NO334909B1 - Fremgangsmåte for å kalibrere en direktiv sensorsammenstilling i en borestreng - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører direktivboring av borehull som anvender direktivsensorer beregnet for måling-under-boring (MWD) og tilveiebringer en fremgangsmåte for kalibrering av direktivsensorer nede i hullet for å forbedre bestemmelse av en brønnoriente-ring.

MWD-direktivsensorer anvendes for å bestemme orienteringen av brønner. En MWD-direktivsensor anvender tre magnetometere og tre akselerometere. Sensoroppstillingen pakkes og oppbevares i et verktøy som en seksjon av borestrengen nær borekronen. De tre magnetometrene anvendes til å oppnå magnetiske feltkomponenter langs tre ortogonale akser enten direkte ved å montere magnetometre ortogonalt eller indirekte ved å omforme de tre nær ortogonale målinger over til de ortogonale akser. Det samme gjel-der akselerometrene. Akselerometrene måler akselerasjon som har den samme størrelse, men motsatt fortegn som tyngdekraftfeltet når det direktive verktøyet er i ro. Derfor blir akselerometere anvendt til å måle tyngdekraftfeltkomponenter langs de tre ortogonale akser. De anvendes om tyngekraftmålere.

Magnetometernes og akselerometernes akser er vanligvis bevirket til å være nøyaktig innrettet med hverandre og anvendes som de i den direktive sensorrammen, selv om det ikke er nødvendig å gjøre dette. Så lenge som den relative orientering mellom magnetiske og tyngdekraftmessige akser er kjent, kan man alltid omforme magnetiske målinger til de langs tyngdekraftakser eller omvendt, eller begge typer av målinger til en forskjellig ramme. Uten tap av generalitet antas det at de tre magnetometre måler magnetiske feltkomponenter langs x-, y- og z-retningene, der z er langs borestrengaksen og x, y og z er ortogonale. Akselerometerne målere tyngdekraftfeltkomponentene langs de samme x-, y- og z-retninger. Den direktive sensor måler jordens magnetiske vektor B = B = ( Bx, By, Bz) og tyngdekraftvektoren B = G = ( Gx, Gy, GJ ved et undersøkel-sespunkt i en brønn. Disse målinger anvendes til å oppnå via kjente fremgangsmåter orienteringen av brønnen ved undersøkelsespunktet, nemlig helningen og asimut. Sensor-orienteringen om borestrengaksen, dvs. verktøyflate-vinkelen, kan oppnås.

Den korrekte bestemmelse av brønnasimut baserer seg på nøyaktig måling av jordens magnetiske vektor. To faktorer som er relatert til magnetometre kan korrumpere be-stemmelsen av asimut. En skyldes et magnetfelt som genereres ved magnetiseringer i magnetisk materiale nær den direktive sensorpakken, slik at det målte magnetfeltet ikke er kun det for jorden. Det ekstra feltet forstyrrer med jordfeltet og benevnes som magnetisk interferens eller interferens. Den andre er magnetometersensorfeil som bevirker en magnetometerlesning til å være forskjellig fra det feltet som måles. Magnetometrene og akselerometrene i en sensorpakke kalibreres når det direktive verktøyet produseres. Kalibreringsparametrene er grunninnstillingen og skalafaktor for hver sensor og feilinnretninger blant sensorakser. Parametrene anvendes til å omforme sensorutmatning til magnetiske og tyngdekraftmessige målinger. Eksempelvis er magnetometermålinger relatert til de magnetiske sensorutmatninger ved følgende ligning

hvor^'ene er skalafaktorer, m 'ene er feilinnretninger, Fene er sensorutmatninger, slik som spenninger, og 2?ø'ene er grunninnstillingen. Akselerometermålingene er relatert til akselerometorsensorutmatninger ved en ligning som er identisk i form med den ovenstående ligning.

