[发明专利]一种新型测斜寻北解算方法

说明书

本发明属于钻井技术领域，具体为一种新型测斜寻北解算方法，该新型测斜寻北解算方法的具体方式如下：在载体坐标系OXsupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;Ysupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;Zsupgt;3/supgt;subgt;c/subgt;中，重力加速度与地球自转角速度的矢量为gsubgt;3/subgt;＝Csubgt;0/subgt;supgt;3/supgt;gsubgt;0/subgt;，ωsubgt;3/subgt;＝Csubgt;0/subgt;supgt;3/supgt;ωsubgt;0/subgt;，解算方法只取决于单次测量采用时间内，ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;y/subgt;的相对关系而与它们的具体数值ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;y/subgt;无关，也就是与陀螺仪的比例因子s无关。本方案可消除由于比例因子温度特性产生的寻北误差，从而提高方位角的解算精度。可有效提高方位角的解算精度，并对所有非水平面寻北应用都有效。有效抑制由于比例因子温度特性产生的寻北误差。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体为一种新型测斜寻北解算方法。

背景技术

目前，随钻系统的钻井测斜仪主要有两类：一类是利用磁通门作为方位传感器，通过测量地球磁场的方向来换算出地球的地理方位，从而确定井眼轨迹走向。这种测量方法要求磁通门周围5米内无任何铁磁物质。第二类是采用陀螺和加速度计作为测量元件，通过测量地球自转角速度与重力加速度来计算方位角，井斜角以及工具面角，从而确定井眼轨迹走向。因为陀螺不受外界磁场的影响，适合在有磁干扰的情况下测量井眼轨迹。

目前，国内外主要使用两种类型的陀螺作为方位传感器来敏感地球自转角速度，一种是动调陀螺，另一种是光纤陀螺。相比之下，光纤陀螺是全固态光学结构，无运动部件，具有很好的抗冲击与抗振动性能。现有的测试方式由于测井应用的环境温度变化范围很大，这将制约非水平面寻北在全温度范围内的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型测斜寻北解算方法，以解决上述背景技术中提出的现有的测试方式由于测井应用的环境温度变化范围很大，这将制约非水平面寻北在全温度范围内的精度的问题。

1.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型测斜寻北解算方法，其特征在于：该新型测斜寻北解算方法的具体方式如下：

在载体坐标系OX³_cY³_cZ³_c中，重力加速度与地球自转角速度的矢量为g₃＝C₀³g₀，ω₃＝C₀³ω₀，也即：

式(1.6)、(1.7)中x、y、z是载体坐标系，ω_x与ω_y是矢量ω₃在x轴与y轴上的分量，g_x与g_y是矢量g₃在x轴与y轴上的分量，测斜仪的载体坐标系由三个重力加速度计的敏感轴构成，其中z轴与仪器轴线重合，陀螺仪的敏感轴与x或y对准，C₀³为从地理坐标系到载体坐标系的变换矩阵，g₀为地理标系中的重力加速度，ω₀为地理坐标系中的地球自转角速度，g为地球重力加速率，ω_e为地球自转角速率，A为方位角，a为测量点的地理纬度；

由式(1.6)可导出井斜角I的计算公式为：

根据(1.6)、(1.7),首先构造两个新的等式；

等式一为：