CN108603405A - 利用多站分析进行的实时轨迹估计 - Google Patents

利用多站分析进行的实时轨迹估计 Download PDF

Info

Publication number
CN108603405A
CN108603405A CN201680042937.2A CN201680042937A CN108603405A CN 108603405 A CN108603405 A CN 108603405A CN 201680042937 A CN201680042937 A CN 201680042937A CN 108603405 A CN108603405 A CN 108603405A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill site
drill
representing
theoretical
ith
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680042937.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王槊秦
L·D·索伦森
H·阮
D·张
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HRL Laboratories LLC
Original Assignee
HRL Laboratories LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HRL Laboratories LLC filed Critical HRL Laboratories LLC
Publication of CN108603405A publication Critical patent/CN108603405A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02—Determining slope or direction
    • E21B47/024—Determining slope or direction of devices in the borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02—Determining slope or direction
    • E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/188—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

描述了一种用于位置估计的系统。从平台的传感器获取一组原始传感器输出。将该组原始传感器输出被存储在非暂时性存储器中。通过使用无约束优化算法推断原始传感器输出中的误差来生成一组经优化的传感器测量结果。系统基于所述一组经优化的传感器测量结果确定平台的位置。

Description

利用多站分析进行的实时轨迹估计
相关申请的交叉引用
这是2015年9月28日在美国提交的标题为“Real Time Trajectory EstimationwithMulti-Station Analysis,”的62/233,936非临时专利申请，在此通过引用的方式将该申请的全文并入。
发明背景
(1)技术领域
本发明涉及一种用于实时轨迹估计的系统，并且更具体地涉及一种跨各种构造和平台起作用的、用于实时轨迹估计的系统。
(2)背景技术
钻孔的勘测通常由钻柱嵌入式传感器系统(drill-string-embedded sensorsystem)来执行，该钻柱嵌入式传感器系统包含多组三个正交的加速计和磁强计，以及可能的陀螺仪。理想地，这些传感器提供从其推断轨迹的各测量位置处的钻柱的姿态(即，相对于框架基准(frame reference)的位置)。这些原始传感器输出可以具有被称为偏差误差(bias error)(或比例因子误差(scale factor error))的确定性仪器误差。对于磁强计的情况，这些误差可以被分类为作为偏差误差出现的残余误差和作为比例因子误差出现的诱导误差。误差可能随着诸如局部磁干扰的存在的工作环境而变化。另外，这些误差促成所估计轨迹的不确定性。
存在可以用于基于该比较识别传感器误差的多种技术(诸如，短颈圈(shortcollar)技术和集群射击(cluster shot)技术)。最近发展是多站分析(MSA)的使用。MSA现在是确定磁传感器中的偏差误差和比例因子误差的基准方法。MSA找到各轴线的校正，并且然后使它们的不一致在一直到当前勘测点的整个勘测期间最小化。
目前，MSA采用诸如蒙特卡罗(Monte Carlo)方法的采样技术，在该采样技术中，对上面可以推断各轴线的理论磁强计读数的各轴线上的偏差和比例因子的范围进行采样。然后，真实偏差和比例因子可以为所推断和所测量磁场之间的最小差。方法的精度和速度可能受制于样本的数量和范围。另外，当前采样技术需要用户介入限定采样范围和分辨率。MSA的描述可以在美国第8,280,638号专利中找到，其提出了在解空间中使用采样方法实现MSA，这等效于蒙特卡罗方法。
由此，存在对比通常基于蒙特卡罗分析的传统算法更鲁棒且在计算成本上更少量的MSA的改进版本的持续需求。另外，需要对用户输入依赖性较小且因此更适于自主应用的系统。
发明内容
本发明涉及一种用于实时轨迹估计的系统，并且更具体地涉及一种跨各种构造和平台起作用的、用于实时轨迹估计的系统。系统包括一个或更多个处理器和存储器，该存储器具有指令，使得在执行指令时，一个或更多个处理器执行多个操作。
从平台的传感器获取一组原始传感器输出。将该组原始传感器输出存储在非暂时性存储器中。通过使用无约束优化算法推断原始传感器输出中的误差来生成一组经优化传感器测量结果。系统基于一组经优化传感器测量结果确定平台的位置。
在另一个方面中，平台是具有惯性导航系统的车辆。