Mange faktorer bevirker kalibreringsparametrene til å drive med tid. Direktivsensor om-kalibreres fra tid til annen.

For å eliminere magnetisk interferens blir en direktivsensorsammenstilling oppbevart i midtseksjonen av et ikke-magnetisk borevektrør. Dersom det ikke-magnetiske vektrøret er langt nok, er interferensen da ubetydelig. Ikke-magnetiske vektrør anvendes i alle boreoperasjoner der magnetometere anvendes for direktiv avføling.

På grunn av mekaniske og andre operative begrensninger og betraktninger, må en operatør av og til anvende et avkortet, ikke-magnetisk vektrør for direktivsensor.

Med et avkortet, ikke-magnetisk vektrør for den direktive sensorpakken, vil den magnetiske interferens fra tilliggende magnetisk materiale på borestrengen korrumpere avlesningene fra magnetometrene. Magnetometermålingene er nemlig ikke lenger de for jordens magnetfelt, men summen av jordens felt og interferensfeltet på grunn av magne-tiseringene i det magnetiske materialet.

Når interferens er til stede, måler godt-kalibrerte magnetometre fortsatt riktig magnetfeltet ved undersøkelsespunktet. Men interferensuttrykket er en feil i målingene av jordens magnetfelt. På grunn av den rigide relative posisjon mellom den direktive sensoren og det forstyrrende magnetiske materialet på borestrengen, er interferens en konstant i de direktive sensor-rammen. Således fremkommer en magnetisk interferens som en grunnfeil i målingen av jordens magnetfelt. For å oppnå en nøyaktig måling av asimut, må man subtrahere interferensen fra magnetometermålingen. Fremgangsmåter og teknikker for å korrigere magnetisk interferens fra bruken av avkortede, ikke-magnetiske vektrør til å romme direktive sensorer benevnes som kort-vektørfremgangsmåter eller kort-vektrøralgoritmer.

På grunn av at en magnetisk interferens, fra magnetiske materialer på seksjoner av borestrengen over eller under den direktive sensors vektrør, er interferensen hovedsakelig i den aksielle retning. Målingen av jordens magnetfeltkomponent langs den aksielle retning påvirkes mest.

Flere teknikker er blitt utviklet for å bestemme og eliminere den aksielle, magnetiske interferens. I US-patent nr. 4,819,336 (Russell) blir de aksielle komponent av jordens

->

magnetfelt bestemt ved å velge Bz, slik at B = ( Bz, By, BJ tilfredsstiller en viss begrensning som gis av den kjente størrelse og fallvinkelen i jordens magnetfelt. De kjente parametre Brefog 9 ref benevnes referansestørrelse og referansefallvinkel. De oppnås

fra kilder som er uavhengige av den direktive sensormåling. I én fremgangsmåte som er omtalt i nevnte US-patent 4,819,336 (Russell), blir Bzbestemt ved å kreve at den målte størrelse B - Bx<2>+ By<2>+ Bz<2>, er lik den for referansen, Bref. Ved å bestemme aksiell magnetfeltkomponent på denne måte, oppnår man en Bz-verdi som er fri for aksiell magnetisk interferens. I realitet er målingen av Bzikke nødvendig dersom fortegnet for denne er kjent fra den omtrentlige orientering av brønnen ved undersøkelsespunktet.

Manglene ved alle fremgangsmåter som anvender kjente egenskaper ved jordens magnetfelt som begrensninger for å korrigere kun aksiell interferens, er at ved oppnåelse av den interferensfrie aksielle, magnetiske komponent, Bz, antas målingene av den kryss-aksielle komponent Boxy = ( Bx, By) å være nøyaktige. Derfor bevirker målefeil i de kryssaksielle komponenter feil i Bzoppnådd fra en kort-vektrøralgoritme, hvilket i sin tur bevirker feil i asimut. Denne virkning er særlig uttalt når det direktive verktøyet er nær øst-vest- og horisontal retning. Nær denne orientering kan feil i Bzfra en kort-vektrøralgoritme på grunn av en liten og ellers godtagbar Boxy -feil være langt større enn den aksielle interferens. Derfor blir den aksielle interferenskorrigering ofte ikke anvendt i dette området. Forsterkningen av asimutfeil fra Boxy -feil i dette området ved hjelp av en kort-vektrørfremgangsmåte skyldes geometri, ikke detaljer ved fremgangsmåten. Den eneste effektive måte å redusere forsterkningsvirkningen på er å redusere Boxy -må-lefeilen.

