Способ оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации. Технический результат - минимизация влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации. Способ оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования включает измерение и расчет параметров геомагнитного поля. При этом рассчитывают контрольные индексы геомагнитной активности, характеризующие составляющую дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, проявляющуюся в периоды ненулевой геомагнитной активности, полученные результаты сравнивают с установленными нормами и по их разности судят о степени отклонения метрологических характеристик инклинометрического и навигационного оборудования. 2 ил.

 

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Известен комплекс для поверки и калибровки скважинных инклинометров [патент RU, №2439493, G01C 9/02, 10.01.2012], заключающийся в упрощении конструкции, снижении ее инструментальных погрешностей, расширении диапазона диаметров поверяемых скважинных инклинометров.

Недостатком такого комплекса является невозможность оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Также известен способ определения и компенсации магнитной девиации инклинометра [патент RU, №2186966, E21B 47/02, G01C 9/00, 10.08.2002], заключающийся в повышении точности определения азимутального угла.

Недостатком такого способа также является невозможность оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Также известен способ измерения магнитного азимута в скважинном инклинометре (варианты) и устройство для его осуществления [патент RU, №2290673, G01V 3/40, 27.12.2006], заключающиеся в повышении точности и исключении из состава бурильного комплекса вставок из немагнитных труб между инклинометрами и забойным агрегатом с одной стороны и колонной бурильных труб - с другой.

Недостатком такого способа также является невозможность оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Таким образом, анализ известных способов и комплексов калибровки, поверки и эксплуатации инклинометрического и навигационного оборудования выявил, что все они обладают серьезными недостатками, а именно: их применение на практике не обеспечивает возможность оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Задача изобретения - оценка влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации.

Технический результат - минимизация влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации за счет расчета контрольных индексов геомагнитной активности и их сопоставления с целесообразностью проведения процессов калибровки, поверки и эксплуатации инклинометрического и навигационного оборудования при данных параметрах геомагнитной активности.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования, включающем измерение и расчет параметров геомагнитного поля, согласно изобретению измеряют параметры геомагнитного поля в заданной точке географического пространства, после чего рассчитывают контрольные индексы геомагнитной активности, характеризующие составляющую дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, проявляющуюся в периоды ненулевой геомагнитной активности, полученные результаты сравнивают с установленными нормами и по их разности судят о степени отклонения метрологических характеристик инклинометрического и навигационного оборудования.

При этом под контрольными индексами геомагнитной активности понимается ранжированная по 10-балльной квазилогарифмической шкале (от 0 до 9) дополнительная погрешность инклинометрического и навигационного оборудования, обусловленная геомагнитной активностью (Табл. 1), где 0 - минимальный, а 9 - максимальный уровень дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, обусловленной геомагнитной активностью.

Контрольные индексы геомагнитной активности рассчитывают на основании абсолютного отклонения фактических параметров магнитного наклонения/зенитного угла (Ierr-индекс геомагнитной активности) и магнитного склонения/азимутального угла (Derr-индекс геомагнитной активности) от их эталонных значений, имеющим место вследствие ненулевой геомагнитной активности (Табл. 1), и ранжируют по 10-балльной квазилогарифмической шкале (от 0 до 9) на основании требований ряда действующих нормативных документов [РД 153-39.0-072-01. Техническая инструкция по проведению и работ приборами на кабеле в нефтяных и газовых скважинах Минэнерго России - Москва, 2002. - 272 с.] [ГОСТ 8.395-80. Нормальные условия измерений при поверке - Государственный комитет по стандартам СССР. - Москва, 1980. - 6 с.] и др.

Реализацию способа оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования посредством расчета и регистрации Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности осуществляют для заданной точки географического пространства, для которой предварительно определяют и рассчитывают набор составляющих геомагнитного поля внутриземных источников, в том числе составляющую геомагнитного поля внутриземных источников, обусловленную ненулевыми магнитными свойствами горных пород (магнетизмом земной коры), определяемую согласно выражению:

где BR - составляющая геомагнитного поля внутриземных источников, обусловленная ненулевыми магнитными свойствами горных пород; BGE - фактически измеренные значения параметров геомагнитного поля; Bext - переменная составляющая геомагнитного поля, наблюдаемая вследствие воздействия внешних факторов и геомагнитной активности; Btech - техногенная (антропогенная) составляющая вектора индукции геомагнитного поля; B0 - магнитная индукция главного поля, определяемая согласно [ГОСТ 25645.126-85. Поле геомагнитное. Модель поля внутриземных источников - Государственный комитет по стандартам СССР. - Москва, 1990. - 21 с.].