在另一个方面中，平台是井场的钻井。
在另一个方面中，使用一组经优化传感器测量结果确定所有钻场处的钻进姿态(drilling attitude)。使用所确定的钻进姿态确定所有钻场处的钻进轨迹(drillingtrajectory)。
在另一个方面中，无约束优化算法用于推断磁强计传感器误差、加速计传感器误差、以及陀螺仪传感器误差中的至少一个。
在另一个方面中，无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示钻场处的所测量磁场强度，表示钻场处的理论磁场强度，DA表示钻场处的所测量倾角，表示钻场处的理论倾角，A表示钻场处的所测量重力场，表示钻场处的理论重力场，并且N是已勘测钻场的次数。
在另一个方面中，如果加速计传感器误差与磁强计传感器误差相比相对小，则无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示钻场处的所测量磁场强度，表示钻场处的理论磁场强度，DA表示钻场处的所测量倾角，表示钻场处的理论倾角，并且N是已勘测钻场的次数。
在另一个方面中，如果陀螺仪传感器误差可用(available)，则无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，ER是所测量地球自转速率，是理论地球自转速率，并且N是已勘测钻场的次数。
在另一个方面中，钻进轨迹从一组经优化传感器测量结果来确定，并且钻进轨迹由在弯曲的轨迹上、具有坐标的一组点来描述，其中，一组点的坐标根据以下来确定：
其中，表示第i个钻场的笛卡尔(Cartesian)坐标，其中，笛卡尔坐标在局部导航框架(local navigation frame)中，并且以钻井的起点为原点，是远离第i个钻场jdθ角度的点的笛卡尔坐标，其中，在第i个钻场与第(i+1)个钻场之间存在N个点，其中，j＝1，2，...N，并且其中，dθ＝θ/N其中，θ是第i个钻场与第(i+1)个钻场之间的总角度，并且其中，和分别是第i个钻场和第(i+1)个钻场的姿态的单位向量。
最后，本发明还包括计算机程序产品和计算机实施的方法。计算机程序程序产品包括存储在非暂时性计算机可读介质上的计算机可读指令，所述计算机可读指令可由具有一个或更多个处理器的计算机来执行，使得在执行所述指令时，一个或更多个处理器执行这里列出的操作。另选地，计算机实施的方法包括使得计算机执行这种指令且执行产生操作的动作。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点将从本发明的各种方面的以下详细描述连同对以下附图的参照清晰，附图中：
图1是描绘了根据本公开的一些实施方式的、用于实时轨迹估计的系统的部件的框图；
图2是根据本公开的一些实施方式的计算机程序产品的例示；
图3是例示了根据本公开的一些实施方式的、使用多站分析(MSA)进行的实时自主钻进定向确定的流程图；
图4是根据本公开的一些实施方式的、用于输入钻场的表面信息(surfaceinformation)的图形界面的例示；
图5是根据本公开的一些实施方式的、基于优化方案的磁强计的回归参数的例示；
图6A是例示了根据本公开的一些实施方式的、在没有和具有使用优化的传感器数据校正的情况下的、作为所测量深度的函数的所计算总磁场强度的图；
图6B是例示了根据本公开的一些实施方式的、在没有和具有使用优化的传感器数据校正的情况下的、作为所测量深度的函数的所计算倾角的图；
图7是例示了根据本公开的一些实施方式的、在没有和具有使用优化的传感器数据校正的情况下的、作为所测量深度的函数的所计算方位角的图；
图8是根据本公开的一些实施方式的所估计轨迹的图例示；以及
图9是例示了根据本公开的一些实施方式的、包括原始传感器数据的数据库的表格。
具体实施方式
本发明涉及一种用于实时轨迹估计的系统，并且更具体地涉及一种跨各种构造和平台起作用的用于实时轨迹估计的系统。
以下描述被提出为使得本领域普通技术人员能够进行并使用本发明，并且将本发明并入在特定应用的语境中。各种修改以及在不同应用中的各种用途将对本领域技术人员容易地明显，并且这里所定义的一般原理可以应用于宽范围的方面。由此，本发明不旨在限于这里提出的方面，而是符合与这里所公开的原理和新型特征一致的最宽范围。
在以下详细描述中，为了提供本发明的更彻底理解，阐述了大量具体细节。然而，将对本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在不必限于这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，为了避免使本发明模糊，以框图形式而不是详细地示出公知结构和装置。
读者的注意力被引导到与本说明书同时提交的所有文件和文档上，文件和文档与本说明书一起对公众审查开放，并且在此通过引用的方式将所有这种文件和文档的内容并入。在本说明书中公开的所有特征(包括任意所附权利要求、摘要以及附图)可由用于相同、等效或类似目的的另选特征来替换，除非另外明确陈述。由此，除非另外明确陈述，所公开的各特征是通用的一系列等效或类似特征的仅一个示例。
此外，未明确陈述用于执行指定功能的“装置”或用于执行具体功能的“步骤”的权利要求中的任何元素不被解释为如在35U.S.C第112节第6段中执行的“装置”或“步骤”条款。具体地，这里权利要求中“……的步骤”或“……的动作”的使用不旨在调用35U.S.C第112节第6段中的规定。
在详细描述本发明之前，提供了本发明的各种主要方面的描述。随后，介绍提供给读者本发明的一般理解。最后，提供本发明的具体细节，以给出具体方面的理解。
(1)主要方面
本发明的各种实施方式包括三个“主要”方面。第一方面是实时轨迹估计系统。系统通常为计算机系统操作软件的形式或“硬编码”指令集的形式。该系统可以并入到提供不同功能的种种装置中。第二主要方面是通常为使用数据处理系统(计算机)运行的软件形式的方法。第三主要方面为计算机程序产品。计算机程序产品通常表示存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，光存储装置(例如，光盘(CD)或数字通用光盘(DVD))或磁存储装置(诸如，软盘或磁带))上的计算机可读指令。另外，计算机可读介质的其他非限制性示例包括硬盘、只读存储器(ROM)以及闪型存储器。以下将更详细地描述这些方面。