Den ovenfor nevnte mangel blir delvis overvunnet ved interferens-korrigeringsfrem-gangsmåter der magnetisk grunnfeil i alle tre retninger korrigeres. I US-patent nr. 4,682,481 (van Dongen et al) er beskrevet en fremgangsmåte for å eliminere magnetisk interferens fra magnetometermålinger. Interferensen i x- og y-retningene som er perpen-dikulære på borestrengaksen elimineres ved å foreta Bx- og Æy-målinger på flere verk- tøyflatevinkler ved et undersøkelsespunkt. Dersom magnetometrene er nøyaktige og interferensen er fraværende, kunne så størrelsen av det kryss-aksielle magnetiske felt Boxy = Bx + By2, være konstant for samtlige verktøyflatevinkler. Interferensen i x-og y-retningene bestemmes ved å justere x- og y-grunninnstillingene, slik at den korrigerte Boxy er så konstant som mulig over verktøyflaten. Justeringen er interferensuttrykket. Ved å subtrahere interferensen fra Bxog By, er målingene de for jordens felt, fri for magnetisk interferens. Magnetfeltkomponenten i den aksielle retning Bzbestemmes så ved å kreve den minste vektorforskjellen mellom målt magnetisk feltvektor og den for jorden oppnådd fra en annen kilde til å være minimal, nemlig ved å velge en Bzsom minimaliserer E i den følgende ligning,

hvor Ære/og #re/er referansestørrelse og fallvinkelen for jordens magnetiske felt og i— 9 er den målte størrelse og fallvinkel hvor Bxog By er grunninnstillingskorrigerte målinger for kryss-aksiell magnetfeltkomponenter. Ved denne fremgangsmåte er målingen av Bzav og til ikke nødvendig.

I US-patent nr. 5,623,407 (Brooks) blir grunninnstillingsfeilene på grunn av interferens og andre kilder bestemt ved å velge de grunninnstillinger som minimaliserer variansen av magnetfeltstørrelsen ved flere sensororienteringer.

Alle eksisterende fremgangsmåter som er utformet for å eliminere magnetisk interferens ved å korrigere grunninnstillingsfeil i magnetometere eliminerer også grunninnstillingsfeil bevirket av faktorer som ikke er relatert til interferens. I realitet vil forbedringen med hensyn til aksiell interferensbestemmelse og -eliminering ved de fremgangsmåter som er anvist i nevnte US-patenter 4,682,421 og 5,623,407 komme hovedsakelig elimineringen av kryss-aksiell grunninnstillingsfeil som ikke er relatert til interferens, ettersom den kryss-aksielle interferens er sjelden vesentlig.

Skala-faktorfeil og feilinnrettingsfeil i x- og y-magnetometere kan fortsett frembringe feil i målingen av Boxy som i sin tur frembringer feil i Bzbestemt fra en kort-vektrøralgo- ritme, hvorved bevirkes en ekstra feil i asimut i tillegg til feilene direkte skapt av feil i målingen av Boxy.

I US 5564193 A beskrives en fremgangsmåte for å bestemme en retning av en brønn.

I US 6347282 A beskrives måling-under-boring (MWD) i en nedihulls sammenstilling for bruk ved boring av borehull som benytter gyroskoper, magnetometre og akselerometre for å bestemme borehullets helning og asimut under boring av borehullet.

