CN110799727B - 用于生成下向井眼惯性测量单元的输出的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生成下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出的方法，包括以下步骤：生成计划井数据的多个勘测点之间作为时间的函数的轨迹，其中计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，以用于生成轨迹，所述轨迹包括在连续的勘测点之间的多个轨迹坐标；根据测地参考参数为每个轨迹坐标生成作为时间的函数的传感器数据，生成的传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出；输出作为时间的函数的生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出、生成的磁力计输出随时间的函数，作为下向井眼IMU的生成输出。

Description

用于生成下向井眼惯性测量单元的输出的系统和方法
技术领域
本发明实施例的多方面涉及一种用于生成下向井眼惯性测量单元的输出的系统和方法，并且更具体地，涉及一种通过接收计划的井数据和测地参考参数以生成传感器的数据输出来产生下向井眼惯性测量单元的系统和方法。
背景技术
一些井眼钻探技术采用井底组件(BHA)，所述井底组件可以包括使用可操纵旋转的钻井系统。该技术允许使用者在钻井期间改变钻头的方向，从而能够进行具有水平部分的井的钻探，或者使井能够采取绕过障碍物或接近目标的路径，而这是使用先前的钻井技术无法达到的。井底组件(BHA)用于定向钻井，并且可以包含不同的惯性测量单元(IMU)，以提供有关钻头当前状态的信息(钻井时的测量结构或MWD信息)。
发明内容
本发明实施例的各方面涉及用于生成下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出的系统和方法。
本发明实施例的各方面涉及一种用于生成下向井眼惯性测量单元的系统和方法，所述下向井眼惯性测量单元作为用于验证和确认下向井眼惯性测量单元的传感器是否正常工作的手段，并进一步改进执行的算法。下向井眼惯性测量单元由传感器组件组成，该传感器组件可以包括用于实时提供信息以启用钻井时自主导引(AGWD)的加速度计、陀螺仪、磁力计和压力传感器。钻井时自主导引(AGWD)系统可实时最佳地估计钻孔轨迹且误差最小。所述系统可以为在井眼钻探期间采用的井底组件(BHA)提供实时自动导航和导向，其中所述井底组件可以包括可转向的钻头以实现真正的自动钻井。
一种用于生成下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出的方法，包括以下步骤：生成计划井数据的多个勘测点之间的作为时间的函数的轨迹，所述计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；根据测地参考参数为轨迹坐标中的每一个生成作为时间的函数的传感器数据，生成的传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出；和输出作为时间的函数的生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出，作为下向井眼IMU的生成输出。
所述方法可以进一步包括：以每秒1个时间步到每秒1000个时间步在勘测点之间生成轨迹。
生成的轨迹坐标中的每一个都可以包括三维位置、三维方位和时间戳。
三维方位中的每一个都可以包括钻头的方位角、倾角和工具面角度。
所述方法还可以包括：根据轨迹坐标的三维位置和时间戳生成加速度计输出；根据轨迹坐标的三维方位和时间戳生成陀螺仪输出；以及根据测地参考参数、以及轨迹坐标的三维位置和时间戳生成磁力计输出。
所述计算生成的加速度计输出的步骤可以包括将生成的加速度计数据从钻头的导航框架转换到主体框架，其中所述计算生成的陀螺仪输出的步骤可以包括将生成的陀螺数据从钻头的导航框架转换到主体框架，并且其中所述计算生成的磁力计输出的步骤可以包括将生成的磁力计输出从钻头的导航框架转换到主体框架。
所述方法可以进一步包括以下步骤：接收传感器噪声参数；和将传感器噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出中。传感器噪声可以包括以下至少一个：量化噪声；白噪声；零偏不稳定性；偏差随机游走；和偏差斜坡。
所述方法可以进一步包括在每个连续对的勘测点之间：确定在连续对的勘测点之间的轨迹是旋转模式轨迹还是滑动模式轨迹；响应于确定为旋转模式轨迹，将旋转模式钻井噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出；和响应于确定为滑动模式轨迹，将滑动模式钻井噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出。
所述方法可以进一步包括通过以下步骤验证下向井眼IMU的生成输出：将生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出以及生成的磁力计输出提供给惯性导航系统(INS)以生成INS系统轨迹；和当INS系统轨迹与从计划井数据计算出的轨迹之间的差值低于阈值时，验证IMU的生成输出。
传感器数据还可以包括压力数据。
根据本发明的一个实施例，一种用于生成下向井眼惯性测量单元(IMU)的数据输出的系统，包括：处理器；和存储指令的内存，所述指令在由处理器执行时使处理器：在计划井数据的勘测点之间生成作为时间的函数的轨迹，计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括在所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；和根据测地参考参数生成每个轨迹坐标作为时间的函数的传感器数据，生成的传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成陀螺仪输出；和生成的磁力计输出。
用于生成下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出的系统可以在实时目标机器上实现以用作硬件在环。
使用下向井眼惯性测量单元(IMU)的生成输出的实时目标机器可以进一步被配置为将命令发送到运动控制器以控制非磁性运动模拟器设备。
轨迹坐标中的每一个都可以包括三维位置、三维方位和时间戳。
三维方位中的每一个都可以包括钻头的方位角、倾角和工具面角度。
内存还可以存储指令，该指令在由处理器执行时使处理器执行以下操作：根据轨迹坐标的三维位置和时间戳计算生成的加速度计输出；根据轨迹坐标的三维方位和时间戳计算生成的陀螺仪输出；和根据测地参考参数以及轨迹坐标的三维位置和时间戳计算生成的磁力计输出。
用于计算生成的加速度计输出的指令可以包括在由处理器执行时使处理器将生成的加速度计数据从钻头的导航框架转换到主体框架的指令，其中用于计算生成的陀螺仪输出的指令可以包括在由处理器执行时使处理器将生成的陀螺仪数据从钻头的导航框架转换到主体框架的指令，以及其中用于计算生成的磁力计输出的指令可以包括：在由处理器执行时使处理器将生成的磁力计输出从钻头的导航框架转换到主体框架的指令。
内存可以进一步存储指令，所述指令在由处理器执行时使处理器：接收传感器噪声参数；和将传感器噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出中。
传感器噪声可以包括以下至少一个：量化噪声；白噪声；零偏不稳定性；偏差随机游走；和偏差斜坡。
内存还可以存储指令，所述指令在由处理器执行时使处理器在每个连续对的勘测点之间：确定连续对的勘测点之间的轨迹是旋转模式轨迹还是滑动模式轨迹；响应于确定为旋转模式轨迹，将旋转模式钻井噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出；和响应于确定为滑动模式轨迹，将滑动模式钻井噪声添加到生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出和生成的磁力计输出。
内存还可以存储指令，所述指令在由处理器执行时使处理器通过以下方式验证IMU的生成输出：将生成的加速度计输出、生成的陀螺仪输出以及生成的磁力计输出提供给惯性导航系统(INS)以生成INS系统轨迹；和当INS系统轨迹与由计划井数据计算出的轨迹之间的差值低于阈值时，验证IMU的生成输出。
根据本发明的一个实施例，一种非易失性计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使处理器：在计划井数据的勘测点之间生成作为时间的函数的轨迹，计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括在所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；和根据测地参考参数为每个轨迹坐标生成作为时间的函数的传感器数据，生成的传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例，并且与说明一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一个实施例的用于为特定设计井生成惯性测量单元(IMU)的输出的方法的流程图；
