[發(fā)明專利]一種基于實際采集傳感器數(shù)據(jù)的鉆鋌姿態(tài)測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910380966.5
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110107281A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彬;康鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 大威德智能裝備（唐山曹妃甸）有限公司
• 主分類號: E21B47/024
• 分類號: E21B47/024;G06F17/50
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 蘇友娟

1.一種基于實際采集傳感器數(shù)據(jù)的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)根據(jù)鉆鋌的運動過程及傳感器數(shù)據(jù)特性，對加速度計數(shù)據(jù)進行低通濾波；

(b)使用鉆鋌靜止時數(shù)據(jù)估計加速度計零偏；

(c)根據(jù)(b)結(jié)果補償加速計零偏，對鉆鋌旋轉(zhuǎn)運動階段加速度計輸出進行修正；

(d)計算相應(yīng)時間序列下鉆鋌的磁工具面角MHS及重力在重力在鉆鋌的投影；

(e)計算相應(yīng)時間序列下的井斜工具面角INCMHS和井斜角INC。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(a)中，所述加速度計的有效數(shù)據(jù)集中于低頻6Hz之內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(a)中，選用切比雪夫I型濾波器對所述數(shù)據(jù)進行濾波，其中通帶上限頻率為ω_p＝15Hz，阻帶下限頻率為ω_s＝20Hz，通帶和阻帶對應(yīng)的最大衰減系數(shù)分別為：a_p＝0.5dB,a_s＝20dB。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(a)中，其中所述切比雪夫I型濾波器的傳遞函數(shù)為

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(b)中鉆鋌運動過程可知前20s內(nèi)鉆鋌處于靜止?fàn)顟B(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(b)中的零偏估算過程為：對于加速度計在鉆鋌運動過程中不可避免的存在振動加速度a_v，由傳感器配置，x軸和y軸上都分別反正有兩個加速度計，旋轉(zhuǎn)中加速度計測量到的比力可以表示為：

f_x+＝a_x+a_v,x++▽_0,x++▽_1,x+

f_x-＝-a_x+a_v,x-+▽_0,x-+▽_1,x-

f_y+＝a_y+a_v,y++▽_0,y++▽_1,y+

f_y-＝-a_y+a_v,y-+▽_0,y-+▽_1,y-，

其中，a_x和a_y分別是x軸和y軸真實要測量的加速度，a_v,x和a_v,y分別是x軸和y軸加速度計測得的振動加速度，▽_0,x和▽_0,y為加速計每次啟動后常值零偏，隨機零偏▽_1,x和▽_1,y為白噪聲，聯(lián)立不定方程組，并在線性空間內(nèi)擬合求可對加速度計零偏進行估算。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(d)中，計算方式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(d)中，重力在鉆鋌的投影G_p：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆鋌姿態(tài)解算方法，其特征在于，在步驟(e)中，計算方式為：