Den foreliggende oppfinnelse består i trinnene:

(1) å oppnå referanseverdier for størrelse og fallvinkel av jordens magnetfelt, (2) å foreta magnetometer- og akselerometermålinger ved flere verktøyflatevink-ler ved et undersøkelsespunkt i brønnhullet, (3) å bestemme grunninnstillingsfeil i x- og y-magnetometere og feilinnrettingsfeil og relativ skalafaktor mellom x- og y-magnetometere ved å velge feilparametrene, slik at størrelsene av det korrigerte, kryss-aksielle magnetfelt ved alle verktøyflatevinkler er så konstante som mulig, (4) å bestemme den aksielle komponent for magnetfeltet, Bz, og skala-faktorfeilen som er felles for både kryss-aksielle magnetometere ved å kreve den målte størrelse og fallvinkel for magnetfeltet etter tilføring av korrigeringer for å utligne til deres respektive referanseverdier, (5) å anvende korrigeringer oppnådd i trinnene (1) - (4) for å oppnå korrigerte, magnetfeltmålinger, Bc= ( Bxc, Byc, Bzq) ved én eller samtlige av verktøyflate-vinklene, (6) å beregne brønnorientering ved å anvende Bc= ( Bxc, Byc, BZQ) og akselerometermålinger.

I trinn (4) blir den aksielle komponent av magnetfeltet bestemt. Dette kan gjøres uten en aksiell magnetisk måling i tilfeller der den omtrentlige helning og asimut for det direktive verktøyet er kjent. Derfor kan denne oppfinnelse anvendes når kun målingene av kryss-aksielle magnetometere er tilgjengelig. Når målingene av aksielt magnetometer er tilgjengelig, er grunninnstillingsfeilen bevirket av interferenser eller andre faktorer lik forskjellen mellom Bzcog den aksielle magnetometerlesning før korrigering dersom grunninnstillingen er kjent til å være den dominante, problematiske kalibreringsparameter. Dersom aksiell skalafaktor er hovedkilden til feil i aksielt magnetometer, er så forskjellen mellom én og forholdet av Bzci forholdet til den aksielle magnetometerlesning før korrigering lik skala-faktorfeilen.

Kalibreringsparametrene som bestemmes ved å anvende denne oppfinnelse ved ett un-dersøkelsespunkt kan anvendes ved andre undersøkelsespunkter. Denne oppfinnelse kan betraktes som en nedihulls-kalibreringsfremgangsmåte.

Denne oppfinnelse er også en fremgangsmåte for å kalibrere grunninnstillingen, feilinnretting, skala-faktorer i x- og y-retninger, og enten det aksielle grunninnstillingen (bias) eller skalafaktoren for akselerometrene. Figur 1 er et diagram over magnetfeltet målt ved hjelp av kryss-aksielle magnetometre med kun grunninnstillingsfeil plottet som en funksjon av verktøyflate. Figur 2 er et diagram tilsvarende det i figur 1, bortsett fra at de kryss-aksielle magnetometere har både grunninnstillings- og skalafaktorfeil. Figur 3 er et diagram tilsvarende det i figur 1, bortsett fra at de kryss-aksielle magnetometere har grunninnstillings-skalafaktor og feilinnrettingsfeil. Figur 4 er et diagram over forholdet blant en verktøyflatevinkel og dens nærmeste naboer, der direktivsensormålinger foretas. Figur 1 viser virkningen av grunninnstillingsfeil (bias errors) i x- og y-magnetometre på magnetisk måling. For perfekte magnetometere er diagrammet en sirkel sentrert ved origo. Med grunninnstilling og forspenninger i magnetometere er diagrammet fortsatt en sirkel, men skjevsentrert. Forskyvningen mellom sirkelens senter og origo for Bx_ og By-koordinater er forspennings- eller grunninnstillingsfeil i henholdsvis x- og y-magnetometre. Tidligere kjente teknikker som er kjent for fagfolk kan anvendes til å bestemme grunninnstillings/forspenningsfeil og korrigeringer kan foretas på x- og y-magnetometere. Etter korrigering er diagrammet en sirkel sentrert ved origo.