图2A是根据本发明一个实施例的用于产生轨迹和惯性测量单元的系统的方框图；
图2B是根据本发明一个实施例的用于产生轨迹和惯性测量单元的系统的更详细的方框图；
图3A显示示例平面轨迹的勘测点的位置坐标(北、东、和深度或NED坐标)，而图3B显示示例平面轨迹的勘测点的角坐标(方位角和倾角或AI)；
图4是示出根据本发明一个实施例的用于产生轨迹的方法的流程图；
图5是示出根据本发明一个实施例的用于在两个勘测点之间产生六列轨迹坐标的方法的流程图；
图6A是示出在旋转钻井模式下通过归一化双高斯分布函数实现的速度作为时间的函数的曲线图；
图6B是移动距离作为时间的函数的曲线图；
图7A是显示在旋转钻井模式下使用归一化双高斯分布函数实现角速率作为时间函数的曲线图；
图7B是第一站处的姿势和第二站处的姿势之间的角度差作为时间的函数的曲线图；
图8A是显示根据本发明的一个实施例产生的方位角、倾角和工具面(AIT)坐标作为时间的函数的曲线图，而图8B是用椭圆表示出的图8A的部分放大图；
图9A是示出根据本发明一个实施例的生成轨迹所产生的位置坐标(北、东、和深度或NED坐标)的三维曲线图，而图9B是用椭圆表示的图9A的部分的放大图；
图10是示出根据本发明一个实施例的IMU输出生成器的部件的功能方框图；
图11A、图11B和图11C是示出根据本发明一个实施例的由IMU输出生成器生成的加速度矢量相对于导航框架的图表；
图12A、图12B和图12C是示出根据本发明一个实施例的在没有附加噪声的情况下由IMU输出生成器生成的3轴线加速度计数据相对于主体框架的图表；
图13A、图13B和图13C是示出根据本发明一个实施例的由IMU输出生成器生成的、由于与主体框架中表达的期望轨迹相对应的姿势变化而导致的角速率矢量的图表；
图14A、图14B和图14C是示出根据本发明一个实施例的在没有附加噪声的情况下由IMU输出生成器生成的三轴线陀螺仪数据相对于除了由于与期望轨迹相对应的姿势变化所引起的旋转之外还包括地球旋转的主体框架的图表；
图15A、图15B和图15C是示出根据本发明一个实施例的在没有附加噪声的情况下由IMU输出生成器生成的3轴线磁力计数据的图表；
图16A、图16B和图16C是显示根据本发明一个实施例的来自轨迹生成器和来自惯性导航系统的坐标以及轨迹生成器和惯性导航系统(INS)的输出之间的北、东和深度位置之间的差异的图表，其中由产生的IM传感器数据提供惯性导航系统(INS)的输出；
图17是Allan偏差曲线，其表征传感器输出中的噪声的不同分量；
图18是示出根据本发明一个实施例的下向井眼IMU噪声生成器的方框图；
图19是示出根据本发明一个实施例的对位置和姿势轮廓进行两次微分计算的流程图；
图20是示出根据本发明一个实施例的使用查找表计算当前位置和姿势的流程图；以及
图21是显示结合本发明至少一个实施例使用的处理系统、处理器或者处理系统或处理器的一部分的方框图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过说明的方式仅示出和描述了本发明的一些示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为被限制于在此阐述的实施例。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
将通过使用钻井时自主导引(AGWD)来改进一些涉及旋转可控钻井的钻井技术，其中嵌入在井底组件(BHA)或钻头内的控制器自动控制其轨迹。在于2017年11月27日向美国专利商标局提交的第15/823,489号“OPPORTUNISTIC SENSOR FUSION ALGORITHM FORAUTONOMOUS GUIDANCE WHILE DRILLING”的美国专利申请中记载了钻井时自主导引(AGWD)，其全部公开内容通过引用合并于此。这种AGWD技术可以被类推为控制用于其它自控车辆(例如，无人机和自动驾驶汽车)的控制系统。自主导引系统可以从传感器接收关于其随时间变化的位置的反馈，并且可以根据所述反馈调整其移动方向。在诸如自主飞行的无人机和自控地面车辆的一些技术中，全球定位系统(GPS)可以用于提供高度准确的位置和速度信息。另一方面，带有钻头的自控井底组件(BHA)将在地下运行，其中GPS信号通常不可用。因此，AGWD系统的位置信息将需要由下向井眼惯性测量单元(IMU)提供，所述惯性测量单元可以提供加速度数据、陀螺仪数据、磁力计数据、压力数据和测量深度。然后，加速度数据可以接着通过对加速度数据随时间进行积分来提供位置和速度信息。
在钻井场景中使用类型的下向井眼惯性测量单元(IMU)整体的输出的精确生成器可以具有在测试、比较、验证和改进用于控制钻井时自主导引(AGWD)系统的导航算法中的应用。位于井底组件(BHA)上或内部中的下向井眼IMU通常遇到不同于在其它情况下(如航空航天应用和地面导航)使用的IMU的环境和操作状态，从而需要专门的系统来提供准确的生成输出。例如，位于井底组件(BHA)上或内部中的IMU可以随BHA和/或钻头旋转，因此在操作期间会以各种速率旋转，而航空器或地面车辆中的IMU通常具有相对较低的旋转速率。作为另一个示例，在一些实施例中，输出生成器在生成下向井眼IMU的输出时利用三维(3D)设计井轨迹数据。此外，外部参考源的类型在无法获得GPS数据或星体跟踪方面是不同的，因此可以使用陀螺罗盘和磁罗盘代替，并且下向井眼IMU的噪声特性与例如IMU的地面和航空航天的应用不同。此外，在钻井应用中，轨迹估计比常规导航应用困难得多，这是因为在后一种情况下存在多个外部基准，例如车轮转弯(里程表)、道路上的标记、星体角度等，以用于校正微机电系统(MEMS)惯性传感器的零偏不稳定性，而这些在地下钻井中均无法使用。
因此，本发明实施例的各方面涉及用于以考虑到下向井眼IMU(例如，连接到井底组件(BHA)的IMU)所经历的特定状态的方式来生成井下IMU的输出的系统和方法。这些状态可以包括例如在钻头在站点之间移动时以及在特定的地下磁性状态下的特定线性加速度分布图和角加速度分布图。
图1是根据本发明一个实施例的用于为特定计划井生成惯性测量单元(IMU)的输出的方法的流程图。图2A是根据本发明一个实施例的用于产生轨迹和惯性测量单元的系统10的方框图。图2B是根据本发明一个实施例的用于产生轨迹和惯性测量单元的系统10的更详细的方框图。
本发明的各个实施例可以在计算机处理器系统上实现，所述计算机处理器系统根据特定的计算机指令被自定义或专用，以根据本发明各个实施例执行特定目的操作。这样的计算机处理器或专用计算机处理器的示例包括应用型专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和处理器，所述应用型专用集成电路具有用于实施模拟的电路，所述现场可编程门阵列(FPGA)具有被配置(例如，与位文件一起使用)以实施模拟的电路，所述处理器(例如，中央处理单元和图形处理单元)通过被存储在连接到处理器的内存中的程序指令配置。所述指令和/或技术可以包括例如：给定一组规定井和相关设备的特征的参数，为特定计划井生成下向井眼IMU的输出；以及使用根据本发明的实施例生成的IMU输出来生成IMU传感器数据。
在本发明的一些实施例中，图1的流程图中示出的操作和图2A与图2B的方框图中示出的方框可以通过存储在计算机系统(例如，参照图21更详细说明的计算机)的内存中的指令来实现。
对于给定的地理参考轨迹(例如，位置和姿势)，根据本发明一个实施例的下向井眼IMU输出生成器10(用于产生轨迹和惯性测量单元的系统10)沿着该轨迹生成实际的下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出。
图4是示出根据本发明一个实施例的用于产生轨迹的方法的流程图。
下向井眼IMU输出生成器10根据包括以下在内的参数生成IMU输出：可获得的计划井数据12(例如，井的期望地下轨迹)；钻井现场的测地信息，包括但不限于纬度、经度、BHA头的高度、磁性参考信息、重力参考信息和地球旋转速率；和将要生成的IMU传感器的输出的噪声特性。具体地，下向井眼IMU输出生成器10包括轨迹生成器20、传感器输出生成器40和噪声生成器60。轨迹生成器20产生作为时间的函数的IMU的轨迹(例如，钻头沿着井的路径的位置和方向作为时间的函数)。在一些实施例中，产生的轨迹的采样速率或时间步在从每秒1个时间步到每秒1000个时间步的范围内(例如，1Hz到1000Hz)。传感器输出生成器40在轨迹和测地信息的约束下生成传感器数据的输出。噪声生成器60根据基于IMU传感器的噪声特性的传感器噪声模型将噪声应用到由传感器输出生成器40生成的干净的传感器数据，以根据井计划在轨迹上生成产生的IMU输出。
如图1、图2A、图2B和图4，在操作210中，轨迹生成器20接收输入参数。在一些实施例中，这些输入参数包括计划井数据、测地参考参数和传感器噪声参数。
在一些实施例中，计划井数据12包括井的勘测点(或勘测站)的计划坐标。勘测点也可以描述为航路点。例如，这可以表示为与每个勘测点的纬度、经度和深度相对应的三列数据。在一些实施例中，可以使用“北”和“东”位置坐标来代替纬度和经度坐标。勘测点、航路点或勘测站与沿着钻头停止(例如，静止)的井路径上的点相对应。实际上，这些勘测点可以被用于测量当前位置，并在井的顶部插入附加的管段。
