[发明专利]一种两井定向测量及解算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山地下井方位测量技术，特别是一种两井定向测量及解算方法。 

背景技术

影响两井定向精度的主要因素是井下量边误差，特别是当导线边与两井联线垂直时，因此，在进行两井定向时，尽可能把井下导线布设成近似直伸形，目的是为了使量边误差与边长值对两井定向精度的影响降低到最少，当井下连接导线为曲折形时，主要依靠提高井上井下量边的外业精度或采用边条件平差法，但实践证明，边条件平差法并不能有效地提高两井定向成果的解算精度和准确度，另外，井下量边精度的提高也是有限的。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种两井定向测量及解算方法，它能够消除井下测量误差对井下连接导线终点产生的纵向位移和横向位移，从而能够显著地提高井下定向边方位角的精度和准确度，同时不受井下导线形状的限制，即它能够适用于任何形状的井下连接导线。 

本发明的技术方案是：一种两井定向测量及解算方法，其测量方法主要包括以下几个过程：（1）把两井筒中的两根钢丝当作已知点；（2）虚拟定向角，把虚拟的定向角当作观测值，其精度等同于井下角度观测值的精度，即根据坐标轴旋转法计算假定坐标系中AB边的方位角；（3）列出纵、横坐标条件方程，根据测量条件平差法原理进行曲平差；（4）根据角度平差值计算连接导线每条边的方位角。 

A、B为两个竖井中的两根垂球线点，A、B两点的坐标由地面连接导线测量确定，在连通两个竖井的井下巷道中敷设由已知点A、B构成的无定向附合导线，在导线的左端虚拟一个观测值 （即定向角），通过两个纵横坐标条件，以A为坐标原点，边为轴，建立假定直角坐标系Ａ，由A、B两点的地面坐标反算求得： ＝０，＝０，＝＝－H／R（式中由A、B两点的地面坐标反算求得，R是地球曲率半径，H为井筒深度），＝０。 

导线的边长值分别为：、、、……，导线的左角观测值分别为：、、、……，各导线边的方位角分别为：(12)、(23)、(34)、…… (nB)，我们可以根据坐标附合导线建立纵横坐标条件方程如下： 

Cos(12)＋Cos(23)＋Cos(34)＋……Cos(nB)－＋＋＋……＋＋＝０

Sin(12)＋Sin (23)＋Sin (34)＋……Sin (nB)  －＋＋＋……＋＋＝０

由条件方程组成法方程得：

         k＋ k＋＝０

　　　   k＋ k＋＝０

式中，＝＝……＝≈＝１虚拟观测值的精度近似等同井下角度观测值的精度，＝（），＝＋，因量边系统误差对两井定向精度没有影响，故＝，＝  (算)－，＝(算)—，＝(AB’)₁＝ Cos^-1( ) ，或＝(AB’)₂＝Sin^-1( )，在假定坐标系中可以求得井下导线终点的坐标、，根据条件方程和法方程可以求得观测值与虚拟观测值的改正数及其平差值。

本发明与现有技术相比具有如下特点：能够消除了井下测量误差对井下连接导线终点产生的纵向位移和横向位移，从而能够显著地提高井下定向边方位角的精度和准确度，不受井下导线形状的限制，它适用于任何形状的井下连接导线。 

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。 

附图说明

附图1为井下无定向附合导线布设图； 

附图2为两井定向的井上、井下连接图。 

具体实施方式

如附图1所示：A、B为两个竖井中的两根垂球线点，A、B两点的坐标由地面连接导线测量确定，在连通两个竖井的井下巷道中敷设由已知点A、B构成的无定向附合导线，在导线的左端虚拟一个观测值（即定向角），通过两个纵横坐标条件，以A为坐标原点，边为轴，建立假定直角坐标系Ａ，由A、B两点的地面坐标反算求得：＝０，＝０，＝＝－H／R（式中由A、B两点的地面坐标反算求得，R是地球曲率半径，H为井筒深度），＝０。 

 导线的边长值分别为：、、、……，导线的左角观测值分别为：、、、……，各导线边的方位角分别为：(12)、(23)、(34)、…… (nB)，我们可以根据坐标附合导线建立纵横坐标条件方程如下： 

Cos(12)＋Cos(23)＋Cos(34)＋……Cos(nB)－＋＋＋……＋＋＝０

Sin(12)＋Sin (23)＋Sin (34)＋……Sin (nB)  －＋＋＋……＋＋＝０

由条件方程组成法方程得：