CN106522924A - 一种随钻测量中方位角的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井器械技术领域，尤其涉及一种随钻测量中方位角的获取方法。该方法，不使用轴向磁通门传感器测量，转而使用当地地磁场的垂直分量，从而避免了其在测量过程中由于磁场的干扰带来的误差，有力的保证了方位角的计算精度。进而保证了利用方位角正确的预测出井眼轨迹。

Description

一种随钻测量中方位角的获取方法

技术领域

本发明涉及石油钻井器械技术领域，尤其涉及一种随钻测量中方位角的获取方法。

背景技术

目前，在随钻测量中，主要是利用磁通门传感器来测量磁强度，并利用测量得到的磁强度计算工方位角，一般可以按照如下公式进行计算：

式中，Bx和By为钻柱径向的磁通门传感器读数，Bz为钻柱轴向的磁通门传感器读数。

但是，在利用磁通门传感器测量的过程中，钻柱轴向的磁通门传感器受干扰磁场的影响较大，使得轴向的磁通门传感器所测的数据不准确，从而造成方位角的计算偏差，最终导致无法利用方位角正确的预测井眼轨迹，造成巨大的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种随钻测量中方位角的获取方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种随钻测量中方位角的获取方法，包括如下步骤：

S1，获取当地的地磁场强度B、钻柱的径向磁场强度Bx和By、重力角速度g、钻柱的径向加速度Gx和Gy、钻柱的轴向加速度Gz以及磁倾角α；

S2，利用Gx、Gy和Gz计算重力工具面角Φ和井斜角θ；

S3，利用如下公式计算校正的方位角ψ：

优选地，所述当地的地磁场强度B利用x、y、z三个方向的三个磁通门传感器在确保没有磁干扰的情况下，利用如下公式获得：

式中，

B_x为x方向磁通门传感器的读数；

B_y为y方向磁通门传感器的读数；

B_z为z方向磁通门传感器的读数。

优选地，所述当地的地磁场强度B通过查询全球地磁模型获取，具体方法为：登录英国地质调查所，安装BGGM模型，查询地磁场强度B。

优选地，所述钻柱的径向磁场强度Bx和By分别利用磁通门传感器进行测量。

优选地，所述钻柱的径向加速度Gx和Gy以及钻柱的轴向加速度Gz，分别通过加速度传感器进行测量。

优选地，所述磁倾角α采用如下方法获取：登录英国地质调查所，安装BGGM模型，根据当地的经纬度，查询当地的磁倾角α。

优选地，所述重力工具面角Φ按照如下公式计算获得：

优选地，所述井斜角θ按照如下公式计算获得：

优选地，S3之后，还包括步骤，按照如下公式计算钻柱的轴向磁场强度Bz：

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的随钻测量中方位角的获取方法，不使用轴向磁通门传感器测量，转而使用当地地磁场的垂直分量，从而避免了其在测量过程中由于磁场的干扰带来的误差，有力的保证了方位角的计算精度。进而保证了利用方位角正确的预测出井眼轨迹。

附图说明

图1是本发明实施例提供的随钻测量中方位角的获取方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了克服现有测量方法的不足，本发明提供了的方法，不仅能够计算出正确的方位角，而且在计算过程中需要的所有数据容易获取。

为了避免轴向磁通门传感器在测量过程中受到干扰磁场的影响，本发明实施例提供的技术方案，不使用轴向磁通门传感器测量，转而使用当地地磁场的垂直分量，结合其他的数据，可以计算出准确的方位角，从而可以有力的保证方位角的计算精度。

如图1所示，本发明实施例提供了一种随钻测量中方位角的获取方法，包括如下步骤：

S1，获取当地的地磁场强度B、钻柱的径向磁场强度Bx和By、重力角速度g、钻柱的径向加速度Gx和Gy、钻柱的轴向加速度Gz以及磁倾角α；

S2，利用Gx、Gy和Gz计算重力工具面角Φ和井斜角θ；

S3，利用如下公式计算校正的方位角ψ：

上述方法中，没有使用轴向磁通门传感器测量轴向磁场强度，而使用不受磁场干扰的数据，从而避免了其在测量过程中由于磁场的干扰带来的误差，进而造成方位角的计算偏差。

其中，所述当地的地磁场强度B可以利用x、y、z三个方向的三个磁通门传感器在确保没有磁干扰的情况下，利用如下公式获得：

式中，

B_x为x方向磁通门传感器的读数；

B_y为y方向磁通门传感器的读数；

B_z为z方向磁通门传感器的读数。

或者，所述当地的地磁场强度B可以通过查询全球地磁模型获取。

具体方法可以为：登录英国地质调查所，安装BGGM模型，查询地磁场强度B。

在本发明的一个实施例中，所述钻柱的径向磁场强度Bx和By可以分别利用磁通门传感器进行测量。

所述钻柱的径向加速度Gx和Gy以及钻柱的轴向加速度Gz，可以分别通过加速度传感器进行测量。

在本发明的一个实施例中，所述磁倾角α可以采用如下方法获取：

登录英国地质调查所，安装BGGM模型，根据当地的经纬度，查询当地的磁倾角α。

其中，所述重力工具面角Φ可以按照如下公式计算获得：

所述井斜角θ可以按照如下公式计算获得：

在本发明的一个优选实施例中，S3之后，还可以包括步骤，按照如下公式计算钻柱的轴向磁场强度Bz：

通过推导该轴向磁场强度，我们可以更明确的使用六个传感器的读数，而不会出现错误，方便做进一步的研究；同时也给用户一个更加直接的表示，而不是只能了解方位角。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的随钻测量中方位角的获取方法，不使用轴向磁通门传感器测量，转而使用当地地磁场的垂直分量，从而避免了其在测量过程中由于磁场的干扰带来的误差，有力的保证了方位角的计算精度。进而保证了利用方位角正确的预测出井眼轨迹。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取当地的地磁场强度B、钻柱的径向磁场强度Bx和By、重力角速度g、钻柱的径向加速度Gx和Gy、钻柱的轴向加速度Gz以及磁倾角α；

S2，利用Gx、Gy和Gz计算重力工具面角Φ和井斜角θ；

S3，利用如下公式计算校正的方位角ψ：

2.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述当地的地磁场强度B利用x、y、z三个方向的三个磁通门传感器在确保没有磁干扰的情况下，利用如下公式获得：

式中，

B_x为x方向磁通门传感器的读数；

B_y为y方向磁通门传感器的读数；

B_z为z方向磁通门传感器的读数。

3.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述当地的地磁场强度B通过查询全球地磁模型获取，具体方法为：登录英国地质调查所，安装BGGM模型，查询地磁场强度B。

4.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述钻柱的径向磁场强度Bx和By分别利用磁通门传感器进行测量。

5.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述钻柱的径向加速度Gx和Gy以及钻柱的轴向加速度Gz，分别通过加速度传感器进行测量。

6.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述磁倾角α采用如下方法获取：登录英国地质调查所，安装BGGM模型，根据当地的经纬度，查询当地的磁倾角α。

7.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述重力工具面角Φ按照如下公式计算获得：

8.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，所述井斜角θ按照如下公式计算获得：

9.根据权利要求1所述的随钻测量中方位角的获取方法，其特征在于，S3之后，还包括步骤，按照如下公式计算钻柱的轴向磁场强度Bz：