图3A示出了示例性平面轨迹的勘测点的位置坐标(北、东和深度或NED坐标)，而图3B示出了示例性平面轨迹的勘测点的角坐标(方位角和倾角或AI)。勘测点的这些位置坐标和/或角坐标构成计划井数据12的至少一部分，所述计划井数据12的至少一部分被提供为输入至轨迹生成器20。
在一些实施例中，测地参考参数(例如，用于将传感器测量值转换为地球或类似物体上的位置的参考数据)包括有关钻井地点的信息，所述信息包括地磁场强度(Bt)(地球的磁场)、地磁偏差(将磁北的方向解析为真北)(Dec)和地磁倾角(在水平以下的地球磁场矢量的垂直倾角)(Dip)，它们是三维坐标的函数。这些测地参考参数函数的一种实现可以是在计划坐标附近的Bt-Dec-Dip数值查找表，其可以在之后被内插。测地参数还可以包括网格收敛(网格北相对于真北的方向)(Conv)。
在一些实施例中，测地参考参数还包括局部重力方向和地球的旋转速率。可以使用在第一勘测点(通常在钻井场地的表面处)处勘测的值。在一些实施例中，其中重力是坐标的函数的重力模型也可以被用于产生更真实的结果(例如，其中重力的方向和大小可以由钻井现场局部的大型物体修改的情况)。
在一些实施例中，传感器噪声参数可以基于艾伦偏差(ADEV)分析或IMU传感器噪声的功率谱分析。这些参数可以包括但不限于量化噪声、白噪声、零偏不稳定性、偏差随机游走和偏差斜坡。另外，钻井动力学振动噪声参数还被用于产生由钻头旋转和冲击所引起的振动效果，其中噪声特性会根据钻机的角速度而变化。
参照回图1和图4，在操作200中，当轨迹生成器20沿着计划井数据12中的计划勘测点之间移动时，轨迹生成器生成钻头的轨迹。在一个实施例中，轨迹生成器20被配置为产生作为时间的函数(例如，在从每秒一个时间步到每秒1000个时间步的范围内)的六列轨迹数据。六列产生的数据是钻头的三维(3-D)坐标(例如，北、东和深度或NED坐标)和三个角度(例如，方位角、倾角和工具面角度或AIT角度)。在一些实施例中，3-D坐标是指导航框架中的钻头的坐标，其原点位于地面上的钻井位置处；而三个角度是指欧拉角，所述欧拉角用于确定从主体框架(其上限定IMU的X-Y-Z轴)到导航框架的旋转矩阵。
在操作210中，轨迹生成器20接收包括计划井数据的输入参数，所述计划井数据包括一系列勘测点。在操作230中，轨迹生成器20从第一对勘测点开始选择计划井数据中的下一对连续的勘测点。
在操作250中，轨迹生成器20基于轨迹(例如，图3B中所示的勘测点处的角度)来计算勘测点处的方位角、倾角和工具面(AIT)角度。在以下的讨论中，姿势矢量或单元姿势矢量
Figure GDA0004127897830000111
表示IMU(例如，MWD整体)的在每个勘测站i处停止时的航向(例如，勘测站可以按顺序编号：i＝[1，2，3，...])。(IMU被近似刚性地连接到钻头，并因此被假定为近似于钻头的方向。)假设给出了初始方位角和倾角(例如，假设钻头在第一勘测点的初始方向已知)，在一个实施例中，初始单元姿势矢量/>
Figure GDA0004127897830000121
由以下公式计算：
Figure GDA0004127897830000122
其中sI代表sin(倾角)，cA代表cos(方位角)，sI代表sin(倾角)，cI代表cos(倾角)，并且先前勘测站(i-1)和当前勘测站i之间的位置差矢量
Figure GDA0004127897830000123
由以下公式计算：
Figure GDA0004127897830000124
由弧形所包围的角度是与先前姿势矢量和当前姿势矢量
Figure GDA0004127897830000125
和/>
Figure GDA0004127897830000126
相切的平滑曲线，由以下公式计算：
Figure GDA0004127897830000127
因此，在一个实施例中，当前姿势矢量
Figure GDA0004127897830000128
由下式计算：
Figure GDA0004127897830000129
注意，如果角度θ非常接近零(例如，小于10-4的阈值)，则当前姿势矢量
Figure GDA00041278978300001210
与先前的姿势矢量/>
Figure GDA00041278978300001211
实质上相同。
在一个实施例中，从第一勘测点开始迭代地应用该过程，以计算井计划中每个勘测点处的单元姿势矢量。
一旦为每个勘测点计算单元姿势矢量，方位角(A)和倾角(I)就可以被计算为：
Figure GDA00041278978300001212
Figure GDA00041278978300001213
在一个实施例中，作为完整性检查(sanity check)，如果计划坐标基于网格北、真北或磁北的惯例，则可以根据“地图北”来计算以上计算出的方位角A，并称为Amap，因此可以根据网格收敛(网格北相对于真北的方向)(Conv)调整真实方位角Atrue：
Atrue＝Amap+Conv
在一些实施例中，工具面角度与在本地NED框架中限定的传感器模块的姿势矢量不相关。这是因为姿势矢量仅由倾角和方位角确定。然而，由于IMU中所有的传感器都参考该主体框架，因此使用工具面角度限定主体框架(例如，钻头的参考框架)。为了方便起见，假定在操作静止期间(例如，对应于钻头在勘测点处静止的期间)，工具面将保持与前一时间的值相同恒定，并且仅在非静止模式时(例如，在勘测点之间)计算工具面角度。
在操作270中，轨迹生成器20生成六列坐标(例如，多个六维坐标)，所述坐标表示钻头在勘测点之间的位置和角坐标。在一些实施例中，假定任何两个勘测点之间的时长是已知的(例如，作为一个或多个参数提供给轨迹生成器20)。
图5是示出根据本发明一个实施例的用于在两个勘测点之间生成六列轨迹坐标的方法的流程图。
参照图5，在操作272中，轨迹生成器20计算在两个给定的勘测点(勘测点i+1和i)处的钻头的姿势矢量(
Figure GDA0004127897830000131
和/>
Figure GDA0004127897830000132
)以及它们的角度差θ：
Figure GDA0004127897830000133
Figure GDA0004127897830000134
在操作274中，轨迹生成器20确定两个勘测点之间的模式。如果角度差θ小于阈值(例如，0.1度)，则两个勘测点之间的模式被归类为旋转模式(指的是其中钻头头以基本上平直的轨迹向前移动的模式，其中钻头以特定的旋转速率(例如，25rpm)旋转)。如果角度差θ超过阈值，则两个勘测点之间的模式被归类为滑动模式(这是指其中钻头以弯曲的轨迹移动且钻头不旋转的模式)。
如果两个勘测点之间的模式为旋转模式，则在操作276中，轨迹生成器20将速度
Figure GDA0004127897830000135
和旋转速率ωrotational(t)的函数设置为遵循归一化双高斯函数分布fGaussian(t)：
Figure GDA0004127897830000141
Figure GDA0004127897830000142
ωrotational(t)＝RR·fGaussian(t)
在上述公式中，根据上述fGaussian(t)的定义，t1和t2以及σ1和σ2分别是第一和第二高斯函数的中心和持续时间。在一个实施例中，基于勘测点之间限定的移动时间(Δt)，参数ae的值设定为满足σ1，2＜0.2Δt(更明确地说，σ1＜0.2Δt且σ2＜0.2Δt)，并且|σ1，2±t1，2|＜0.3Δt(更明确地说，|σ1±t1|＜0.3Δt且|σ2±t2|＜0.3Δt)；
Figure GDA0004127897830000143
和/>
Figure GDA0004127897830000144
是第一和第二勘测点的NED坐标；Δt是两个勘测点之间的持续时间；而θ是在操作274中为计算θ而计算出的角度差。
在其中两个勘测点之间的模式为旋转模式的情况下，在操作278中计算作为常量的方位角和倾角，接着在操作280中，由于单元姿势矢量的角度变化小于阈值(例如，诸如0.1度的阈值)，因此在移动期间，A和I坐标被计算为相同。在一个实施例中，在操作282中，在每个采样时间t时的NED坐标
Figure GDA0004127897830000145
计算为：
Figure GDA0004127897830000146
并且每个采样时间t时的工具面角度T计算如下：
Figure GDA0004127897830000147
其中mod是除法函数后的模量(例如，为了将工具面角度T限制在[0，360)范围内)，而T(0)表示此特定运动开始时的工具面角度，例如从勘测点i开始钻头开始其运动时的工具面角度。
图6A是示出利用归一化双高斯分布函数在旋转钻井模式下实现速度作为时间的函数的曲线图，而图6B是在旋转模式下移动距离作为时间的函数的曲线图。因此，轨迹坐标中的每一个都可以被认为与时间戳相关联。
如果两个勘测点之间的模式为滑动模式，则在操作282中，轨迹生成器20将滑动角速率
Figure GDA0004127897830000151
的为函数设置为归一化双高斯函数分布的函数：
Figure GDA0004127897830000152
在操作284中，轨迹生成器20计算作为沿着弧的N个点的两个给定勘测点之间的曲率的滑动模式轨迹，其中远离第一站的角度由jdθ给出，其中j＝1，2，...N且dθ＝θ/N。因此，这些点的坐标可以通过以下公式给出：
Figure GDA0004127897830000153
其中R是曲率半径，其可以被计算为：
Figure GDA0004127897830000154
每个时间t的姿势与其NED坐标
Figure GDA0004127897830000155
