垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差标定.pdfVIP

第 37 卷 第 10期 石 油 学 报 Vol.37 N a l O 2016 年 10 月 ACTA PETROLEI SINICA Oct 2016 文章编号：0253-2697(2016)10-1302-07 DOI:10. 7623/syxb201610011 垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差标定 邓 江 洪 陈 新 元 刘 白 雁 曾 良 才 卢 云 丹 (武 汉 科 技 大 学 机 械 自 动 化 学 院 湖 北 武 汉 43CI081) 摘 要 ：提 出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法，根据空间坐标系转换原理，推导二轴 重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型，构建安装误差标定矩阵。标 定 前 ，保 证 钻 具 轴 线 不 变 ，旋转 浮 动 导 向 套 ，测试加速度计 输出电压，经处理后作为多元线性回归样本，并利用标定矩阵元素间的数值关系，解算矩阵；标 定 时 ，将已解算的标定矩阵和重力加 速度在加速度计敏感轴上的分量代入两坐标系数学模型，计算重力加速度在钻具坐标系三轴的分量，从而实现井斜角和工具面角 精确测量。该方法不需要借助高精度辅助测量仪器或调校基准平台，也不需将钻具摆放到特定状态，具有测试过程简单、测试精度 高的特点，便于在井场对二轴加速度计进行下井前最后校正。实验表明，标定后井斜角误差在 2. 5 % 以内。 关 键 词 ：自动垂直钻井；井斜测量；重力加速度计；安装误差；误差标定 中图分类号：TE921 文献标识码：八 Insta ation error calibration of gravity accelerometer with two axes for vertical dri ing too Deng Jianghong Chen Xinyuan Liu Baiyan Zeng Liangcai Lu Yundan {College o f M echanical Automation , W uhan U niversity o f Science an d Technology , Hubei W uhan 430081, C hina) Abstract ：A convenient calibration method is proposed for installation error of biaxial gravity accelerometer, which is an automatic vertical drilling tool used in directional survey. Based on the transformation principles of space coordinate system, the mathematical model is established for the relation between the biaxial gravity accelerometer and the coordinate system of drilling tool, and the error calibration matrix is constructed as well. Before calibration, the axis of drilling tool is ensured to be invariant, then the floating guide sleeve is rotated，and next the output voltage of accelerometer is measured and us