Når der er feil i skalafaktorer i x- og y-magnetometere, er diagrammet generelt en ellipse. På figur 2 svarer diagrammet til et tilfelle der y-magnetometer-skalafaktor er mindre enn den korrekte verdi. Tidligere kjente kort-vektrøralgoritmer kan anvendes til å korrigere grunninnstillings/forspenningsfeil, slik at det korrigerte diagrammet sentreres ved origo. Imidlertid forblir dette elliptisk i form.

Ved denne oppfinnelse blir x- og y-magnetometer-skalafaktorene også korrigert i tillegg til grunninnstillingskorrigeringene. De bestemmes ved å kreve at diagrammet i figur 2 blir deformert til en sirkel sentrert ved nevnte origo (konstant størrelsesbegrensning). Det sirkulære kravet bestemmer kun den relative skalafaktorfeil mellom x- og y-magnetometere. Dersom begge magnetometere har identiske skalafaktorfeil, er diagrammet fortsatt en sirkel. De kryss-aksielle skalafaktorfeil korrigeres i to trinn.

I det første trinnet (trinn (3) i oppsummeringen av oppfinnelsen) blir feil i grunninnstillingen i x- og y-magnetometere og en relativ skalafaktorfeil mellom de to magnetometere bestemt av kravet til sentrert sirkel. Den kryss-aksielle skalafaktorfeil som er felles for begge kryss-aksielle magnetometere og den korrigerte, aksielle magnetfeltkomponent, Bz, bestemmes i det andre trinnet (trinn (4) i oppsummeringen av oppfinnelsen). Etter to trinn blir feil i grunninnstilling og skalafaktor i x- og y-magnetometrene og den riktige aksielle komponent for jordens magnetfelt bestemt.

Der finnes mange måter å parameterisere den relative skalafaktorfeil i det første trinnet. De fører alle til de samme endelige resultater etter det andre trinnet. En måter er å anta at der ikke er noen skalafaktorfeil i x-magnetometeret i det første trinnet. Skalafaktorfeilen i y-magnetometeret er den relative feilen.

La Bj= ( Bxc, Biy, Bu) og G,. =(G,x, Giy, GQ være henholdsvis de målte magnetiske og tyngdekraftmessige felt ved den/'te verktøyflatevinkel blant en gruppe av feltmålinger ved N verktøyflater ved et undersøkelsespunkt i en brønn. Etter det første trinnet er de korrigerte målinger av det kryss-aksielle magnetfelt, ( Bu , Biy) relatert til de av før korrigering ved

hvor ABXog ABy er henholdsvis x- og y-magnetometergrunninnstillings/forspenningsfeil ogSxy er den relative skalafaktorfeil. De bestemmes ved kravet til den sentrerte sirkel. Dette oppnås matematisk ved å løse de følgende ligninger for ABX, ABy og sxy: La ( Bae, Bjyc, Bzc) være magnetfeltmålingene ved den/'te verktøyflatevinkel etter at korrigeringen er foretatt i det andre trinnet. På grunn av at den aksielle komponent for jordens magnetfelt er en konstant med hensyn til verktøyflaterotasjon, bør der kun være én verdi av korrigert, aksiell komponent for alle verktøyflatevinkler. Det korrigerte magnetfeltet etter det andre trinns korrigering relateres til det for det første trinnet ved: hvor s er den felles kryss-aksielle skalafaktorfeil og ABZer den aksielle magnetfeltkorri-gering. I tilfeller der de aksielle, magnetiske målinger ikke er tilgjengelige, blir Bzesti-mert til å være hvor fortegnet bestemmes ved kjennskapet til den omtrentlige brønnorientering ved undersøkelsespunktet. s og Bzcbestemmes ved å kreve (1) størrelsen av målt magnetfelt korrigert etter det andre trinn lik referanseverdien for størrelsen av jordens magnetfelt (B total begrensning), og (2) den magnetiske fallvinkel beregnet med målinger korrigert i det andre trinnet lik referansefallvinkelen (fallvinkelbegrensning). I den foretrukne utførelsesform blir de to begrensninger realisert matematisk som de følgende to ligninger:

