三轴重力加速度传感器标定方法研究

文章从分析XTCS系统中测斜传感器的数学模型入手,得到测斜传感器的轴不正交校正方法——Q校正方法和K校正法,并利用Matlab的寻优工具箱计算得到相应的校正系数,最终实现对测斜传感器的姿态测量数据的优化处理。     

提高带有惯性导航部件的测斜仪精度的方法

针对惯性导航部件构成的连续测斜仪,为了消除传感器安装误差所造成的对测斜精度的影响,在数据处理中采用了轴不正交校正方法和不同轴校正方法,提高了测斜精度。     

旋转导向钻井系统中离心加速度消除方法研究

为了使测斜传感器在动态情况下能够测量得到准确的井眼姿态参数,文章从测斜传感器单轴石英加速度计的数学模型入手,通过分析其传递函数,提出了旋转条件下测斜传感器离心加速度的消除方法＂动态频率补偿法＂。并通过实验和实验数据的分析处理,验证了＂动态频率补偿法＂在旋转导向系统中的可行性。     

随钻测斜与电缆连斜测井水平井井眼轨迹误差研究

水平井随钻测斜与电缆连斜测井数据计算的垂深误差较大。对比分析了长庆油田32口水平井井眼轨迹,对同一口井的随钻测斜与电缆连斜数据,均采用平均角法计算井眼轨迹,从测井工艺、深度计量、测量仪器精度等方面分析了垂深误差产生的原因,提出了随钻测斜与电缆连斜井眼轨迹误差校正方法。实际计算结果表明,应用该误差校正方法后,计算出的水平井井眼轨迹更接近实际,这对于正确分析水平井眼与地层关系,以及评价水平井测井资料有着重要意义。     

高精度油井测斜系统及校正方法的研究

为提高旋转导向钻井姿态(井斜角、方位角和工具面角)的测量精度,研究了高精度油井测斜系统及校正方法。对该系统的下位机硬件数据采集系统和上位机软件进行设计,根据试验数据确定传感器的性能,设计传感器的标定流程。测试结果表明,传感器工作正常,其输出范围符合标示指标。为避免误差超过设计指标,建立传感器误差补偿模型,提出12参数自动校正算法,据此可以计算出传感器的零位偏差、标度因子和不同心度偏差,从而对传感器输出数据进行误差补偿。应用结果表明,井斜角绝对误差在±0.29°以内,工具面角绝对误差最大为0.484 01°,均满足工业标准要求。说明该校正算法能提高井眼测量精度,从而可以指导钻头钻出更优的井眼轨迹,更有利于旋转导向钻进。     

旋转导向钻井系统中振动加速度的消除方法

在钻井过程中,钻头切削岩层、钻柱与井壁的碰撞,必然造成钻井工具的振动,这些振动会在测斜加速度传感器的输出上得到反映,使其不能真实地反映井眼姿态的变化。为及时得到准确的井眼姿态,有必要研究振动条件下传感器的输出规律,进而消除振动的影响。从室内模拟振动实验的原始数据入手,通过Matlab对传感器输出信号进行功率谱密度估计,得出了振动频率与转速的大致关系,并设计了具有针对性的滤波器。通过对实验数据分析处理,振动干扰信号的能量得到大幅衰减,测斜传感器3个敏感轴的输出波动明显减小,提高了姿态测量的准确性,从而验证了该方法在旋转导向系统中是可行的。     

大斜度井测井资料处理方法

在大斜度井测井资料处理中，用线性插值法把钻井点测的井斜数据转换成连续测井曲线，对大斜度井进行斜深校正，得到实际垂直深度(TVD)测井曲线；用最小曲率半径法计算井眼轨迹数据(如ZD、XE、YN、HOFF、HOAZ)，绘制出大斜度井的井眼轨迹图。用这些方法编制的测井资料处理软件，绘出的图表和图形直观、清晰，精确度高，能完全满足油田地质分析家的需要。     