Вычисления BR в выражении (1) выполняют на основе измеренных значений параметров геомагнитного поля в магнитоспокойный день, в результате чего значения составляющих Btech и Bext принимают равными нулю, таким образом

где Bint - индукция геомагнитного поля внутриземных источников (главное поле и магнетизм земной коры).

Тогда, с учетом выражений (1) и (2)

Составляющую Bint в выражении (3) определяют как среднее арифметическое числовых значений зарегистрированных параметров геомагнитного поля за несколько магнитоспокойных периодов, удаленных друг от друга не более чем на 120 часов

где n - количество зарегистрированных дискретных значений в магнитоспокойный период при Δt=1 мин, n=1440.

Под одним магнитоспокойным периодом понимают непрерывный временной интервал, отвечающий условию

где Kp - Kp-индекс геомагнитной активности.

Составляющую B0 в выражении (3) определяют согласно [ГОСТ 25645.126-85. Поле геомагнитное. Модель поля внутриземных источников - Государственный комитет по стандартам СССР. - Москва, 1990. - 21 с.] для середины магнитоспокойного периода.

На следующем этапе реализации способа оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования рассчитывают эталонные значения составляющих и полного вектора геомагнитного поля внутриземных источников на период наблюдения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности:

Bref=BR+B0date,

где Bref - эталонное значение полного вектора геомагнитного поля внутриземных источников; B0date - магнитная индукция главного поля на период наблюдения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности.

При этом

Bref2=BXref2+BYref2+BZref2,

где BXref, BYref, BZref - ортогональные составляющие эталонного значения вектора геомагнитного поля внутриземных источников на период регистрации Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности.

На основе полученных эталонных значений составляющих вектора геомагнитного поля производят расчет эталонных значений параметров магнитного наклонения и магнитного склонения в соответствии с выражениями

где Iref и Dref - эталонные значения магнитного наклонения и магнитного склонения соответственно в заданной точке географического пространства на период наблюдения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности.

Фактические значения параметров магнитного наклонения и магнитного склонения определяют в соответствии с выражением (5), посредством измерения составляющих вектора магнитной индукции в точке наблюдения

где Idate и Ddate - фактические (измеренные) значения магнитного наклонения и магнитного склонения соответственно в заданной точке географического пространства на период наблюдения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности; BXdate, BYdate, BZdate, BFdate - ортогональные составляющие и полный вектор геомагнитного поля внутриземных источников, полученные на момент регистрации Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности путем измерения.

На основании полученных данных определяется абсолютное отклонение измеренных значений параметров магнитного наклонения и магнитного склонения (5) от их эталонных значений (4) в соответствии с выражением

и производится усреднение полученных временных рядов по 3-часовым интервалам

где i - номер замера, m - число замеров (дискретных моментов регистрации) в минуту.

По результатам сопоставления полученных данных с принятой ранжировкой (Табл. 1) определяют значения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности, служащие основанием для последующего суждения о целесообразности проведения процессов калибровки, поверки и эксплуатации инклинометрического и навигационного оборудования при данных параметрах геомагнитной активности в данной точке географического пространства в данный период времени, а также о дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, имеющей место в результате ненулевой геомагнитной активности в момент наблюдения.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг. 1 изображена методика расчета Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности, принимающая допущение, что изменение намагниченности грунта (горных пород) во времени мало и им можно пренебречь (ГМА - геомагнитная активность, ГМП - геомагнитное поле, ИИС - информационно-измерительная система). На Фиг. 2а представлены результаты наблюдения Ierr-индекса геомагнитной активности за период с 04.06.2016 по 06.06.2016 гг. в точке пространства, заданной следующим набором географических координат: 67.37°N, 26.63 E, 178 м, на Фиг. 2б представлены результаты наблюдения Derr-индекса геомагнитной активности за период с 04.06.2016 по 06.06.2016 гг. в точке пространства, заданной следующим набором географических координат: 67.37°N, 26.63 E, 178 м, на Фиг. 2в представлены результаты наблюдения Kp-индекса геомагнитной активности за период с 04.06.2016 по 06.06.2016 гг., предоставленные Мировым Центром данных по геомагнетизму.

