[發明專利]一種新型測斜尋北解算方法

有效

• 申請號: 202110062046.6
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112781577B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王子宇;伍剛;王心悅;何昌洪;萬放;伍佑明;謝麗芳
• 申請（專利權）人: 上海威領信息科技有限公司
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00;G01C19/72
• 代理公司: 上海老虎專利代理事務所(普通合伙) 31434
• 代理人: 葛瑛

本發明屬于鉆井技術領域，具體為一種新型測斜尋北解算方法，該新型測斜尋北解算方法的具體方式如下：在載體坐標系OXsupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;Ysupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;Zsupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;中，重力加速度與地球自轉角速度的矢量為gsubgt;3/subgt;＝Csubgt;0/subgt;supgt;3/supgt;gsubgt;0/subgt;，ωsubgt;3/subgt;＝Csubgt;0/subgt;supgt;3/supgt;ωsubgt;0/subgt;，解算方法只取決于單次測量采用時間內，ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;y/subgt;的相對關系而與它們的具體數值ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;y/subgt;無關，也就是與陀螺儀的比例因子s無關。本方案可消除由于比例因子溫度特性產生的尋北誤差，從而提高方位角的解算精度。可有效提高方位角的解算精度，并對所有非水平面尋北應用都有效。有效抑制由于比例因子溫度特性產生的尋北誤差。

技術領域

本發明涉及鉆井技術領域，具體為一種新型測斜尋北解算方法。

背景技術

目前，隨鉆系統的鉆井測斜儀主要有兩類：一類是利用磁通門作為方位傳感器，通過測量地球磁場的方向來換算出地球的地理方位，從而確定井眼軌跡走向。這種測量方法要求磁通門周圍5米內無任何鐵磁物質。第二類是采用陀螺和加速度計作為測量元件，通過測量地球自轉角速度與重力加速度來計算方位角，井斜角以及工具面角，從而確定井眼軌跡走向。因為陀螺不受外界磁場的影響，適合在有磁干擾的情況下測量井眼軌跡。

目前，國內外主要使用兩種類型的陀螺作為方位傳感器來敏感地球自轉角速度，一種是動調陀螺，另一種是光纖陀螺。相比之下，光纖陀螺是全固態光學結構，無運動部件，具有很好的抗沖擊與抗振動性能。現有的測試方式由于測井應用的環境溫度變化范圍很大，這將制約非水平面尋北在全溫度范圍內的精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型測斜尋北解算方法，以解決上述背景技術中提出的現有的測試方式由于測井應用的環境溫度變化范圍很大，這將制約非水平面尋北在全溫度范圍內的精度的問題。

1.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種新型測斜尋北解算方法，其特征在于：該新型測斜尋北解算方法的具體方式如下：

在載體坐標系OX³_cY³_cZ³_c中，重力加速度與地球自轉角速度的矢量為g₃＝C₀³g₀，ω₃＝C₀³ω₀，也即：

式(1.6)、(1.7)中x、y、z是載體坐標系，ω_x與ω_y是矢量ω₃在x軸與y軸上的分量，g_x與g_y是矢量g₃在x軸與y軸上的分量，測斜儀的載體坐標系由三個重力加速度計的敏感軸構成，其中z軸與儀器軸線重合，陀螺儀的敏感軸與x或y對準，C₀³為從地理坐標系到載體坐標系的變換矩陣，g₀為地理標系中的重力加速度，ω₀為地理坐標系中的地球自轉角速度，g為地球重力加速率，ω_e為地球自轉角速率，A為方位角，a為測量點的地理緯度；

由式(1.6)可導出井斜角I的計算公式為：

根據(1.6)、(1.7),首先構造兩個新的等式；

等式一為：