图1中提供了描绘本发明的系统(即，计算机系统100)的示例的框图。计算机系统100被配置为执行与程序或算法相关联的计算、处理、操作和/或功能。在一个方面中，这里讨论的特定处理和步骤被实现为一系列指令(例如，软件程序)，该系列指令驻留在计算机可读存储单元内，并且由计算机系统100的一个或更多个处理器来执行。在被执行时，所述指令使得计算机系统100执行具体动作并展示具体行为，诸如这里所描述的。
计算机系统100可以包括被配置为传达信息的地址/数据总线102。另外，诸如处理器104(或多个处理器)的一个或更多个数据处理单元与地址/数据总线102联接。处理器104被配置为处理信息和指令。在一个方面中，处理器104是微处理器。另选地，处理器104可以为不同类型的处理器(诸如，并行处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)或现场可编程门阵列(FPGA))。
计算机系统100被配置为使用一个或更多个数据存储单元。计算机系统100可以包括与地址/数据总线102联接的易失性存储单元106(例如，随机存取存储器(“RAM”)、静态RAM、动态RAM等)，其中，易失性存储单元106被配置为存储用于处理器104的信息和指令。计算机系统100还可以包括与地址/数据总线102联接的非易失性存储单元108(例如，只读存储器(“ROM”)、可编程ROM(“PROM”)、可擦可编程ROM(“EPROM”)、电可擦可编程ROM(“EEPROM”)、闪存等)，其中，非易失性存储单元108被配置为存储用于处理器104的静态信息和指令。另选地，计算机系统100可以执行从在线数据存储单元(诸如，“云”计算中)检索的指令。在一个方面中，计算机系统100还可以包括与地址/数据总线102联接的一个或更多个接口(诸如，接口110)。一个或更多个接口被配置为使得计算机系统100能够与其他电子装置和计算机系统接口连接。由一个或更多个接口实施的通信接口可以包括有线通信技术(例如，串行电缆、调制解调器、网络适配器等)和/或无线通信技术(例如，无线调制解调器、无线网络适配器等)。
在一个方面中，计算机系统100可以包括与地址/数据总线102联接的输入装置112，其中，输入装置112被配置为向处理器100传达信息和命令选择。根据一个方面，输入装置112为可以包括字母数字和/或功能键的字母数字输入装置(诸如，键盘)。另选地，输入装置112可以为除了字母数字输入装置之外的输入装置。在一个方面中，计算机系统100可以包括与地址/数据总线102联接的光标控制装置114，其中，光标控制装置114被配置为向处理器100传达用户输入信息和/或命令选择。在一个方面中，光标控制装置114使用诸如鼠标、跟踪球、跟踪垫、光学跟踪装置或触摸屏的装置来实施。尽管有上述情况，但在一个方面中，光标控制装置114还经由来自输入装置112的输入(诸如，响应于与输入装置112相关联的特殊键和键序列命令的使用)来引导和/或启动。在另选方面中，光标控制装置114被配置为通过语音命令来引导或指导。
在一个方面中，计算机系统100还可以包括与地址/数据总线102联接的一个或更多个可选的计算机可用数据存储装置(诸如，存储装置116)。存储装置116被配置为存储信息和/或计算机可执行指令。在一个方面中，存储装置116是诸如磁或光盘驱动器(例如，硬盘驱动器(“HDD”)、软盘、光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字通用光盘(“DVD”))的存储装置。依照一个方面，显示装置118与地址/数据总线102联接，其中，显示装置118被配置为显示视频和/或图形。在一个方面中，显示装置118可以包括阴极射线管(“CRT”)、液晶显示器(“LCD”)、场发射显示器(“FED”)、等离子体显示器或适于显示可为用户识别的视频和/或图形图像以及字母数字字符的任意其他显示装置。
这里提出的计算机系统100是根据一个方面的示例计算环境。然而，计算机系统100的非限制性示例不严格限于计算机系统。例如，一个方面提供了计算机系统100表示可以根据这里描述的各种方面使用的一种数据处理分析。此外，还可以实施其他计算系统。实际上，本技术的精神和范围不限于任何单个数据处理环境。由此，在一个方面中，本技术的各种方面的一个或更多个操作使用由计算机执行的计算机可执行指令(诸如，程序模块)来控制或实施。在一个实施方案中，这种程序模块包括被配置为执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、分量和/或数据结构。另外，一个方面提供了本技术的一个或更多个方面通过使用一个或更多个分布式计算环境(诸如任务由借助通信网络链接的远程处理装置来执行的环境或诸如各种程序模块位于包括存储储存装置的本地和远程计算机存储介质中的环境)来实施。
图2中描绘了具体实施本发明的计算机程序产品(即，存储装置)的例示图。计算机程序产品被描绘为软盘200或光盘202(诸如，CD或DVD)。然而，如之前提及的，计算机程序产品通常表示存储在任意可兼容非暂时性计算机可读介质上的计算机可读指令。如关于本发明使用的术语“指令”通常指示要在计算机上执行的一组运算，并且可以表示整个程序或单独、可分离的软件模块。“指令”的非限制性示例包括计算机程序代码(源码或目标码)和“硬编码”电子器件(即，被编码到计算机芯片中的计算机运算)。“指令”被存储在任意非暂时性计算机可读介质上(诸如，在计算机的存储器中或在软盘、CD-ROM以及闪存盘上)。在任意一种情况下，指令被编码在非暂时性计算机可读介质上。
(2)简介