大斜度井测井资料处理方法

在大斜度井测井资料处理中，用线性插值法把钻井点测的井斜数据转换成连续测井曲线，对大斜度井进行斜深校正，得到实际垂直深度(TVD)测井曲线；用最小曲率半径法计算井眼轨迹数据(如ZD、XE、YN、HOFF、HOAZ)，绘制出大斜度井的井眼轨迹图。用这些方法编制的测井资料处理软件，绘出的图表和图形直观、清晰，精确度高，能完全满足油田地质分析家的需要。     

电容法测量含水率原理及其应用的探讨

电容法是测量生产井产液含水率的一种主要方法。按其传感器的测量方式可分为环空式和取样式两种,环空式用于连续测量或点测,取样式用于点测。大庆油田应用的69型找水仪是采用环空式传感器进行集流点测,73型找水仪是采用取样式传感器进行集流点测,引进的含水率计是采用环空式传感器连续测量。实验室校验和现场应用表明,取样式的分辨能力符合要求,而环空式的分辨能力低,在高合水时甚至失去分辨能力。本文试图从探讨电容法的方法原理入手,讨论影响分辨能力的因素及应用效果。由于油水两相流滑动的影响,传感器实测的是视含水率,经过校正才能得到含水率。     

油井测斜系统数学建模及校准方法研究

通过分析油井测斜系统的结构特征及其数学模型,应用正交设计理论提出一种校准算法,该算法只需要测量少量点的传感器输出数据就可以解算出测斜系统数学模型中的全部系数,最终计算出每个传感器的标定系数、偏置以及安装误差,达到在软件上对测斜系统进行校准的目的.实验数据处理结果表明通过该算法计算的数学模型各系数符合设计要求.该算法已应用到实际工程项目.     

MWD磁干扰的判断和矫正

在定向井和水平井施工过程中，用于轨迹控制的随钻测量（MWD）无线随钻测斜仪器是不可缺少的。该仪器通过探管内的磁通门传感器和重力加速的传感器测量井眼状态（井斜、方位、工具面等）。在介绍MWD仪器测量原理的基础上，分析了磁干扰的原因，并进一步的分析了施工过程中遇到磁干扰时的判断方法，以及径向轴向矫正磁干扰的简单方法，可为现场工程师提供一定的指导建议。     

定向井井眼轨迹不确定性分析

为了提高定向井井眼轨迹的控制精度,减小实钻定向井井眼轨迹误差,从井眼轨迹计算方法、测斜仪器精度、磁干扰、井斜方位角校正、测斜仪器轴向对中误差等方面进行了探讨。结合定向井施工中的实例数据分析,验证了定向井井眼轨迹误差主要来自于施工现场的测量数据误差,提出了可行的减小定向井井眼轨迹误差的现场操作方法,对定向井的现场施工具有一定的指导意义。     

改进的动调式陀螺测斜系统校准方法研究

提出了一种三次样条插值方法与回归模型相结合的动调式陀螺测斜系统校准方法.在动调式陀螺测斜系统的参数标定中需考虑陀螺本身的漂移、机械加工精度及装配精度等因素的影响.将上述因素视为整体,确定了陀螺刻度因数以及各漂移系数的数值.常用的八位置标定方法一般仅针对陀螺传感器进行标定,而不考虑系统装配误差.用动调式陀螺测斜系统校准方法与八位置标定方法进行比较,2种方法所得的测量结果统计分析表明,采用动凋式陀螺测斜系统校准方法所测方位角不仪精度高、波动小,测试结果的稳定性也有很大提高.对于其他惯性测量系统也具有一定的借鉴意义.     

