一种提高随钻数据测量精度的方法、系统和电子设备与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、随钻测量mwd是指钻机在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔或钻头的信息，靠跟踪与导向仪实现.因此,跟踪与导向仪是水平定向钻机施工的必备测量设备。随钻测井lwd是在mwd的基础上,增加若干用于地层评价的参数传感器,如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中子密度、声波、补偿中子密度等发展起来的，陀螺定向测量是用陀螺经纬仪测定某控制网边的陀螺方位角，并经换算获得此边真方位角的测量工作，常用于定向连接测量。陀螺方位角，是从陀螺仪子午线(测站上通过假想的陀螺轴稳定位置的子午面，即陀螺仪子午面与地平面的交线)北方向顺时针量至某定向边的水平角，确定测站真子午线北方向的常用方向有：中天法，是通过对陀螺仪轴运转的观测，先确定近似北方向，在连续读记摆动的指标线(陀螺轴)反复经过分划线板零线时的时间，和到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算获得近似北方向的改正数，进而确定测站真北方向；逆转点法，是用陀螺经纬仪跟踪观测摆动的指标线(陀螺轴)反复到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算确定测站真北方向；

2、现有技术中，随钻测量的自身系统一般存在一定的误差，导致在进行随钻测量如测斜时存在一定的误差，导致最终的测量精度出现误差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种提高随钻数据测量精度的方法、系统和电子设备。

2、本发明的一种提高随钻数据测量精度的方法的技术方案如下：

3、利用mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪，得到钻柱的当前时刻的姿态角，其中，mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪均安装在所述钻柱上；

4、计算所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值；

5、利用所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，对所述钻柱的当前时刻的姿态角进行补偿，得到所述钻柱的当前时刻的最终的姿态角。

6、本发明的一种提高随钻数据测量精度的方法的有益效果如下：

7、计算并利用钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，对钻柱的当前时刻的姿态角进行补偿，能够降低mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪安装在钻柱上的安装误差、角度随机游走误差和零偏漂移误差，提高随钻数据即钻柱的姿态角的测量精度。

8、在上述方案的基础上，本发明的一种提高随钻数据测量精度的方法还可以做如下改进。

9、进一步，计算钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，包括：

10、利用补偿模型，计算所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，所述补偿模型为：其中，所述钻柱的当前时刻的姿态角为(α,β,γ)，所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值包括：dα、dβ和dγ，dα表示α对应的误差补偿值，dβ表示β对应的误差补偿值，dγ表示γ对应的误差补偿值，φx,φy,φz表示陀螺仪三个轴的安装误差，l表示钻柱当前时刻所在位置的地理纬度，λ表示超参数。

11、进一步，钻柱的当前时刻的最终的姿态角为(α+dα,β+dβ,γ+dγ)。

12、进一步，利用mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪，得到钻柱的当前时刻的姿态角，包括：

13、利用所述mems三轴加速度计测量当前时刻的线加速度，利用所述mems三轴陀螺仪测量当前时刻的角加速度；

14、根据当前时刻的线加速度和当前时刻的角加速度，计算得到所述钻柱的当前时刻的姿态角。

15、本发明的一种提高随钻数据测量精度的系统的技术方案如下：

16、包括获取模块、计算模块和补偿模块；

17、所述获取模块用于：利用mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪，得到钻柱的当前时刻的姿态角，其中，mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪均安装在所述钻柱上；

18、所述计算模块用于：计算所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值；

19、所述补偿模块用于：利用所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，对所述钻柱的当前时刻的姿态角进行补偿，得到所述钻柱的当前时刻的最终的姿态角。

20、本发明的一种提高随钻数据测量精度的系统的有益效果如下：

21、计算并利用钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，对钻柱的当前时刻的姿态角进行补偿，能够降低mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪安装在钻柱上的安装误差、角度随机游走误差和零偏漂移误差，提高随钻数据即钻柱的姿态角的测量精度。

22、在上述方案的基础上，本发明的一种提高随钻数据测量精度的系统还可以做如下改进。

23、进一步，所述补偿模块具体用于：

24、利用补偿模型，计算所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，所述补偿模型为：其中，所述钻柱的当前时刻的姿态角为(α,β,γ)，所述钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值包括：dα、dβ和dγ，dα表示α对应的误差补偿值，dβ表示β对应的误差补偿值，dγ表示γ对应的误差补偿值，φx,φy,φz表示陀螺仪三个轴的安装误差，l表示钻柱当前时刻所在位置的地理纬度，λ表示超参数。

25、进一步，钻柱的当前时刻的最终的姿态角为(α+dα,β+dβ,γ+dγ)。

26、进一步，所述获取模块具体用于：

27、利用所述mems三轴加速度计测量当前时刻的线加速度，利用所述mems三轴陀螺仪测量当前时刻的角加速度；

28、根据当前时刻的线加速度和当前时刻的角加速度，计算得到所述钻柱的当前时刻的姿态角。

29、本发明的一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述任一项所述的一种提高随钻数据测量精度的方法。

30、本发明的一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。

技术特征：

1.一种提高随钻数据测量精度的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种提高随钻数据测量精度的方法，其特征在于，计算钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，包括：

3.根据权利要求2所述的一种提高随钻数据测量精度的方法，其特征在于，钻柱的当前时刻的最终的姿态角为(α+dα,β+dβ,γ+dγ)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种提高随钻数据测量精度的方法，其特征在于，利用mems三轴加速度计和mems三轴陀螺仪，得到钻柱的当前时刻的姿态角，包括：

5.一种提高随钻数据测量精度的系统，其特征在于，包括获取模块、计算模块和补偿模块；

6.根据权利要求5所述的一种提高随钻数据测量精度的系统，其特征在于，所述补偿模块具体用于：

7.根据权利要求6所述的一种提高随钻数据测量精度的系统，其特征在于，钻柱的当前时刻的最终的姿态角为(α+dα,β+dβ,γ+dγ)。

8.根据权利要求5至7任一项所述的一种提高随钻数据测量精度的系统，其特征在于，所述获取模块具体用于：

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至4中任一项所述的一种提高随钻数据测量精度的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和权利要求9所述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。

技术总结
本发明涉及随钻测量技术领域，尤其涉及一种提高随钻数据测量精度的方法、系统和电子设备，方法包括：利用MEMS三轴加速度计和MEMS三轴陀螺仪，得到钻柱的当前时刻的姿态角，其中，MEMS三轴加速度计和MEMS三轴陀螺仪均安装在钻柱上；计算钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值；利用钻柱的当前时刻的姿态角所对应的误差补偿值，对钻柱的当前时刻的姿态角进行补偿，得到钻柱的当前时刻的最终的姿态角。能够降低MEMS三轴加速度计和MEMS三轴陀螺仪安装在钻柱上的安装误差、角度随机游走误差和零偏漂移误差，提高随钻数据即钻柱的姿态角的测量精度。

技术研发人员：张燕萍,曹川,张全立,王军,彭嵩,张盼军,崔长志
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5