Пример конкретной реализации способа

Пример результата применения способа оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования представлен на Фиг. 2, где одно деление по оси абсцисс соответствует 3-часовому интервалу (таким образом, 3 суток соответствует 24 контрольным точкам). Здесь приведены результаты наблюдения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности за период с 04.06.2016 по 06.06.2016 гг. в точке пространства, заданной следующим набором географических координат: 67.37°N, 26.63 E, 178 м (Фиг. 2а и Фиг. 2б соответственно), а также динамика изменения Kp-индекса геомагнитной активности за тот же период, предоставленная Мировым Центром данных по геомагнетизму (Фиг. 2в). Сравнительный анализ трендов трех временных рядов обнаруживает корреляцию динамики изменения Ierr/Derr-индексов геомагнитной активности между собой, а также с динамикой изменения Kp-индекса геомагнитной активности. Кроме того, анализ полученных данных в результате реализации способа оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования показал, что на период с 15:00 часов (UTC) 5 июня 2016 г. до 03:00 часов (UTC) 6 июня того же года в окрестностях г. Соданкюля (Финляндия) согласно (Табл. 1) и [РД 153-39.0-072-01. Техническая инструкция по проведению и работ приборами на кабеле в нефтяных и газовых скважинах Минэнерго России - Москва, 2002. - 272 с.] [ГОСТ 8.395-80. Нормальные условия измерений при поверке - Государственный комитет по стандартам СССР. - Москва, 1980. - 6 с.]) сформировалась неблагоприятная магнитная обстановка для ведения процессов калибровки, поверки и эксплуатации инклинометрического и навигационного оборудования.

Итак, заявляемое изобретение позволяет минимизировать влияние геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации за счет расчета контрольных индексов геомагнитной активности и их сопоставления с целесообразностью проведения процессов калибровки, поверки и эксплуатации инклинометрического и навигационного оборудования при данных параметрах геомагнитной активности.

Способ оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования, включающий измерение и расчет параметров геомагнитного поля, отличающийся тем, что измеряют параметры геомагнитного поля в заданной точке географического пространства, после чего рассчитывают контрольные индексы геомагнитной активности, характеризующие составляющую дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, проявляющуюся в периоды ненулевой геомагнитной активности, полученные результаты сравнивают с установленными нормами и по их разности судят о степени отклонения метрологических характеристик инклинометрического и навигационного оборудования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической области высокоточной векторной съемки геомагнитного поля. Способ высокоточной геомагнитной векторной съемки характеризуется тем, что, используя штатив, вертикальную катушку и магнитометр для измерения общей напряженности магнитного поля, измеряют нормальную напряженность геомагнитного поля при отсутствии магнитного поля TO, общую напряженность 2 суммарного магнитного поля T-1, T-2 при существовании магнитного поля с индукцией, направленной вертикально вверх Tf, и магнитного поля двойного слоя с индукцией, направленной вертикально вверх 2Tf, рассчитывают вертикальную составляющую Z, горизонтальную составляющую H, угол геомагнитного склонения I магнитного поля, расчет производится следующим образом: Технический результат - повышение точности геомагнитной векторной съемки.

Использование: для идентификации состава и распределения материала. Сущность изобретения заключается в том, что способ и изделие могут работать, получая первый сигнал с первого магнитометра, по меньшей мере частично расположенного в катушке Гельмгольца, получая второй сигнал со второго магнитометра, имеющего чувствительность по меньшей мере в одну тысячу раз меньше, чем у первого магнитометра, обрабатывая второй сигнал для определения сигнала возбуждения, приводящего в действие катушку Гельмгольца, использующую сигнал возбуждения для обнуления магнитного поля Земли, окружающего первый магнитометр, и обрабатывая первый сигнал, являющийся сигналом скважинной локации или сигналом скважинной телеметрии, причем по сигналу локации определяют дальность до подземного объекта и по сигналу телеметрии получают данные операций бурения в скважине.

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: обеспечение мобильности и автономности измерения естественных электромагнитных полей с контролем частот спектра Земля-ионосфера без использования сторонних источников питания.