有关：
Figure GDA0004127897830000156
因此，在一个实施例中，AI坐标被计算为：
Figure GDA0004127897830000157
其中
Figure GDA0004127897830000158
因为工具面角度在滑动模式期间保持相同，所以不计算工具面角度T。
在于2015年9月28日在美国专利和商标局提交的美国临时专利申请第62/233，936号“Real-Time Trajectory Estimation with Multi-Station Analysis”中以及于2016年9月28日在美国专利和商标局提交并于2017年11月2日公开的美国专利公开文献第2017/0314384号“Real-Time Trajectory Estimation with Multi-Station Analysis”中更详细地说明用于以滑动模式计算轨迹坐标的系统和方法，所述申请的全部公开内容在此并入本文作为参考。
图7A是显示利用归一化双高斯分布函数在旋转钻井模式下实现角速率作为时间的函数的曲线图。图7B是第一站处的姿势和第二站处的姿势之间的角度差作为时间的函数的曲线图。因此，轨迹坐标中的每一个都可以被认为与时间戳相关联。
参照回图4，在操作290中，轨迹生成器20确定是否有更多连续对的勘测点要考虑。如果有，则在操作230中，计算连续对的勘测点之间的坐标的过程通过选择下一对勘测点来继续，直到轨迹生成器20已经在每一对连续勘测点之间产生多个轨迹坐标为止。
图8A是显示根据本发明一个实施例生成的方位角、倾角和工具面(AIT)坐标作为时间的函数的图表。图8B是图8A中用椭圆表示的部分的放大图。因此，轨迹坐标中的每一个都可以被认为与时间戳相关联。
图9A是示出根据本发明一个实施例的生成的轨迹所产生的位置坐标(北、东和深度或NED坐标)的三维图，而图9B是图9A中用椭圆表示的部分的放大图。
在本发明的一些实施例中，对产生的姿势(AIT)坐标执行“完整性检查”计算，以确保所述姿势坐标是合理的和/或确定的。如果倾角(I)坐标满足关系sin(I)≈0，则角坐标将不清楚，这是因为在垂直向下或垂直向上的任何姿势中，方位角(A)都将变得不清楚。
因此，在本发明的一个实施例中，检查产生的姿势坐标A(t)，以确定是否存在其中sin(I)≈0的任何时间段。如果存在这样的持续时间Δt，则在该时间段内的方位角被定义为时间的连续函数，其连接开始处的方位角和结束处的方位角。根据本发明的各个实施例的适当的连续函数的示例包括线性函数、多项式函数和三角函数。例如，在一个实施例中，在这样的时间段Δt期间的方位角被给定为：
Figure GDA0004127897830000171
其中，A0是持续时间Δt开始时的方位角，而A1是持续时间Δt结束时的方位角。
图10是示出根据本发明一个实施例的传感器输出生成器40的部件的功能方框图。如图10所示，传感器输出生成器40包括输入模块，所述输入模块被由轨迹生成器20提供生成的轨迹以及被提供测地参数41。在一些实施例中，测地参数41包括磁强度(Bt)以及倾角和偏角，如上所述。
生成的轨迹和测地参数用于产生加速度计43、陀螺仪45和磁力计47的输出，以产生九个自由度(9-DOF)的传感器数据。该产生的传感器数据不包括噪声，而是仅呈现来自传感器输出生成器的理想输出。
更详细地，输出生成器40在导航框架
Figure GDA0004127897830000176
处产生三轴数据，如图10所示。导航框架
Figure GDA0004127897830000177
处的三轴数据可以根据以下公式产生：
Figure GDA0004127897830000172
图11A、图11B和图11C是示出根据本发明一个实施例的由传感器输出生成器40产生的相对于导航框架的加速度矢量的图表。
然后可以根据以下关系将在导航框架
Figure GDA0004127897830000178
中产生的三轴加速度计数据的输出转换为主体框架/>
Figure GDA0004127897830000173
Figure GDA0004127897830000174
其中
Figure GDA0004127897830000179
是表示主体框架与导航框架之间的关系的变换矩阵，其中
Figure GDA0004127897830000175
并且其中质数(′)代表转置。
图12A、图12B和图12C是示出根据本发明一个实施例的由传感器输出生成器40产生的相对于主体框架的三轴加速度计数据的图表，其中没有附加噪声。
生成的陀螺仪45根据以下关系在导航框架
Figure GDA0004127897830000181
中产生三轴输出：
Figure GDA0004127897830000182
图13A、图13B和图13C是示出根据本发明的一个实施例的由IMU生成器产生的相对于导航框架
Figure GDA0004127897830000183
的角速率矢量的图表。
然后可以根据以下关系将相对于导航框架
Figure GDA0004127897830000184
产生的三轴陀螺仪数据的输出转换为相对于惯性框架/>
Figure GDA0004127897830000185
的输出：
Figure GDA0004127897830000186
图14A、图14B和图14C是示出根据本发明的一个实施例的在没有附加噪声的情况下由传感器输出生成器40产生的相对于惯性框架
Figure GDA0004127897830000187
的三轴陀螺仪数据的图表。
根据一个实施例，产生的磁力计47根据给定的测地参数41沿着北、东和深度(N、E和D)的位置方向在导航框架中产生三轴磁力计数据：
BNt＝Bt·cos(Dip)·cos(Dec)
BE＝Bt·cos(Dip)·sin(Dec)
BD＝Bt·sin(Dip)
然后可以根据以下关系将产生的三轴磁力计数据的输出转换为主体框架
Figure GDA0004127897830000188
Figure GDA0004127897830000189
图15A、图15B和图15C是示出根据本发明的一个实施例的在没有附加噪声的情况下由传感器输出生成器40在主体框架中产生的三轴磁力计数据的图表。
在本发明一个实施例中，产生的IMU数据通过比较来自轨迹生成器20的计算位置坐标与被提供有产生的IMU数据的惯性导航系统(INS)的输出而被验证。INS模型的一个示例在Artech House(2001)的Paul D.Groves，Principles of GNSS，Inertial andMultisensor Integrated Navigation Systems中进行了描述，其全部公开内容在此并入本文作为参考。
图16A、图16B和图16C是示出根据本发明一个实施例的轨迹生成器与惯性导航系统(INS)的输出之间的北、东和深度的位置差之间的差异的图表，其中惯性导航系统(INS)被提供有产生的IMU传感器数据。如图16A、图16B和图16C所示，在生成的20小时内所产生的数千英尺的钻井结束时，存在小于20英尺的误差。
如上所述，传感器输出生成器40的输出产生无噪声的加速度计数据、陀螺仪数据和磁力计数据。然而，来自实际惯性测量单元的传感器数据包含噪声。因此，本发明实施例的一个方面涉及一种噪声生成器60，所述噪声生成器被配置为根据用于IMU的各种传感器的噪声模型将噪声添加到所产生的IMU数据中。
通常，在来自实际钻井设备的IMU的输出中可以观察到两种类型的噪声：传感器噪声；以及由于钻井动力学而产生的钻井噪声(例如，线性和扭转振动、冲击、温度波动和温度梯度)。在勘测模式下，当所有钻井活动都停止时(例如，当钻头在勘测点处静止时)，仅存在传感器噪声，而在任何类型的钻井期间还存在振动噪声。添加到合成IMU信号的噪声剖面通过由测量确定的特征参数进行整形，从而允许传感器输出生成器40与噪声生成器60一起产生真实的IMU信号。
惯性传感器的输出包含大量噪声分量，这些噪声分量会影响测量的准确性。存在多种用于识别和表征这些噪声分量的分析方法，例如功率谱密度和艾伦偏差分析(请参见，例如，Allan,D.W.的“Statistics of atomic frequency standards”，IEEE，第54卷，第2期，第221-230页，1966年2月)。为了清楚起见，下面的论述将使用艾伦偏差分析，但是本发明的实施例不限于此。
在静态状态下对传感器的输出执行艾伦偏差分析，从而产生艾伦偏差与平均时间的曲线，如图17所示，这是表征传感器输出中的噪声的不同分量的艾伦偏差曲线。根据不同曲线部分处的斜率识别不同类型的噪声，并且包括量化噪声(Q)、白噪声(N)、零偏不稳定性(B)、偏差随机游走(K)和偏差斜坡(R)的噪声系数根据El-Sheimy、Naser、Haiying Hou和Xiaoji Niu在IEEE仪器仪表与测量学报57.1(2008)：140–149上发表的“Analysis andmodeling of inertial sensors using Allan variance”导出。然后，这些系数被用于产生单独的噪声分量，这些噪声分量相加以产生复合噪声信号，所述复合噪声信号被添加至生成器中的纯净传感器信号，如图18所示。
当钻头工作时，IMU受到例如机械振动，这些机械振动被其传感器拾取。为了产生这种类型的噪声，实场数据被处理以计算每种钻井模式(旋转和滑动)的典型噪声谱。
