專利名稱：多傳感器測斜方位模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油勘探領(lǐng)域，涉及一種采用多傳感器同時測量的測斜方位模塊。
背景技術(shù)：
在電纜測井、隨鉆測井、試井、鉆井等作業(yè)過程中，通常所使用的連續(xù)或定點(diǎn)測斜模塊，采用一組加速度傳感器和一組磁性傳感器，或者一組陀螺儀角速度傳感器，測量模塊所處位置三個軸方向上的加速度和磁場強(qiáng)度大小，或者角速度大小，通過計(jì)算得到模塊的傾斜角和方位角。但是，由于加速度傳感器、磁性傳感器和陀螺儀角速度傳感器在測量微小的加速度、磁場強(qiáng)度和角速度信號時的誤差較大；并且當(dāng)某些傳感器測量值接近零時，傾斜角和方位角的數(shù)學(xué)計(jì)算有很大誤差；除此之外，測井儀器處于高溫、高壓和鐵性物質(zhì)等復(fù)雜環(huán)境中，會給測量過程帶來較大噪聲，使得測量結(jié)果在某個區(qū)間誤差較大。以上各種因素導(dǎo)致在測井過程中，尤其是傳感器測量值接近零時，測斜模塊測量精度下降。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種多傳感器同時測量的測斜方位模塊，以消除普通測斜模塊的近零誤差，減小噪聲干擾，提高測量精度，在部分傳感器失效時，其他傳感器仍然能夠完成井斜和方位的測量工作。所述多傳感器的測斜方位模塊包括兩個或兩個以上的數(shù)字羅盤系統(tǒng)、微控制器和電源。所述數(shù)字羅盤系統(tǒng)包含一個三軸的加速度測量子模塊、一個三軸的地球磁場強(qiáng)度測量子模塊，或者一個三軸陀螺儀角速度測量子模塊。以上三軸傳感器子模塊包含但不僅限于(三個單軸、兩個兩軸或一個兩軸或三軸傳感器共同組成三軸測量方案)。所述測斜方位模塊中，多個數(shù)字羅盤系統(tǒng)同時與微控制器相連接，電源與所有數(shù)字羅盤系統(tǒng)和微控制器連接。選擇其中一個數(shù)字羅盤系統(tǒng)作為主數(shù)字羅盤系統(tǒng)，其他輔助數(shù)字羅盤系統(tǒng)的測量軸相對主數(shù)字羅盤系統(tǒng)的三軸坐標(biāo)軸分別旋轉(zhuǎn)已知角度后固定。根據(jù)本發(fā)明，由于采用多個數(shù)字羅盤系統(tǒng)同時測量，并且每個數(shù)字羅盤系統(tǒng)的測量軸之間存在已知夾角，因此，所有數(shù)字羅盤系統(tǒng)的測量結(jié)果不可能同時接近零，消除了測斜方位模塊的近零誤差。除此之外，假設(shè)有n個數(shù)字羅盤系統(tǒng)，其測量結(jié)果折算并加權(quán)處理后，整個測斜方位模塊的測量噪聲應(yīng)變?yōu)閱蝹€數(shù)字羅盤系統(tǒng)的1/V^，成功減小了測斜方位模塊測量過程中的噪聲干擾。

圖I多傳感器測斜方位模塊示意圖；圖2雙數(shù)字羅盤系統(tǒng)機(jī)械固定示意具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步介紹。圖I是多傳感器測斜方位模塊的示意圖。儀器由兩個及兩個以上數(shù)字羅盤系統(tǒng)
(I)、微控制器⑵和電源⑶組成。數(shù)字羅盤系統(tǒng)⑴包括三軸方向加速度測量子模塊
(4)、三軸方向磁場強(qiáng)度測量子模塊(5)，或者三軸方向陀螺儀角速度測量子模塊￠)。數(shù)字羅盤系統(tǒng)⑴與微控制器⑵相連，微控制器再通過數(shù)據(jù)總線與外部控制儀器(7)通信。電源⑶直接與所有的數(shù)字羅盤系統(tǒng)⑴和微控制器⑵相連。圖2是以雙數(shù)字羅盤系統(tǒng)(I)為例的多數(shù)字羅盤系統(tǒng)機(jī)械固定的示意 圖。選擇一個主數(shù)字羅盤系統(tǒng)(8)，此主數(shù)字羅盤系統(tǒng)確定了一個參考直角坐標(biāo)系X1、Y1、Z1(9)。沿此參考直角坐標(biāo)系(9)三個軸分別旋轉(zhuǎn)已知角度a、b、c后，形成一個新的直角坐標(biāo)系X2、Y2、Z2 (10)，按照新的直角坐標(biāo)系(10)所確定的方向，固定另一個輔助數(shù)字羅盤系統(tǒng)(11)。
權(quán)利要求1. 一種測斜方位模塊，該模塊包括至少兩個數(shù)字羅盤系統(tǒng)(I)、微控制器⑵和電源(3)，所述數(shù)字羅盤系統(tǒng)(I)包括一個加速度測量子模塊(4)、一個磁場測量子模塊(5)，或者一個角速度測量子模塊￠)，加速度測量子模塊(4)由單軸、兩軸或者三軸加速度傳感器，構(gòu)成三軸方向加速度傳感器，測量三個方向的加速度值，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直；磁場測量子模塊(5)由單軸、兩軸或者三軸磁性傳感器,構(gòu)成三軸方向磁性傳感器，測量三個方向的磁場強(qiáng)度值，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直；角速度測量子模塊(6)由單軸、兩軸或者三軸陀螺儀角速度傳感器，構(gòu)成三軸方向陀螺儀角速度傳感器，測量三個方向的角速度，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直，這兩個或兩個以上數(shù)字羅盤系統(tǒng)(I)中，選擇一個數(shù)字羅盤系統(tǒng)作為主數(shù)字羅盤系統(tǒng)，其他輔助數(shù)字羅盤系統(tǒng)的測量軸相對主數(shù)字羅盤系統(tǒng)的三軸坐標(biāo)系的三個軸分別旋轉(zhuǎn)已知角度后固定。
專利摘要一種測斜方位模塊，該模塊包括至少兩個數(shù)字羅盤系統(tǒng)(1)、微控制器(2)和電源(3)，所述數(shù)字羅盤系統(tǒng)(1)包括一個加速度測量子模塊(4)、一個磁場測量子模塊(5)，或者一個角速度測量子模塊，加速度測量子模塊(4)由單軸、兩軸或者三軸加速度傳感器，構(gòu)成三軸方向加速度傳感器，測量三個方向的加速度值，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直；磁場測量子模塊(5)由單軸、兩軸或者三軸磁性傳感器，構(gòu)成三軸方向磁性傳感器，測量三個方向的磁場強(qiáng)度值，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直；角速度測量子模塊(6)由單軸、兩軸或者三軸陀螺儀角速度傳感器，構(gòu)成三軸方向陀螺儀角速度傳感器，測量三個方向的角速度，并且保證這三個方向兩兩之間相互垂直，這兩個或兩個以上數(shù)字羅盤系統(tǒng)(1)中，選擇一個數(shù)字羅盤系統(tǒng)作為主數(shù)字羅盤系統(tǒng)，其他輔助數(shù)字羅盤系統(tǒng)的測量軸相對主數(shù)字羅盤系統(tǒng)的三軸坐標(biāo)軸分別旋轉(zhuǎn)已知角度后固定。
文檔編號E21B47/024GK202483559SQ20122001745
公開日2012年10月10日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者伍軍, 李 遠(yuǎn) 申請人:北京華脈世紀(jì)石油科技有限公司