本公开致力于钻井孔定向的勘测，以通过消除由于局部干扰引起的误差来提高定位精度。在根据本公开的实施方式的方法内，利用无约束优化算法实现多站分析(MSA)。以下将更详细地描述减轻与加速计、磁强计、以及陀螺仪测量相关联的偏差和比例因子误差的唯一目标函数。这使得能够实施采用标准优化算法来使该目标函数最小化的实时轨迹估计软件。
钻孔的勘测通常由钻柱嵌入式传感器系统来执行，该钻柱嵌入式传感器系统包含多组三个正交的加速计和磁强计，以及可能的陀螺仪。理想地，这些传感器提供了根据其推断轨迹的各测量位置处的钻柱的姿态。这些原始传感器输出可以具有被称为偏差误差(或比例因子误差)的确定性仪器误差。对于磁强计的情况，这些误差可以被分类为作为偏差误差出现的残余误差和作为比例因子误差出现的诱导误差。误差可能随着诸如局部磁干扰的存在的工作环境而变化。此外，这些误差促成所估计轨迹的不确定性。
以上所描述的误差可以通过将理论物理参数与基于原始传感器数据的所测量物理参数进行比较来识别。原始传感器数据的非限制性示例包括局部重力场的大小和定向、磁场向量、以及地球自转速率。值的差可以用于推断传感器误差。
存在可以用于基于该比较识别传感器误差的多种技术(诸如，短颈圈技术和集群射击技术)。最近发展是多站分析(MSA)的使用。MSA现在是确定磁传感器中的偏差误差和比例因子误差的基准方法。MSA找到各轴线的校正，并且然后使它们的不一致在一直到当前勘测点的整个勘测期间最小化。
目前，MSA采用诸如蒙特卡罗(Monte Carlo)方法的采样技术，在该采样技术中，对上面可以推断各轴线的理论磁强计读数的各轴线上的偏差和比例因子的范围进行采样。然后，真实偏离和比例因子为所推断磁场和所测量磁场之间的最小差。方法的精度和速度可能受制于样本的数量和范围。
基于各测站处的测量，可以估计在底部孔组件/钻柱内部的随钻测量(MWD)工具的姿态。此外，凭借各站的表面之间的管长度的知识，可以确定钻柱的轨迹。在油气行业中计算轨迹的标准方法是正常最小曲率法。然而，该方法仅提供各测站的坐标的解，而不提供位于两个勘测点之间的点的坐标。根据本公开的实施方式的方法将最小曲率法扩展为得到两个站之间的点的坐标。本方法还应用于改善钻进轨迹的三维(3D)可视化，特别是在两个站之间的距离太远(例如，大于100英尺)的时候。
这里所描述的本发明提供一种不同的技术，该技术采用无约束优化算法以使用新目标函数使差最小化来推断误差。和可能需要用户介入限定采样范围和分辨率的、以上所描述的采样方法不同，根据本公开的实施方式的方法不对用户输入依赖性较小，并且因此更适于自主应用。被称为单一法的无约束优化算法是非常成熟的公知算法，并且在市场上可获得。该算法比蒙特卡罗分析更适于实时勘测应用。
(3)本发明的具体细节
图3以流程图例示了为实时轨迹估计的处理的基础的步骤。在第一步骤300中，利用具有钻井(或钻孔)的钻场的表面信息初始化根据本公开的各种实施方式写入的任意新代码或软件。程序需要用户输入表面信息。信息可以包括但不限于：钻场的坐标(平均海平面以上的纬度和经度以及海拔)；格网收敛角(格网北向相对于真北的方向)；地磁偏角(磁北相对于真北的方向)；地磁倾角(地球的磁场向量相对于水平面的垂直倾角)；地磁场强度；以及重力。
在第二步骤302中，获取原始传感器数据并将其附加到传感器测量结果数据库。传感器测量结果数据库包括作为所测量深度的函数的所有传感器数据。传感器数据被保存为MD，ax，ay，az，Mx，My，Mz的列且可选地被保存为gx，gy，gz的列。原始传感器数据的非限制性示例包括所测量深度(MD)；加速计数据(ax，ay，az)；以及磁强计数据(Mx，My，Mz)。
工具应获取陀螺仪数据(gx，gy，gz)(如果可用)。工具指的是可以以特定时间速率提供传感器读数的任意硬件传感器模块(传感器的非限制性示例包括磁强计、陀螺仪、以及加速计)。
在第三步骤304中，系统生成经优化传感器测量结果并将它们附加到传感器测量结果数据库(即，优化传感器测量结果数据库)。首先，考虑不包括陀螺仪的情况。接着，考虑陀螺仪数据与加速计数据和磁强计数据组合的情况。以下方程中的六个新列数据(在字母上具有帽)被限定并认为是有人需要找到的理论“真实”传感器数据，其中，方程中的各字母表示各列数据。Sax，Say，Saz的三个参数是加速计数据的标量误差(scalar error)，而BMx，BMy，BMz和SMx，SMy，SMz分别是磁强计数据的偏差误差(残余误差)和标量误差。加速计偏差误差小，并且通常以付出更复杂优化的代价来不影响算法的精度。因此，在该示例中，忽略加速计偏差，但如果发现在其他应用中这样做是有利的，则可以包括加速计偏差。
为了确定这九个参数，采用无约束优化方法。无约束优化的鲁棒算法是公知的且可在市场上获得；例如，函数fminsearch由编程语言/环境来提供。任意无约束优化方法需要限定用于最小化的目标函数。用于这种情况的定制开发的目标函数如下限定：
在方程1中，MT、DA和A分别表示场处的总磁场强度、倾角、以及总重力场。它们的理论值可用于来自初始化步骤的程序。下标“i”表示列向量的第i行。N为到目前为止可用的勘测次数。是理论总磁场强度的第i行，并且用公式表达为：
类似地，是理论总重力场的第i行，并且用公式表达为：
第i行的理论倾角用公式表达为：
因为目标函数包括要在使目标值最小化时确定的那些参数，所以要最小化的目标函数是参数函数。在搜索这些参数时可以存在多个算法。在一个实施方式中，在的fminsearch中使用的算法是内尔德-米德单纯型算法(Nelder-Mead Simplex algorithm)。与诸如蒙特卡罗分析的非参数采样方法相比，前者算法对于实时应用来说更轻且更可靠。
在特定情况下，由于加速计误差而产生的轨迹误差与磁强计误差相比相对小。在这些情况下，可以安全忽视加速计误差。然后，仅存在需要识别的六个参数，并且目标函数(在方程1中)应仅包括在方程右侧处的前两项(总磁场和倾角)。
如果陀螺仪数据可用，则可以应用类似优化技术来使由于恒定偏差和缩放比例误差而产生的陀螺仪误差最小化。如果陀螺仪误差(即，陀螺仪的比例因子和偏差)小得多，则使陀螺仪误差最小化可以与磁强计的误差分开考虑。
用于陀螺仪测量的目标函数被如下限定：
其中，ER表示所勘测的地球自转速率，并且