Ligningene (3) - (5) er kvadratiske i ABy, sxy og lineær i ABX. De kan løses algebraisk eller numerisk ved å anvende kjente algoritmer. I den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse løses de iterativt ved å anvende lineære approksimeringer.

Fordi sxy er meget liten sammenlignet med 1, kan uttrykket sxy i ( 2+ sxy) og ( l+ sxy) i ligning (7) droppes, hvilket resulterer i den følgende ligning:

Med denne approksimering blir ligningene (3) - (5) lineære i ABX, ABy og sxy, hvilket resulterer i de følgende tre ligninger: hvor Bx, By, By er gjennomsnittene over N-verktøyflatemålinger, nemlig:

Ligningene (11) - (13) kan også oppnås ved ganske enkelt å droppe kvadratiske og høyere uttrykk i ABX, ABy og fra ligninger (3) - (5). De løses lett ved å anvende kjente algoritmer for lineære ligningssystemer.

I tilfeller der den lineære approksimering er utilfredsstillende, kreves gjentagelser. Det første trinnet med gjentagelse er å løse ligningene (ll)-(13)og anvende løsningene for å oppnå korrigerte magnetfeltmålinger. Koeffisientene i ligningene (11) - (13) blir så beregnet ved å anvende det korrigerte magnetfelt og ligningene løses igjen med nylig beregnete koeffisienter. Denne prosess gjentas inntil løsningene blir mindre enn forut-satte grenser. Matematisk blir gjentagelsene utført ved å anvende de følgende ligninger:

hvor eksponenten k i x<k>betegner x etter k-gjentagelser.

Etter ^-gjentagelser er ABX, ABy og sxy gitt ved:

Gjentagelsen stopper ved k = K når A B<*>, A B* og A B<*>blir mindre enn de forutinn-stilte nøyaktighetsmålinger. Den lineære approksimering som anvendes til å oppnå ligningene (11) - (13) er meget god. Sjelden kreves mer enn én gjentagelse. Gjentagelsesfremgangsmåten er en multivariat versjon av Newton-Raphson-fremgangsmåten (multivariat Newton-Raphson-fremgangsmåte).

Ligninger (8) og (9) blir også løst for s og ABZved å anvende den multivariate Newton-Raphson-fremgangsmåte. Fordi s og ABZer meget små sammenlignet med henholdsvis 1 og størrelsen av magnetfelt, er den multivariate Newton-Raphson-fremgangsmåte meget effektiv. I de fleste tilfeller kreves kun én gjentagelse. Derfor er løsningen på de føl-gende lineære ligninger en utmerket approksimering av det i ligningene (8) og (9): Figur 3 er en plotting over det kryss-aksielle magnetfelt målt ved hjelp av et par av x-og y-magnetometere som ikke er ortogonale i forhold til hverandre. Feilinnrettingsfeilen bevirker størrelsen av det kryss-aksielle magnetfeltet å variere med verktøyplate. Derfor kan feilinnrettingsfeil også bestemmes ved nevnte konstante størrelsesbegrensning. I tilfeller der feilene i feilinnretting mellom x- og y-magnetometere ikke er ubetydelige, blir ligning (2) erstattet av den følgende:

hvor m er feilinnrettingsfeilparameteren.

Ved å substituere ligning (16) inn i ligning (6) og så sette det første deriverte av / med hensyn til henholdsvis ABX, ABy, sxy og m til null, vil resultere i fire ligninger som løses ved hjelp av den multivariate Newton-Raphson-fremgangsmåte. s og ABZ oppnås så ved å løse ligninger (8) og (9) på samme måte som tidligere beskrevet.