小井斜姿态误差的等值距均衡校正

为满足超深垂直钻探的精准控制需求，提出了一种等值距均衡校正方法，可以提升小井斜区域的姿态解算精度。首先，分析影响姿态角绝对误差的因素，研究常规最大值校正方法的误差模型；其次，基于均衡选取校正点以消除部分校正矩阵误差项的思想，建立等值距均衡校正的误差模型，探讨姿态误差校正效果；最后，采用常规校正方法和等值距均衡校正方法对小井斜角区域的测试数据进行处理和对比。实验结果表明，等值距均衡校正后，小井斜区域的工具面角绝对误差的平均值至少降至常规校正的29.2%,工具面角绝对误差的峰峰值至少降至常规校正的37.8%,井斜角绝对误差的平均值至少降至常规校正的19.8%。     

基于BP神经网络处理测斜实验数据的方法

介绍了利用人工神经网络进行测斜仪传感器误差校正的原理，提出了基于BP神经网络的测斜仪传感器(加速度传感器，磁通门传感器)安装误差校正方法，并与其它优化算法校正误差进行了比较，最后给出了一个仿真实例。实验结果表明：采用BP神经网络可以提高网络收敛速度，大大减小传感器线性误差。     

陀螺测斜技术在YJB油田综合调整中的应用

YJB油田是80年代末投入开发的老油田，受开发历史条件和技术条件的限制，井斜资料存在较大的误差，导致油田构造不落实，开发效果不理想。通过应用陀螺测斜技术校正井身轨迹，为油田高效挖掘剩余油提供了地质依据，取得了很好的挖潜效果，并为同类油田提供经验。     

连续测斜仪测量校正方法研究与应用

针对实际应用中井斜和方位偏差较大的问题,通过对加速度传感器和磁通门传感器的安装、性能的研究,设计出一套完整的校正算法,使测量误差满足测井要求。根据实际应用的要求,采用人性化软件设计,人机界面友好、刻度过程简单明了,可以对单个传感器进行刻度,提高了工作效率。从在上千口井中的应用来看,校正效果良好。     

DEV43XA井斜测井仪

DEV43XA井斜测井仪是一种数字化的高精度连续测斜系统,它使用磁力计和加速度计作为敏感测量元件,由单片机采集传感器测出的姿态量,在井下仪器中计算出方位角和倾斜角,数据按标准PCM格式传送至地面,再由地面仪器对PCM信号进行解码,得到所需的测井数据。     

石油钻井测斜参量的量传方法

石油钻井测斜参量的量传方法是技术监督部门对定向测斜仪器的计量管理方法,其参量量传体系中倾角和工具面角的量传可通过倾角仪和国家标准进行传递,但磁方位角的量传目前国内尚无直接的标准可进行传递。因此,通过天文测量定位、建立磁偏角校正模型,在绝磁数显转台上建立了一个高精度的磁方位基准,为定向井测斜仪器磁方位角的量值传递与溯源提供了基准源头,从而建立了石油钻井测斜仪磁方位角的量传方法。石油钻井测斜仪参量的量传方法对定向井测量仪器和测量标准器的定期检定管理具有重要的意义。     

考虑测地数据影响的定向井测斜计算修正方法

根据大地测量学理论,利用椭球体来近似地球,在考虑了测地数据对定向井、大位移井测斜计算的影响作用的基础上,建立了一套新的针对现有测斜计算方法的修正方法。该方法从井口的测地数据出发,分别针对高斯-克吕格投影和通用横轴墨卡托投影两种常用的投影方式,利用两个重要的转换参数：方格收敛度和比例系数,将每个测段作为一个计算单元,采用逐步近似的方法,对每个测点上得到的测斜数据进行测地修正,将这些测斜数据由“椭球体”模型中的数据转化到投影平面的三维坐标系当中进行测斜计算。从根本上解决了常规测斜计算中“平面地球”模型所带来的不足,进一步提高了测斜计算的精度。此外,还利用Visual C⁺⁺编程环境开发了相应的程序可实现快速计算。最后利用以南海油田1号井的实测数据资料,采用此修正算法和常规的测斜计算进行了对比验证。