在第四步骤306中，计算到目前为止的所有勘测时刻的钻进姿态。一旦优化传感器测量结果数据库(元素304)，则使用数据确定钻进姿态。钻进姿态由倾斜角(I)和方位角(A)来表示。第i个站处的倾斜角由标准教科书所提供的公式来确定。下面复制这两个公式。如下确定倾斜角：
并且如下确定方位角：
以上方位角是磁北角(magnetic northing angle)。真北角将为磁北角与偏角(来自初始化步骤的输入)的和(即，Atrue＝A+Adeclination)。格网北角为磁北角与偏角和收敛角(来自初始化步骤的输入)的差的和(即，Agrid＝A+(Adeclination-Aconvergence)。在计算钻进姿态(元素306)之后，经由显示器(例如，计算机监视器)向用户输出钻进姿态(元素308)。
在第五步骤310中，计算在整个勘测时刻的钻进轨迹。行业标准是使用正常最小曲率来基于所有站的方向向量来确定各站的坐标。以下提供各站的坐标和曲线的数学描述。轨迹描述对于3D轨迹的高度精确视觉化(特别是在两个站之间的距离太长时)是有用的。假定已知第i个站的坐标(诸如，其中，dN、dE、dD分别是从原点沿向北方向、向东方向以及向下方向到第i个站的相对距离)。计算第(i+1)个站的数学公式被给出如下：
第i个站的笛卡尔单位向量如下：
第(i+1)个站的笛卡尔单位向量如下：
对向这两个站之间的弯曲的角度如下：
并且
曲率半径如下：
R＝＝(MDi+1-MDi)/θ。
因此，第(i+1)个站的坐标如下：
通过遵循以上计算，可以计算站(钻场)的所有坐标。应注意，根据北向(磁北、真北、或格网北)的定义，在上述计算中应使用适当的方位角。坐标处于局部导航框架(向北、向东以及向下)且以钻井的起点为原点。两个站之间的弯曲的轨迹可以由轨迹上的离散坐标点来数学地描述。如果第i个和第(i+1)个站之间的弧形由N个点划分，并且远离第i个站的角度是jdθ，其中，j＝1，2，...N且其中，dθ＝θ/N，则可以利用以下方程来计算这些点的坐标：
方程2基于同一最小曲率法导出，这里省略详细推到。
为了验证该技术，在基于Matlab的独立(在Windows OS中)软件中对算法进行编码。然后，向软件馈送从钻进模拟器(或可以提供模拟传感器输出的任意传感器模拟器)生成的数据。因为可以在由模拟器提供的传感器数据上预定并添加传感器数据的偏差和比例因子误差，所以可以通过将所估计的偏差和比例因子之间的差与预定偏差和比例因子进行比较来评价软件。
图4是用户将用于输入钻探设备/钻场的表面信息(即，第一步骤，图3中的元素300)的图形界面400的例示。所接收的数据将用于初始化程序。
从钻进模拟器生成的实验数据用于验证软件。原始传感器数据包括所测量深度、三轴的加速计数据、以及三轴的磁强计数据的列，如图10的表所示的。
图5是例示了根据本公开的实施方式的、基于优化方案的磁强计的回归参数的表。代码和关联算法基于在第三步骤(元素304)中讨论的方程。在模拟器中忽视加速计误差；因此，在输出中仅发现磁强计误差的六个参数。校正因子BMx，BMy，BMz的预定参数与回归参数的差在±20nT内，并且比例因子SMx，SMy，SMz与所回归比例因子的差在1％内。
图6A和图6B描绘了在没有(虚曲线)和具有(实曲线)使用本发明的优化的传感器数据校正的情况下、作为所测量深度的函数的所计算总磁场强度(图6A)和倾角(图6B)的图。
图7描绘了在没有(虚曲线)和具有(实曲线)使用根据本公开的一些实施方式的优化的传感器数据校正的情况下的、作为所测量深度的函数的所计算方位角的图。在轨迹的终点处存在大约半度的差异。方位角的计算基于以上所描述的第四步骤(图3中的元素306)。
图8描绘了根据第五步骤(图3中的元素310)中的方程的所估计轨迹(实曲线)的演示。
在一个实施方式中，这里所描述的系统是物理工具，该物理工具包含微处理器、存储单元、一套加速器(在数量上大于或等于3轴)、一套磁强计(在数量上大于或等于3轴)、以及可选地一套陀螺仪(在数量大于或等于3轴)，其中，传感器(加速计、磁强计、以及陀螺仪)将它们的值数字地或借助模拟信号调节链传递到微处理器。传感器测量结果数据库被存储在存储单元上，并且具有MSA的实时轨迹估计算法由机载微处理器来执行。
在一个实施方式中，本发明是可以跨各种构造和平台实时(以及事后测量)提供快速且精确的轨迹估计的软件技术。为了本申请的目的，“平台”可以为地理位置(例如，钻场)、车辆(例如，汽车、卡车)、或位置可以经由这里所描述的方法来估计的任意装置/表面的表面。该技术可以用于钻井孔勘测的独立软件工具应用中，该技术提供比现有技术工具更快且更可靠(收敛保证)的位置估计。该技术还可以用作用于实时自主钻进系统的辅助传感器。例如，给定轨迹结果，钻进系统可以确定更精确的钻进位置，这通过消除由于局部干扰引起的误差来提高定位精度。在一个实施方式中，“位置”指的是钻头的坐标。位置可以被表达为以地心作为原点的纬度、经度以及深度。另选地，位置可以被表达为以表面钻探设备场所为原点的向北/向南、向东/向西、以及深度的距离。
另外，为了在全球定位系统(GPS)的停滞时间提高位置估计的精度，可以将本发明并入到车辆中的惯性导航系统中。基于蒙特卡罗分析技术的现有技术由于其差的可靠性和人机交互的要求而无法用于这种自主系统中。
虽然根据本公开的实施方式的实时轨迹估计算法非常适于能源行业，但它对于需要自主导航的其他领域具有深远适用性。本发明应用于需要精确导航的导航产品或车辆/平台。此外，本发明在商业上适用于油气行业。
最后，虽然已经鉴于多个实施方式描述了本发明，但本领域普通技术人员将容易地认识到，本发明可以具有其他环境中的其他应用。应注意，许多实施方式和实施方案是可以的。此外，以下权利要求并不旨在将本发明的范围限于上述具体实施方式。另外，“用于……的装置”的任何详述旨在唤起元素和权利要求的装置加功能阅读，而不具体使用详述“用于……装置”的任何元素不旨在被阅读为装置加功能元素，即使权利要求以其他方式包括词语“装置”。此外，虽然已经以特定顺序列举特定方法步骤，但方法步骤可以以任意期望的顺序发生，并且落在本发明的范围内。