图18是示出根据本发明一个实施例的下向井眼IMU噪声生成器60的方框图。如图18所示，在一个实施例中，IMU噪声生成器60包括传感器噪声生成器62，该传感器噪声生成器62包括量化噪声(Q)、白噪声(N)、零偏不稳定性(B)、偏差随机游走(K)和偏差斜坡(R)噪声生成器，这些噪声生成器相加以形成复合传感器噪声。复合传感器噪声63被添加至由传感器输出生成器40生成的干净的所产生的传感器信号61中，以产生生成噪声的传感器信号64。
此外，下向井眼IMU噪声生成器60包括钻井噪声分量65。钻井噪声分量65可以包括与三种钻井模式相对应的三种类型的噪声：勘测模式(例如，其中钻头静止并因此不会钻井从而不会产生钻井噪声的模式)、旋转模式(或转动模式)和滑动模式。因为钻头一次只可以在这些模式中的一种模式下操作，所以基于模式的选择器开关66被用于根据产生的IMU的当前模式在不同的噪声生成器之间进行选择(例如，对于与旋转模式相对应的数据点，选择器开关被设置为提供旋转模式噪声，而对于与滑动模式相对应的数据点，选择器开关被设置为提供滑动模式噪声)。由钻井噪声分量产生的附加噪声67被添加至噪声生成传感器信号64中，以产生钻井传感器信号68。
为了使位置数据和姿势数据在物理上似是而非，数据点需要可被两次微分(例如，位置或速度没有突然跳跃)。图19是示出根据本发明一个实施例的对位置分布图和姿势分布图进行两次微分的计算的流程图。因此，IMU生成器10生成加速度分布图1910(例如，包括正高斯1912和负高斯1914，后跟停留时间1916，其中停留时间表示在勘测点处花费的时间)。加速度被归一化，使得在对所述加速度进行两次积分时(一次产生速度和速率分布图1920，而第二次产生位置和姿势分布图1930)，其产生升高到数值1的位置/姿势分布图。然后，该加速度可以被改变成所需的位置或角度。
图20是示出根据本发明一个实施例的使用查找表计算当前的位置和姿势的流程图。
由位置和姿势分布图执行查找表2010，该查找表使用当前时间计算来自位置和姿势分布图1930的正确输出。然后将当前的位置和姿势2020馈送至运动生成器(参见，例如图2B)以产生具体的力、角速率和磁场测量值。
因此，本发明的实施例提供用于产生下向井眼惯性测量单元(IMU)的输出的系统和方法。
在本发明的一些实施例中，下向井眼惯性测量单元在实时目标机器上执行，并且用作硬件在环(HIL,hardware-in-the-loop)。根据一些实施例，实时目标机器是专门为特定应用(例如，在钻井系统中测试自主导引)设计和构建的计算机，并且可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、矢量处理器、内存以及类似部件，使得机器将在有限的时间内完成所有计算以支持IMU的测试。在给定钻头、IMU和AGWD控制器的情况下，本发明的实施例可以用于为IMU提供加速度、方向和磁场的模拟测量值，使得AGWD控制器生成对钻头的命令。本发明的实施例模拟加速度计、陀螺仪和磁力计以支持硬件在环(HIL)模拟。在本发明的一些实施例中，实时目标机器被配置为向运动控制器发送命令以控制非磁性运动模拟器设备。因此，本发明的实施例可以用于测试安装在模拟器设备中的钻井时自主导引(AGWD)系统的操作。
此外，在上面的产生诸如加速度数据、陀螺仪数据和磁力计数据的IMU输出数据的内容中已经说明了本发明的一些实施例，但本发明的实施例不限于此，而也可以被使用于产生与下向井眼物理状态有关的其它类型的数据。作为一个示例，还可以根据测地数据生成压力数据和测量的深度数据。更具体地，在一些实施例中，压力数据根据深度(例如，压力随深度而增加)产生，并且还可以根据局部状态(例如，通过地质研究而捕获的特定地下结构的特征)进行调整。
计算机系统
涉及“处理器”的使用的本发明实施例的各个部分可以通过逻辑门或者通过处理单元或处理器的任何其它实施例来执行。这里使用的术语“处理单元”或“处理器”包括用于处理数据或数字信号的硬件、固件和软件的任何组合。处理单元硬件可以包括例如应用型专用集成电路(ASIC)、通用或专用中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)以及诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程逻辑装置。
图21是显示结合本发明至少一个实施例使用的处理系统、处理器或者处理系统或处理器的一部分的方框图，在此称为计算机系统。
根据实施例的示例性计算机系统1200在图21中示出。示例性计算机系统1200被配置为执行与程序或算法相关联的计算、过程、操作和/或功能。在一个实施例中，这里讨论的特定过程和步骤被实现为驻留在计算机可读内存单元内并由示例性计算机系统1200的一个或多个处理器执行的一系列指令(例如，软件程序)。所述指令在执行时使示例性计算机系统1200执行诸如本文所述的特定动作并表现出特定行为。
示例性计算机系统1200可以包括被配置为传达信息的地址/数据总线1210。另外，诸如处理器1220的一个或多个数据处理单元与地址/数据总线1210耦合。处理器1220被配置为处理信息和指令。在一个实施例中，处理器1220是微处理器。可选地，处理器1220可以是不同类型的处理器，例如并行处理器或者现场可编程门阵列。
示例性计算机系统1200被配置为使用一个或多个数据内存单元。示例性计算机系统1200可以包括与地址/数据总线1210耦合的易失性内存单元1230(例如，随机访问存储器(“RAM”)、静态RAM、动态RAM等)，其中易失性内存单元1230被配置为存储用于处理器1220的信息和指令。示例性计算机系统1200还可以包括与地址/数据总线1210耦合的非易失性内存单元1240(例如，只读存储器(“ROM”)、可编程ROM(“PROM”)、可擦除可编程ROM(“EPROM”)、电可擦除可编程ROM(“EEPROM”)、闪存等)，其中非易失性内存单元1240被配置为存储用于处理器1220的静态信息和指令。可选地，示例性计算机系统1200可以执行从在线数据内存单元(例如，“云”计算)中检索到的指令。在一个实施例中，示例性计算机系统1200还可以包括与地址/数据总线1210耦合的一个或多个接口，例如接口1250。一个或多个接口被配置为使示例性计算机系统1200能够与其它电子装置和计算机系统连接。由一个或多个接口实现的通信接口可以包括有线(例如，串行电缆、调制解调器、网络适配器等)和/或无线(例如，无线调制解调器、无线网络适配器等)通信技术。
在一个实施例中，示例性计算机系统1200可以包括与地址/数据总线1210连接的输入装置1260，其中输入装置1260被配置为将信息和命令选择通信给处理器1220。根据一个实施例，输入装置1260为字母数字输入装置，例如键盘，所述输入装置可以包括字母数字键和/或功能键。可选地，输入装置1260可以是除了字母数字输入装置之外的输入装置。在一个实施例中，示例性计算机系统1200可以包括与地址/数据总线1210连接的光标控制装置1270，其中光标控制装置1270被配置为将用户输入信息和/或命令选择通信给处理器1220。在一个实施例中，使用诸如鼠标、轨迹球、触控板、光学追踪装置或触摸屏的装置来实现光标控制装置1270。尽管如此，在一个实施例中，光标控制装置1270通过来自输入装置1260的输入而被定向和/或激活，例如响应于使用与输入装置1260相关联的特殊键和键序列命令。在可选实施例中，光标控制装置1270被配置为由语音命令指导或引导。
在一个实施例中，示例性计算机系统1200还可以包括一个或多个可选的计算机可用数据存储装置，例如与地址/数据总线1210连接的存储装置1280。存储装置1280被配置为存储信息和/或计算机可执行指令。在一个实施例中，存储装置1280为存储装置，例如磁盘驱动器或光盘驱动器(例如，硬盘驱动器(“HDD”)、软盘、光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字通用磁盘(“DVD”))。根据一个实施例，显示装置1290与地址/数据总线1210连接，其中显示装置1290被配置为显示视频和/或图形。在一个实施例中，显示装置1290可以包括阴极射线管(“CRT”)、液晶显示器(“LCD”)、场发射显示器(“FED”)、等离子显示器或者适于显示视频和/或图形图像以及用户可识别的字母数字字符的任何其它显示装置。
根据一个实施例，示例性计算机系统1200在本文中被表示为示例性计算环境。然而，示例性计算机系统1200没有被严格限制到计算机系统。例如，实施例提供了示例性计算机系统1200代表可以根据本文所述的各个实施例使用类型的数据处理分析。此外，还可以实现其它计算系统。实际上，本技术的精神和保护范围不限于任何单个数据处理环境。因此，在一个实施例中，使用由计算机执行的计算机可执行指令(例如，程序模块)来控制或执行本技术的各种实施例的一个或多个操作。在一个示例性实施例中，这样的程序模块包括被配置为执行特定任务或者执行特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、部件和/或数据结构。此外，一个实施例提供了通过使用一个或多个分布式计算环境来执行本技术的一个或多个方面，例如其中任务通过远程处理装置执行，远程处理装置通过通信网络链接，或者例如其中各种程序模块位于本地和远程计算机存储介质(包括内存存储装置)中。
尽管已经结合一些示例性实施例说明了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的实施例，相反，其意图涵盖包括在所附权利要求及其等效形式的精神和保护范围内的不同的修改和等效布置。