Løsningene anvendes til å korrigere magnetiske lesninger ved undersøkelsespunktet ved

De korrigerte magnetiske målinger av det kryss-aksielle magnetfelt er fri fra feil i grunninnstillingen/forspenning, skalafaktor, feilinnretting i x- og y-magnetometeret. Den korrigerte aksielle magnetiske måling er fri fra feil. De kryss-aksielle magnetiske målinger ved andre undersøkelsespunkter i brønnen kan korrigeres ved ABZrepresenterer den aksielle magnetiske målefeil ved undersøkelsespunktet. I tilfeller der grunninnstillings/forspenningsfeilen er den dominante feilkilde, dvs. når magnetisk interferens er vesentlig, er ABZgrunninnstillingsfeilen i det aksielle magnetometer. Aksielle, magnetiske målinger ved andre undersøkelsespunkter kan så korrigeres ved Når skalafaktorfeil er kjent til å være hovedfeilkilden i det aksielle magnetometer, er feilen sz= ( Bz - ABZ)/ Bz - 1. Denne skalafeil kan korrigeres ved andre undersøkelses-punkter ved

Brønnorienteringer oppnådd ved å anvende magnetometermålinger korrigert ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er fri fra feil i grunninnstilling, skalafaktor og feilinnretting i x- og y-magnetometere og er fri fra feil i z-magnetometere. I interferenskorrigeringsanvendelser vil denne oppfinnelse i stor grad redusere størrelsen av området nær øst-vest og horisontal orientering, der korrigeringer er ineffektive og feilaktige.

Det ene eller andre av de to trinn kan anvendes uten det andre for å forbedre magnetometermålinger. I et tilfelle der det første trinnet ikke er nødvendig eller ikke realiserbart, blir kun s og Bzc(derfor ABZ) bestemt. Ligningene (8) og (9) modifiseres ved å erstatte de kryss-aksielle magnetiske målinger som korrigert ved nevnte konstant-størrelsebe-grensning med de ikke-korrigete. s og Bzckan oppnås ved målinger ved kun én verktøy-flate. Derfor kan det andre trinnet alene anvendes på hvilken som helst undersøkelse for å forbedre nøyaktigheten av brønnorienteringsbestemmelse.

Anvendelse av det andre trinnet alene for å korrigere den aksielle, magnetiske interferens er fortsatt fordelaktig i forhold til tidligere kjente fremgangsmåter der både referanseverdier for størrelsen og fallvinkelen med hensyn til jordens magnetfelt anvendes for å oppnå kun den aksielle magnetiske måling. Skalafaktorfeilen i x- og y-magnetometere korrigeres ikke og kan bevirke asimutfeil som tidligere nevnt. I denne oppfinnelse blir to referanseverdier anvendt til å bestemme to ukjente. I tillegg til den aksielle måling blir skalafaktorfeilen som er felles for x- og y-magnetometrene også korrigert. Den aksielle magnetiske måling som bestemmes ved å anvende fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse er mindre utsatt for kryss-aksielle magnetiske målefeil enn den for tidligere kjente fremgangsmåte.

Måling ved hver verktøyflate gis en lik vekt lik 1 IN ved en beregning av / i ligning (6).

Lik veining baseres på antagelsen at de direktive målinger foretas ved verktøyflatevink-ler som er omtrentlig jevnt fordelt i hele området av verktøyflaten. Dersom verktøyflate-vinklene ikke er jevnt fordelt, anvendes ulike vekter. Vekten for måling av den/'te verk-tøyflatevinkel er

hvor tf_il og tf_i2 er de nærmeste verktøyflatevinkler i grader fra den/'te verktøyflate i henholdsvis mot og med urviserretningen, og md(a, b) er resten av a/b. Vinkelen er vist på figur 4. Telleren i ovenstående uttrykk er vinkelen mellom de to stiplede linjer på figuren.

