近日，中國(guó)煤科西安研究院在慣性導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用方面取得重大突破，成功自主研制出兩款基于慣性導(dǎo)航的隨鉆軌跡測(cè)量裝置，分別為YSX1-2000礦用光纖陀螺有線隨鉆測(cè)量裝置和YSX2-2000礦用MEMS陀螺有線隨鉆測(cè)量裝置。這兩款裝置在柞水試驗(yàn)基地成功進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，標(biāo)志著隨鉆軌跡測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域迎來(lái)了新的突破。

長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦井下鉆孔軌跡測(cè)量由于其特殊的應(yīng)用環(huán)境在方位角測(cè)量時(shí)過(guò)于依賴地磁場(chǎng)測(cè)量，導(dǎo)致下套管鉆孔、金屬礦山、鐵路隧道等環(huán)境都無(wú)法應(yīng)用，同時(shí)測(cè)量還具有一定滯后性，數(shù)學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)換過(guò)程也容易出錯(cuò)。為了解決這一難題，西安研究院以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以客戶為中心，集中力量攻關(guān)國(guó)家、行業(yè)關(guān)鍵核心領(lǐng)域技術(shù)瓶頸，將慣性導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于鉆孔軌跡測(cè)量。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)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(dǎo)航系統(tǒng)，具有不受外部電磁干擾、信號(hào)噪聲低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

兩款基于慣性導(dǎo)航的隨鉆軌跡測(cè)量裝置，成功克服了現(xiàn)有鉆孔軌跡測(cè)量系統(tǒng)易受鐵磁環(huán)境影響的問(wèn)題，在施工過(guò)程中無(wú)需安裝成本高昂的上下無(wú)磁及無(wú)磁鉆桿，且改善了測(cè)量滯后性的問(wèn)題，提高測(cè)量的精準(zhǔn)度和適應(yīng)性；克服了長(zhǎng)期困擾煤礦井下鉆孔軌跡測(cè)量的問(wèn)題。

不僅如此，針對(duì)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(yīng)隨鉆測(cè)量振動(dòng)環(huán)境的問(wèn)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(shè)計(jì)上不斷探索，結(jié)合隨鉆測(cè)量系統(tǒng)對(duì)抗震性、耐水壓、抗擾動(dòng)的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在鉆孔軌跡測(cè)量中引入慣性導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)方位測(cè)量。

此次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的成功應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)鉆孔軌跡測(cè)量中依賴磁傳感器測(cè)量方位角的局面，提高了鉆孔軌跡方位角測(cè)量的精準(zhǔn)度，這標(biāo)志著我國(guó)鉆孔軌跡測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)入了新時(shí)代，并能夠?yàn)橹悄芏ㄏ蜚@進(jìn)技術(shù)和地質(zhì)保障領(lǐng)域提供可靠的隨鉆數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)定向鉆進(jìn)產(chǎn)品在非煤礦山和地面隧道勘探等領(lǐng)域的應(yīng)用。