Изобретение относится к способам обработки геомагнитных данных. Сущность: измеряют геомагнитное поле с подвижных носителей по сети рядовых и плановых секущих маршрутов.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для комплексной оценки эффекта геомагнитной псевдобури - эффекта возникновения эквивалента геомагнитной вариации, наблюдаемого в объеме существования объекта в среде невозмущенного анизотропного геомагнитного поля, при условии ненулевой угловой или линейной скорости этого объекта.

Изобретение относится к технике размагничивания судов и касается вопросов настройки многодатчиковых систем управления магнитным полем, обеспечивающих минимизацию эксплуатационных изменений внешнего магнитного поля судна.
Изобретение относится к области геомагнетизма и может быть использовано для выделения индукции аномального магнитного поля Земли (МПЗ). .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения стационарного геомагнитного поля при проведении морской магнитной съемки. .

Изобретение относится к области магниторазведки и предназначено для обнаружения, локализации и классификации локальных магнитных аномалий (ЛМА) при помощи установленных на подвижном носителе бортовых средств магнитных измерений, в частности магнитометров.

Изобретение относится к области морской магнитной съемки и может быть использовано при проведении морской магниторазведки. .

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при разработке систем автоматического управления летательными аппаратами. Технический результат – упрощение устройства на основе оценки угловой скорости летательного аппарата в условиях повышенной вибрации.

Заявленная группа изобретений относится к способу и устройству для измерения уровня. В заявленном способе производят отображение горизонтальной линии начала отсчета и линии измерения, а также объекта, фотографируемого в этот момент камерой в интерфейсе терминала, плоскости определяемой линией измерения и горизонтальной линией начала отсчета параллельной интерфейсу отображения, и линии измерения, которая является относительно статичной по отношению к интерфейсу отображения.

Изобретение относится к оценке уклона дороги. Способ оценки уклона дороги в транспортном средстве с использованием сочетания датчиков содержит этапы, на которых обнаруживают, воздействует ли динамический процесс на упомянутое транспортное средство, и оценивают уклон, проводя совместное взвешивание двух входных сигналов для упомянутого сочетания датчиков.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для изучения водной эрозии, и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии.

Изобретение относится к области геофизических исследований и касается устройства для определения вертикали места. Устройство содержит чувствительный элемент, в качестве которого используется баллистический гравиметр, который измеряет ускорения свободного падения с помощью пучка непараллельных лазерных лучей.

В изобретении предлагается новая категория инерциальных датчиков (линейных и угловых акселерометров, гироскопов, инклинометров и сейсмоприемников), называемых молекулярными электронными преобразователями (MET).

Изобретение относится к области измерения уклонов и может быть использовано для определения крутизны склона в лавинных очагах. Сущность: с помощью лазерного дальномера, размещенного в долине, определяют расстояние до произвольной контрольной точки «А» на склоне (L1), угол зондирования (β1) и азимут проекции лазерного луча на горизонтальную плоскость.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов взаимной ориентации установочных площадок под приборы научной аппаратуры летательных аппаратов, в машиностроении, станкостроении, а также в горном деле, инженерной геологии, разведочной геофизике в системах контроля проседания земной поверхности.

Предложенное изобретение относится к строительной технике, а именно к лазерным нивелирам, используемым внутри помещений, в частности для разметки стен. Предложенный лазерный нивелир на отвесе содержит лазерную указку или лазерный указатель направления, закрепленный на нити с возможностью его скольжения, а также закрепленный на нити груз в виде юлы, выполненной с возможностью вращения.

Изобретение относится к области определения состояния несущих конструкций антенно-мачтовых сооружений (АМС), оперативного оповещения об изменении их состояния, предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций и может быть использовано в автоматизированных системах мониторинга безопасности несущих конструкций в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления ротора электростатического гироскопа. Процесс изготовления ротора включает формообразование сферической заготовки ротора, его балансировку и нанесение тонкопленочного износостойкого покрытия переменной толщины.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации. Технический результат - минимизация влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования в процессах его калибровки, поверки и эксплуатации. Способ оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования включает измерение и расчет параметров геомагнитного поля. При этом рассчитывают контрольные индексы геомагнитной активности, характеризующие составляющую дополнительной погрешности инклинометрического и навигационного оборудования, проявляющуюся в периоды ненулевой геомагнитной активности, полученные результаты сравнивают с установленными нормами и по их разности судят о степени отклонения метрологических характеристик инклинометрического и навигационного оборудования. 2 ил.

Наверх