Claims (24)

1.一种用于位置估计的系统，所述系统包括：
一个或更多个处理器和非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质上面编码有可执行指令，使得在执行所述指令时，所述一个或更多个处理器执行以下操作：
从至少一个平台的传感器获取一组原始传感器输出并将所述一组原始传感器输出存储在非暂时性存储器中；
通过使用无约束优化算法推断所述原始传感器输出中的误差来生成一组经优化传感器测量结果；以及
基于所述一组经优化传感器测量结果确定所述至少一个平台的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个平台是内部具有惯性导航系统的车辆。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个平台是钻场的钻井。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述一个或更多个处理器还执行以下操作：
使用所述一组经优化传感器测量结果确定所有钻场处的钻进姿态；以及
使用所确定的钻进姿态确定所有钻场处的钻进轨迹。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无约束优化算法用于推断磁强计传感器误差、加速计传感器误差、以及陀螺仪传感器误差中的至少一个。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，A表示所述钻场处的所测量重力场，表示所述钻场处的理论重力场，并且N是已勘测所述钻场的次数。
7.根据权利要求3所述的系统，其中，如果加速计传感器误差与磁强计传感器误差相比相对小，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，并且N是已勘测所述钻场的次数。
8.根据权利要求3所述的系统，其中，如果陀螺仪传感器误差可用，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，ER是所测量地球自转速率，是理论地球自转速率，并且N是已勘测所述钻场的次数。
9.根据权利要求3所述的系统，其中，钻进轨迹从所述一组经优化传感器测量结果来确定，并且其中，所述钻进轨迹由在弯曲的轨迹上、具有坐标的一组点来描述，其中，所述一组点的所述坐标根据以下来确定：
其中，表示第i个钻场的笛卡尔坐标，其中，所述笛卡尔坐标在局部导航框架中，并且以所述钻井的起点为原点，是远离第i个钻场jdθ角度的点的所述笛卡尔坐标，其中，在第i个钻场与第(i+1)个钻场之间存在N个点，其中，j＝1，2，...N，并且其中，dθ＝θ/N，其中，θ是第i个钻场与第(i+1)个钻场之间的总角度，并且其中，和分别是第i个钻场和第(i+1)个钻场的姿态的单位向量。
10.一种用于位置估计的计算机实施的方法，该方法包括：
使得一个或更多个处理器执行被存储在非暂时性存储器上的指令，使得在执行所述指令时，所述一个或更多个处理器执行以下操作的动作：
从至少一个平台的传感器获取一组原始传感器输出并将所述一组原始传感器输出存储在非暂时存储器中；
通过使用无约束优化算法推断所述原始传感器输出中的误差来生成一组经优化传感器测量结果；以及
基于所述一组经优化传感器测量结果确定所述至少一个平台的位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个平台是内部具有惯性导航系统的车辆。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个平台是井场的钻井。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一个或更多个处理器还执行以下操作：
使用所述一组经优化传感器测量结果确定所有钻场处的钻进姿态；以及
使用所确定的钻进姿态确定所有钻场处的钻进轨迹。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述无约束优化算法用于推断磁强计传感器误差、加速计传感器误差、以及陀螺仪传感器误差中的至少一个。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，A表示所述钻场处的所测量重力场，表示所述钻场处的理论重力场，并且N是已勘测所述钻场的次数。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，如果加速计传感器误差与磁强计传感器误差相比相对小，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，并且N是已勘测所述钻场的次数。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，如果陀螺仪传感器误差可用，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，ER是所测量地球自转速率，是理论地球自转速率，并且N是已勘测所述钻场的次数。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，钻进轨迹从所述一组经优化传感器测量结果来确定，并且其中，所述钻进轨迹由在弯曲的轨迹上、具有坐标的一组点来描述，其中，所述一组点的所述坐标根据以下来确定：
其中，表示第i个钻场的笛卡尔坐标，其中，所述笛卡尔坐标在局部导航框架中，并且以所述钻井的起点为原点，是远离第i个钻场jdθ角度的点的所述笛卡尔坐标，其中，在第i个钻场与第(i+1)个钻场之间存在N个点，其中，j＝1，2，...N并且其中，dθ＝θ/N，其中，θ是第i个钻场与第(i+1)个钻场之间的总角度，并且其中，和分别是第i个钻场和第(i+1)个钻场的姿态的单位向量。
19.一种用于位置估计的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：
存储在非暂时性计算机可读介质上的计算机可读指令，所述计算机可读指令能够由具有一个或更多个处理器的计算机来执行，以使得所述处理器执行以下操作：
从至少一个平台的传感器获取一组原始传感器输出并将所述一组原始传感器输出存储在非暂时性存储器中；
通过使用无约束优化算法推断所述原始传感器输出中的误差来生成一组经优化传感器测量结果；以及
基于所述一组经优化传感器测量结果确定所述至少一个平台的位置。
20.根据权利要求19所述的计算机程序产品，其中，所述至少一个平台是钻场的钻井，并且其中，所述计算机程序产品还包括用于使得所述一个或更多个处理器执行以下操作的指令：
使用所述一组经优化传感器测量结果确定所有钻场处的钻进姿态；以及
使用所确定的钻进姿态确定所有钻场处的钻进轨迹。
21.根据权利要求19所述的计算机程序，其中，所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，A表示所述钻场处的所测量重力场，表示所述钻场处的理论重力场，并且N是已勘测所述钻场的次数。
22.根据权利要求19所述的计算机程序，其中，如果加速计传感器误差与磁强计传感器误差相比相对小，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，MT表示所述钻场处的所测量磁场强度，表示所述钻场处的理论磁场强度，DA表示所述钻场处的所测量倾角，表示所述钻场处的理论倾角，并且N是已勘测所述钻场的次数。
23.根据权利要求19所述的计算机程序，其中，如果陀螺仪传感器误差可用，则所述无约束优化算法使如下目标函数最小化：
其中，ER是所测量地球自转速率，是理论地球自转速率，并且N是已勘测所述钻场的次数。
24.根据权利要求19所述的计算机程序，其中，钻进轨迹从所述一组经优化传感器测量结果来确定，并且其中，所述钻进轨迹由在弯曲的轨迹上、具有坐标的一组点来描述，其中，所述一组点的所述坐标根据以下来确定：
其中，表示第i个钻场的笛卡尔坐标，其中，所述笛卡尔坐标在局部导航框架中，并且以所述钻井的起点为原点，是远离第i个钻场jdθ角度的点的所述笛卡尔坐标，其中，在第i个钻场与第(i+1)个钻场之间存在N个点，其中，j＝1，2，...N，并且其中，dθ＝θ/N，其中，θ是第i个钻场与第(i+1)个钻场之间的总角度，并且其中，和分别是第i个钻场和第(i+1)个钻场的姿态的单位向量。
CN201680042937.2A 2015-09-28 2016-09-28 利用多站分析进行的实时轨迹估计 Pending CN108603405A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562233936P 2015-09-28 2015-09-28
US62/233,936 2015-09-28
PCT/US2016/054256 WO2017058964A1 (en) 2015-09-28 2016-09-28 Real-time trajectory estimation with multi-station analysis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108603405A true CN108603405A (zh) 2018-09-28