Claims (20)

1.一种用于生成下向井眼惯性测量单元的输出的方法，包括以下步骤：
在计划井数据的多个勘测点之间生成作为时间的函数的轨迹，所述计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括在所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；
根据测地参考参数为所述轨迹坐标中的每一个生成作为时间的函数的传感器数据，生成的所述传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出；
接收传感器噪声参数；
将传感器噪声添加到生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出；和
输出作为时间的函数的生成的所述加速度计输出；生成的所述陀螺仪输出；和生成的所述磁力计输出，作为所述下向井眼惯性测量单元的生成输出，
其中，所述方法还包括在每个连续对的勘测点之间执行以下步骤：
确定连续对的勘测点之间的轨迹为旋转模式轨迹还是滑动模式轨迹；
响应于确定为所述旋转模式轨迹，将旋转模式钻井噪声添加至生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出；和
响应于确定为所述滑动模式轨迹，将滑动模式钻井噪声添加至生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以每秒1个时间步至每秒1000个时间步执行在勘测点之间生成轨迹的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，生成的所述轨迹坐标中的每一个都包括三维位置、三维方位和时间戳。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述三维方位中的每一个都包括钻头的方位角、倾角和工具面角度。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：
根据所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳生成所述加速度计输出；
根据所述轨迹坐标的所述三维方位和所述时间戳生成所述陀螺仪输出；和
根据以下内容生成所述磁力计输出：
所述测地参考参数；和
所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳。
6.根据权利要求5所述的方法，其中：
计算生成的所述加速度计输出的步骤包括：将生成的加速度计数据从钻头的导航框架转换到主体框架；
计算生成的所述陀螺仪输出的步骤包括将生成的陀螺仪数据从钻头的所述导航框架转换到所述主体框架；以及
计算生成的所述磁力计输出的步骤包括将生成的磁力计输出从钻头的所述导航框架转换到所述主体框架。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器噪声包括以下的至少一个：
量化噪声；
白噪声；
零偏不稳定性；
偏差随机游走；和
偏差斜坡。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以下步骤验证所述惯性测量单元的所述生成输出：
将生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出提供给惯性导航系统以生成惯性导航系统系统轨迹；和
当所述惯性导航系统系统轨迹与由所述计划井数据计算得出的轨迹之间的差值低于阈值时，验证所述惯性测量单元的所述生成输出。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器数据还包括压力数据。
10.一种用于生成下向井眼惯性测量单元的数据输出的系统，包括：
处理器；和
内存，所述内存存储第一组指令，所述第一组指令在由所述处理器执行时会导致所述处理器：
在计划井数据的勘测点之间生成作为时间的函数的轨迹，所述计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括在所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；
根据测地参考参数为所述轨迹坐标中的每一个生成作为时间的函数的传感器数据，生成的所述传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出；
接收传感器噪声参数；和
将传感器噪声添加到生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出，
其中，输出作为时间的函数的生成的所述加速度计输出；生成的所述陀螺仪输出；和生成的所述磁力计输出，作为所述下向井眼惯性测量单元的生成输出，
其中，所述内存存储第二组指令，所述第二组指令在由所述处理器执行时使所述处理器在每个连续对的勘测点之间：
确定所述连续对的勘测点之间的轨迹是旋转模式轨迹还是滑动模式轨迹；
响应于确定为所述旋转模式轨迹，将旋转模式钻井噪声添加到生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出；和
响应于确定为所述滑动模式轨迹，将滑动模式钻井噪声添加到生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述系统在实时目标机器上实现，并且用作硬件在环。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述实时目标机器被配置为将命令发送到运动控制器以控制非磁性运动模拟器设备。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，生成的所述轨迹坐标中的每一个都包括三维位置、三维方位和时间戳。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述三维方位中的每一个都包括钻头的方位角、倾角和工具面角度。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述内存还存储第三组指令，所述第三组指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
根据所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳计算生成的所述加速度计输出；
根据所述轨迹坐标的所述三维方位和所述时间戳计算生成的所述陀螺仪输出；和
根据以下内容计算生成的所述磁力计输出：
所述测地参考参数；和
所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳。
16.根据权利要求15所述的系统，其中：
用于计算生成的所述加速度计输出的第三组指令包括在由所述处理器执行时使所述处理器将生成的加速度计数据从钻头的导航框架转换到主体框架的指令；
用于计算生成的所述陀螺仪输出的第三组指令包括在由所述处理器执行时使所述处理器将生成的陀螺仪数据从所述钻头的所述导航框架转换到所述主体框架的指令；以及
用于计算生成的所述磁力计输出的第三组指令包括在由所述处理器执行时使所述处理器将生成的磁力计输出从所述钻头的所述导航框架转换到所述主体框架的指令。
17.根据权利要求10所述的系统，其中，所述传感器噪声包括以下至少一个：
量化噪声；
白噪声；
零偏不稳定性；
偏差随机游走；和
偏差斜坡。
18.根据权利要求10所述的系统，其中，所述内存还存储第四指令，所述第四指令在由所述处理器执行时使所述处理器通过以下方式验证所述惯性测量单元的生成输出：
将生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出提供给惯性导航系统以产生惯性导航系统系统轨迹；以及
当所述惯性导航系统系统轨迹与从所述计划井数据计算得出的轨迹之间的差值低于阈值时，验证所述惯性测量单元的所述生成输出。
19.一种非易失性计算机可读介质，所述非易失性计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器：
在计划井数据的勘测点之间生成作为时间的函数的轨迹，所述计划井数据包括与地下计划井的勘测点相对应的多个三维坐标，所述轨迹包括在所述勘测点中的连续勘测点之间的多个轨迹坐标；
根据测地参考参数为所述轨迹坐标中的每一个生成作为时间的函数的传感器数据，生成的所述传感器数据包括：生成的加速度计输出；生成的陀螺仪输出；和生成的磁力计输出；
接收传感器噪声参数；以及
将传感器噪声添加到生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出中，
其中，输出作为时间的函数的生成的所述加速度计输出；生成的所述陀螺仪输出；和生成的所述磁力计输出，作为下向井眼惯性测量单元的生成输出，
其中，所述非易失性计算机可读介质还存储第二指令，所述第二指令在由处理器执行时还使所述处理器：
确定连续对的勘测点之间的轨迹为旋转模式轨迹还是滑动模式轨迹；
响应于确定为所述旋转模式轨迹，将旋转模式钻井噪声添加至生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出；以及
响应于确定为所述滑动模式轨迹，将滑动模式钻井噪声添加至生成的所述加速度计输出、生成的所述陀螺仪输出和生成的所述磁力计输出。
