[发明专利]测定钻孔方向的方法

权利要求书

1．在对钻孔进行钻进时，利用装设在所用钻杆柱中的三轴加速度计/磁强计组件来确定此钻孔方向的一种方法，此方法包括如下步骤：

测量已知局部重力加速度矢量g的重力加速度分量g_x、g_y、g_z，用来测定井斜角θ与高边角φ；同时

测量总磁场B的磁场分量Bx、By、Bz，用来测定方位角ψ；

上面的x,y与z指在所说钻进过程中固定到前述组件上的笛卡儿XYZ坐标系中的矢量分量，而ψ、θ与φ定义了上述XYZ系统与笛卡儿NEV坐标系之间的旋转角度，这里的N指磁北方向，V指垂直的g方向而E指东向，

特征在于：g与B至少是在两个钻孔深度l_i与l_i+1处测出的，使得φ_i≠φ_i+1；而ψ_i与ψ_i+1是根据Bi=[φ_i]^T[θ_i]^T{[ψ_i]^TBe}+Bp与sin²ψ_i+cos²ψ_i=sin²ψ_i+cos²ψ_i+1或其一个等价公式算出的，这里的i=1,2,…,Be是局部地磁场，Bp是扰动Be的磁场，而〔〕^T是用于在欧拉角φ、θ与ψ下从NEV系到XYZ系的坐标变换中的所谓“转置”矩阵。

2．如权利要求1所述的方法，特征在于：它还包括以下步骤：检验上述等价式sin²ψ_i+cos²ψ_i是否等于1；如果(sin²ψ_i+cos²ψ_i)≠1且φ_i≠φ_i+1≠φ_i+2，至少在又一个钻孔深度l_i+2处测量g与B；计算ψ_i+2，再进行下一个检验步骤。

3．在对钻孔进行钻进时，利用装设在所用钻杆柱中的三轴加速度计/磁强计组件来确定此钻孔方向的一种方法，此方法包括如下步骤：测量已知局部重力加速度矢量g的重力加速度分量g_x、g_y、g_z，用来测定井斜角θ与高边角φ；同时测量总磁场B的磁场分量Bx、By、Bz，用来测量方位角ψ；这里的x、y与z指在所说钻进过程中固定到前述组件上的笛卡儿XYZ坐标系中的矢量分量，而ψ、θ与φ定义了上述XYZ系统与笛卡儿NEV坐标系之间的旋转角度，这里的N指磁北方向，V指垂直的g方向而E指东向，特征在于：g与B至少是在三个钻孔深度l_i、l_i+1与l_i+2处测出的，使得φ_i≠φ_i+1≠φ_i+2；而ψi、ψ_i+1与ψ_i+2是根据Bi=[φ_i]^T[θ_i]^T{[ψ_i]^TBe}+Bp计算的，这里的i=1,2,…,Be是局部地磁场，Bp是扰动Be的磁场，而〔〕^T是用于在欧拉角φ、θ与ψ下从NEV系到XYZ系的坐标变换中的所谓“转置”矩阵。

4．如权利要求3所述的方法，特征在于：它还包括下述步骤：对于至少一个i检验是否sin²φ_i+cos²φ_i=1，或检验它的一个等价公式，如果sin²ψ_i+cos²ψ_i≠1且φ_i≠φ_i+1≠φ_i+2≠φ_i+3，则在至少又一个钻孔深度l_i+3处测量g与B；计算ψ_i+3，再进行下一个检验步骤。