Family

ID=58424674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680042937.2A Pending CN108603405A (zh) 2015-09-28 2016-09-28 利用多站分析进行的实时轨迹估计

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10246988B2 (zh)
EP (1) EP3356644A4 (zh)
CN (1) CN108603405A (zh)
WO (1) WO2017058964A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200270980A1 (en) * 2017-12-14 2020-08-27 Halliburton Energy Services, Inc. Azimuth Estimation For Directional Drilling
CN116299184A (zh) * 2023-05-24 2023-06-23 至控(湖州)智能系统有限公司 一种基于非线性优化的定位方法及系统
CN117514128A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 山西郎腾信息科技有限公司 一种煤矿井下水平定向智能化钻探控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11118937B2 (en) * 2015-09-28 2021-09-14 Hrl Laboratories, Llc Adaptive downhole inertial measurement unit calibration method and apparatus for autonomous wellbore drilling
US11066923B2 (en) * 2017-06-26 2021-07-20 Hrl Laboratories, Llc System and method for generating output of a downhole inertial measurement unit
EP3721055B1 (en) * 2017-12-04 2023-04-26 HRL Laboratories, LLC Continuous trajectory calculation for directional drilling
CN113739817B (zh) * 2020-05-29 2023-09-26 上海华依智造动力技术有限公司 汽车组合导航设备信号融合算法参数的在线自动调试方法
CN112781588B (zh) * 2020-12-31 2022-08-12 厦门华源嘉航科技有限公司 一种随钻陀螺定位定向仪导航解算方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4205379A (en) * 1977-05-16 1980-05-27 TRW Inc., Systems & Energy Position determining and dynamic positioning method and system for floating marine well drill platforms and the like
US20050022404A1 (en) * 2002-08-01 2005-02-03 Ash Michael E. Borehole navigation system
CN1811127A (zh) * 2006-02-09 2006-08-02 北京航空航天大学 一种适用于光纤陀螺油井连续测斜仪的控制系统
US20080000686A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Vector Magnetics Llc Elongated cross coil assembly for use in borehole location determination
US20100211318A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-19 Baker Hughes Incorporated Multi-Station Analysis of Magnetic Surveys
WO2013191839A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Schlumberger Canada Limited Drilling speed and depth computation for downhole tools
US20140214387A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Schlumberger Technology Corporation Constrained optimization for well placement planning
US20150027779A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Schlumberger Technology Corporation Dynamic Calibration of Axial Accelerometers and Magnetometers
CN104520533A (zh) * 2012-07-12 2015-04-15 哈里伯顿能源服务公司 钻探控制的系统和方法
WO2015119766A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-13 Schlumberger Canada Limited Closed loop model predictive control of directional drilling attitude

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6453239B1 (en) * 1999-06-08 2002-09-17 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for borehole surveying
US8260554B2 (en) * 2008-02-29 2012-09-04 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for motion correction to sensor measurements
US9134452B2 (en) * 2012-12-10 2015-09-15 Schlumberger Technology Corporation Weighting function for inclination and azimuth computation
GB2532629B (en) * 2013-08-22 2018-11-14 Halliburton Energy Services Inc Drilling methods and systems with automated waypoint or borehole path updates based on survey data corrections
US9804288B2 (en) * 2014-05-16 2017-10-31 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Real-time, limited orientation sensor auto-calibration
WO2015178945A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Halliburton Energy Services, Inc. Improving well survey performance