Akselerometermålefeil kan også korrigeres ved å anvende fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse i to trinn på en lignende måte som beskrevet ovenfor for magnetometermålinger. I det første trinnet blir tyngdekraftmålinger ved flere verktøyflatevinkler ved et undersøkelsespunkt anvendt til å bestemme feil i grunninnstillingen, en relativ skalafaktor, og en feilinnretting i x- og y-akselerometere ved sentrert sirkulærkravene (konstant størrelsesbegrensning) for kryss-aksielle tyngdekraftmessige målinger. Referansestørrelsen for jordens tyngdekraft (G-total begrensning) og den magnetiske fallvinkel anvendes så til å bestemme den korrekte, aksielle tyngdekraftmåling og den felles skalafaktorfeil i nevnte kryss-aksielle akselerometere.

Det magnetiske fallet er en felles egenskap mellom jordens tyngdekraftmessige og magnetfelt. Så snart begrensningen er tilfredsstilt ved korrigering av enten magnetiske eller tyngdekraftmessige målinger, er den ikke lenger en begrensning for de andre målinger. Således kan fallvinkelbegrensningen ikke anvendes samtidig for å korrigere både tyngdekraftmessige og magnetiske målinger som beskrevet ovenfor. Når begge typer av sensorer kalibreres og korrigeres ved å anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, må det andre trinnet for enten magnetiske eller tyngdekraftmessige målinger modifiseres. Eksempelvis blir ved operasjoner med avkortede, ikke-magnetiske vektrør, fallvinkelbegrensningen anvendt for magnetisk kalibrering og korrigering. Det andre trinnet for akselerometermålinger endres til å anvende den G-totale begrensning for å bestemme enten det aksielle tyngdekraftmessige felt, eller en felles kryss-aksiell skalafaktorfeil.

Den foregående angivelse og beskrivelse av oppfinnelsen er illustrerende og forklarende for denne. Forskjellige endringer i detaljer med hensyn til fremgangsmåten kan foretas innenfor tanken og omfanget av kravene for denne oppfinnelse. Den foreliggende oppfinnelse skal kun begrenses av nedenstående krav og deres ekvivalenter.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for å kalibrere en direktiv sensorsammenstilling, innbefattende et flertall av feltsensorer, plassert innenfor en borestreng i et brønnhull,karakterisert vedtrinnene: å måle minst ett felt med nevnte sensorsammenstilling ved minst fire verktøyflateorienteringer ved et undersøkelsespunkt i nevnte brønnhull, og å anvende nevnte feltmålinger til å omkalibrere en relativ skalafaktor mellom kryss-aksielle sensorer i nevnte sensorsammenstilling.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert veddessuten å omfatte anvendelse av nevnte feltmålinger til å omkalibrere systematiske målefeil i de kryss-aksielle sensorer.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert veddessuten å omfatte anvendelse av nevnte feltmåling til å omkalibrere en feilinnretting mellom de kryss-aksielle sensorer.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert veddessuten å omfatte anvendelse av nevnte feltmålinger til å omkalibrere systematiske målefeil i de kryss-aksielle sensorer og en feilinnretting mellom de kryss-aksielle sensorer.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte feltsensorer omfatter magnetometere.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat nevnte felt omfatter et magnetfelt.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6,karakterisert vedat nevnte magnetfelt omfatter en sum av jordens magnetfelt og et interferensfelt, og at nevnte feltmålinger omfatter måling av summen av jordens magnetfelt og nevnte interferensfelt.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte feltsensorer omfatter akselerometere.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8,karakterisert vedat nevnte felt omfatter et tyngdekraftmessig felt.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte feltsensorer omfatter magnetometere og akselerometere.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10,karakterisertved at nevnte felt omfatter et magnetfelt og et tyngdefelt,.