20.根据权利要求19所述的非易失性计算机可读介质，其中：
生成的所述轨迹坐标中的每一个都包括三维位置、三维方位和时间戳；以及
所述非易失性计算机可读介质还存储第三指令，所述第三指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
根据所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳计算生成的所述加速度计输出；
根据所述轨迹坐标的所述三维方位和所述时间戳计算生成的所述陀螺仪输出；以及
根据以下内容计算生成的所述磁力计输出：
所述测地参考参数；和
所述轨迹坐标的所述三维位置和所述时间戳。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11085283B2 (en) 2011-12-22 2021-08-10 Motive Drilling Technologies, Inc. System and method for surface steerable drilling using tactical tracking
US9297205B2 (en) 2011-12-22 2016-03-29 Hunt Advanced Drilling Technologies, LLC System and method for controlling a drilling path based on drift estimates
US8210283B1 (en) 2011-12-22 2012-07-03 Hunt Energy Enterprises, L.L.C. System and method for surface steerable drilling
US8596385B2 (en) 2011-12-22 2013-12-03 Hunt Advanced Drilling Technologies, L.L.C. System and method for determining incremental progression between survey points while drilling
US11106185B2 (en) 2014-06-25 2021-08-31 Motive Drilling Technologies, Inc. System and method for surface steerable drilling to provide formation mechanical analysis
SE538872C2 (en) * 2015-05-04 2017-01-17 Lkab Wassara Ab Gyro-based surveying tool and method for surveying
US11933158B2 (en) 2016-09-02 2024-03-19 Motive Drilling Technologies, Inc. System and method for mag ranging drilling control
US11268810B2 (en) * 2019-07-10 2022-03-08 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Angle random walk minimization for frequency modulated gyroscopes
KR102105516B1 (ko) * 2020-01-28 2020-05-29 (주)지오투정보기술 Gis를 기반으로 측량하는 측지측량시스템
US12006793B2 (en) 2020-01-30 2024-06-11 Advanced Upstream Ltd. Devices, systems, and methods for selectively engaging downhole tool for wellbore operations
CA3240093A1 (en) 2020-01-30 2021-08-05 Advanced Upstream Ltd. Devices, systems, and methods for selectively engaging downhole tool for wellbore operations
US11891891B2 (en) * 2020-07-28 2024-02-06 Geodynamics, Inc. Switch device with non-addressable scheme for wellbore operations
CN114001757B (zh) * 2021-11-05 2023-05-12 北京航空航天大学 一种磁力计零偏校准方法
CA3156467A1 (en) * 2022-04-25 2023-10-25 Hazen International Energy Services Inc. Drone-deployed magnetic ranging apparatus and method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2351807B (en) * 1999-07-01 2001-08-22 Schlumberger Holdings Reverse inertial navigation method for high precision wellbore surveying
US6405808B1 (en) * 2000-03-30 2002-06-18 Schlumberger Technology Corporation Method for increasing the efficiency of drilling a wellbore, improving the accuracy of its borehole trajectory and reducing the corresponding computed ellise of uncertainty
CA2725717A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for drilling a wellbore using casing
CN101253304A (zh) * 2005-08-04 2008-08-27 普拉德研究及开发股份有限公司 用于测量和钻探控制的双向钻柱遥测技术
US7506696B2 (en) * 2004-07-09 2009-03-24 Halliburton Energy Services, Inc. Borehole drilling control system, method and apparatus
CN101784746A (zh) * 2007-08-15 2010-07-21 普拉德研究及开发股份有限公司 随机钻头噪音控制
CN105041303A (zh) * 2015-07-27 2015-11-11 电子科技大学 钻井液随钻数据传输系统的泵冲干扰信号消除方法
WO2016054586A1 (en) * 2014-10-02 2016-04-07 Hunt Advanced Drilling Technologies, LLC Surface steerable drilling system for use with rotary steerable system
CN205232235U (zh) * 2015-11-20 2016-05-11 宝鸡文理学院 声波信号检测装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454756A (en) * 1982-11-18 1984-06-19 Wilson Industries, Inc. Inertial borehole survey system
DE19950340B4 (de) 1999-10-19 2005-12-22 Halliburton Energy Services, Inc., Houston Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Verlaufs eines Bohrlochs
MY164523A (en) 2000-05-23 2017-12-29 Univ Degli Studi Cagliari Methods and compositions for treating hepatitis c virus
NZ547204A (en) 2000-05-26 2008-01-31 Idenix Cayman Ltd Methods and compositions for treating flaviviruses and pestiviruses
AU2001249000A1 (en) * 2000-10-27 2002-05-06 Vermeer Manufacturing Company Solid-state inertial navigation control system for a horizontal drilling machine
US6668465B2 (en) * 2001-01-19 2003-12-30 University Technologies International Inc. Continuous measurement-while-drilling surveying
US6823602B2 (en) * 2001-02-23 2004-11-30 University Technologies International Inc. Continuous measurement-while-drilling surveying
AU2002330154A1 (en) 2001-09-28 2003-04-07 Centre National De La Recherche Scientifique Methods and compositions for treating hepatitis c virus using 4'-modified nucleosides
AU2002357415A1 (en) * 2002-11-22 2004-06-18 Reduct Method for determining a track of a geographical trajectory
NO326572B1 (no) * 2007-04-16 2009-01-12 Marine Cybernetics As System og fremgangsmate for testing av borereguleringssystemer
US7886844B2 (en) * 2007-11-12 2011-02-15 Schlumberger Technology Corporation Borehole survey method and apparatus
US7823661B2 (en) * 2008-06-24 2010-11-02 Mintchev Martin P In-drilling alignment
US8065087B2 (en) * 2009-01-30 2011-11-22 Gyrodata, Incorporated Reducing error contributions to gyroscopic measurements from a wellbore survey system
CN101493008A (zh) * 2009-02-17 2009-07-29 北京六合伟业科技有限公司 基于mems器件的捷联惯性导航陀螺测斜仪
CN101876244A (zh) * 2010-06-03 2010-11-03 西安思坦仪器股份有限公司 一种惯性测量单元以及动力调谐陀螺连续测斜仪
WO2014039552A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-13 Sensor Platforms, Inc. System and method for estimating the direction of motion of an entity associated with a device
US10274509B1 (en) * 2014-04-09 2019-04-30 Inertialwave Inertial motion tracking device
WO2016022388A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Schlumberger Canada Limited Determining expected sensor values for drilling to monitor the sensor
US10132162B2 (en) * 2014-09-10 2018-11-20 Fracture ID, Inc. Apparatus and method using measurements taken while drilling to map mechanical boundaries and mechanical rock properties along a borehole
KR101684005B1 (ko) 2014-11-25 2016-12-08 한국과학기술원 지하 위치인식 방법 및 시스템
EP3268829A4 (en) * 2015-03-12 2018-11-07 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Dynamic positioning (dp) drive-off (do) mitigation with inertial navigation system
SE538872C2 (en) 2015-05-04 2017-01-17 Lkab Wassara Ab Gyro-based surveying tool and method for surveying
US20160363460A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 7725965 Canada Inc. Orientation model for inertial devices
EP3356644A4 (en) * 2015-09-28 2019-06-12 HRL Laboratories, LLC ESTIMATION OF REAL-TIME TRAINS WITH MULTI-STATION ANALYSIS
US9909877B2 (en) * 2016-06-06 2018-03-06 Honeywell International Inc. Heading inconsistency mitigation for inertial navigation using low-performance inertial measurement units with relative aiding
CN105909238B (zh) * 2016-06-07 2023-04-25 北京科技大学 一种惯性测量单元及单轴伺服连续测斜方法
ES2767677T3 (es) * 2016-07-05 2020-06-18 Boeing Co Ayudas de navegación para sistemas aéreos no tripulados en un entorno sin GPS
EP3548701A4 (en) * 2016-11-29 2020-07-22 HRL Laboratories, LLC SYSTEM FOR INCREMENTAL FLIGHT RAILWAY ESTIMATION BASED ON REAL-TIME INERTIA MEASUREMENT

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2351807B (en) * 1999-07-01 2001-08-22 Schlumberger Holdings Reverse inertial navigation method for high precision wellbore surveying
US6405808B1 (en) * 2000-03-30 2002-06-18 Schlumberger Technology Corporation Method for increasing the efficiency of drilling a wellbore, improving the accuracy of its borehole trajectory and reducing the corresponding computed ellise of uncertainty
CA2725717A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for drilling a wellbore using casing
US7506696B2 (en) * 2004-07-09 2009-03-24 Halliburton Energy Services, Inc. Borehole drilling control system, method and apparatus
CN101253304A (zh) * 2005-08-04 2008-08-27 普拉德研究及开发股份有限公司 用于测量和钻探控制的双向钻柱遥测技术
CN101784746A (zh) * 2007-08-15 2010-07-21 普拉德研究及开发股份有限公司 随机钻头噪音控制
WO2016054586A1 (en) * 2014-10-02 2016-04-07 Hunt Advanced Drilling Technologies, LLC Surface steerable drilling system for use with rotary steerable system
CN105041303A (zh) * 2015-07-27 2015-11-11 电子科技大学 钻井液随钻数据传输系统的泵冲干扰信号消除方法
CN205232235U (zh) * 2015-11-20 2016-05-11 宝鸡文理学院 声波信号检测装置

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