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4205379A (en) * 1977-05-16 1980-05-27 TRW Inc., Systems & Energy Position determining and dynamic positioning method and system for floating marine well drill platforms and the like
US20050022404A1 (en) * 2002-08-01 2005-02-03 Ash Michael E. Borehole navigation system
CN1811127A (zh) * 2006-02-09 2006-08-02 北京航空航天大学 一种适用于光纤陀螺油井连续测斜仪的控制系统
US20080000686A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Vector Magnetics Llc Elongated cross coil assembly for use in borehole location determination
US20100211318A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-19 Baker Hughes Incorporated Multi-Station Analysis of Magnetic Surveys
WO2013191839A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Schlumberger Canada Limited Drilling speed and depth computation for downhole tools
CN104520533A (zh) * 2012-07-12 2015-04-15 哈里伯顿能源服务公司 钻探控制的系统和方法
US20140214387A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Schlumberger Technology Corporation Constrained optimization for well placement planning
US20150027779A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Schlumberger Technology Corporation Dynamic Calibration of Axial Accelerometers and Magnetometers
WO2015119766A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-13 Schlumberger Canada Limited Closed loop model predictive control of directional drilling attitude

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEUNG ET. AL.: "In situ correction of wireline triaxial accelerometer and magnetometer measurements", 《SPWLA 48TH ANNUAL LOGGING SYMPOSIUM》 *
ISAAC SKOG: "a low-cost aided inertial navigation system for vehicle applications", 《IEEE》 *
S.J. SAWARYN ET.AL.: "A Compendium of Directional Calculations Based on the Minimum Curvature Method", 《SOCIETY OF PETROLEUM ENGINEERS》 *
付鑫生 等: "惯性导航原理在确定井的姿态中的应用", 《测井技术》 *
李功权等: "《油藏理论与实践》", 31 March 2014, 中国地质大学出版社 *
李磊源 等: "空间运动物体的一种三轴定向方法", 《计算机测量与控制》 *
汪天寿等: "《受控定向钻探技术》", 30 April 1994, 北京地质印刷厂 *
罗武胜 等: "基于加速度计和磁强计的定向钻进姿态测量及方位校正", 《国防科技大学学报》 *
薛定宇: "《科学运算语言MATLAB5.3程序设计与应用》", 30 October 2000 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200270980A1 (en) * 2017-12-14 2020-08-27 Halliburton Energy Services, Inc. Azimuth Estimation For Directional Drilling
US11578586B2 (en) * 2017-12-14 2023-02-14 Halliburton Energy Services, Inc. Azimuth estimation for directional drilling
CN116299184A (zh) * 2023-05-24 2023-06-23 至控(湖州)智能系统有限公司 一种基于非线性优化的定位方法及系统
CN116299184B (zh) * 2023-05-24 2023-09-01 至控(湖州)智能系统有限公司 一种基于非线性优化的定位方法及系统
CN117514128A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 山西郎腾信息科技有限公司 一种煤矿井下水平定向智能化钻探控制方法
CN117514128B (zh) * 2024-01-08 2024-03-19 山西郎腾信息科技有限公司 一种煤矿井下水平定向智能化钻探控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170314384A1 (en) 2017-11-02
EP3356644A1 (en) 2018-08-08
WO2017058964A1 (en) 2017-04-06
US10246988B2 (en) 2019-04-02
EP3356644A4 (en) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10246988B2 (en) Real-time trajectory estimation with multi-station analysis
CN110799727B (zh) 用于生成下向井眼惯性测量单元的输出的系统和方法
CN109891049B (zh) 对机具进行增量轨迹估计的系统、介质和方法
Ren et al. A multi-position self-calibration method for dual-axis rotational inertial navigation system
US10323501B2 (en) Method and apparatus for generating weighted average survey
Dinc et al. Integration of navigation systems for autonomous underwater vehicles
US20110248706A1 (en) Method and system for navigation using magnetic dipoles
CN109891191B (zh) 用于随钻自主导引的机会传感器融合算法
Lambert et al. Field testing of visual odometry aided by a sun sensor and inclinometer
CN106988726B (zh) 高精度的井眼轨迹监测方法
CN106979780A (zh) 一种无人车实时姿态测量方法
CN107709926A (zh) 自动化的移动岩土测绘
Lavigne et al. A landmark‐bounded method for large‐scale underground mine mapping
Park et al. Underground localization using dual magnetic field sequence measurement and pose graph SLAM for directional drilling
US11041376B2 (en) Gyro-magnetic wellbore surveying
Gu et al. A Kalman filter algorithm based on exact modeling for FOG GPS/SINS integration
Shen et al. Computing three-axis orientations of a tunnel-boring machine through surveying observation points
WO1996035859A1 (en) A process for directional drilling
Wu et al. Analytic accelerometer–magnetometer attitude determination without reference information
CN110807234B (zh) 用于评价任意截面上井眼轨迹误差的方法
Binder Construction of a geographically oriented horizon trihedron in gyroscopic orientation systems intended to aid navigation dead reckoning part 1. Gyroscopic orientation with a correctable pendulum. Implementation in a free gyroscope
CN110805430B (zh) 用于评价和表征井眼轨迹误差的方法
Gjerde et al. Positioning and position error of petroleum wells
Li et al. Design and algorithm verification of a gyroscope-based inertial navigation system for small-diameter spaces in multilateral horizontal drilling applications
Xiushan A true three-dimensional wellbore positioning method based on the earth ellipsoid

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination