和地質保障領域提供可靠的隨鉆數據支撐，推動定向鉆進產品在非煤礦山和地面隧道勘探等領域的應用。
責任編輯：高慧君
校對：吳蘇靈
