石油学报

作者：汪跃龙, 李凌云, 贺艳, 毛艳慧, 高怡

单位：1. 西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室 陕西西安 710065;2. 中国电子科技集团公司第三十四研究所 广西桂林 541004;3. 国家无线电频谱管理研究所有限公司 陕西西安 710061

关键词：导向钻井工具,姿态动态测量,多传感器,加权融合,最小二乘原理

基金：汪跃龙,男,1965年9月生,1985年获西安石油大学学士学位,2012年获西北工业大学博士学位,现为西安石油大学教授、硕士生导师,主要从事智能控制、导向钻井井下控制技术等方面的研究。Email:ylwang@xsyu.edu.cn

摘要： 钻进过程的高速旋转和强振动，使得测量钻具姿态的三轴惯性加速度计信号中叠加了离心加速度和振动加速度，导致工具姿态测量结果严重失真。针对由三轴惯性加速度计、三轴磁通门和角速率陀螺仪构建的姿态测量系统，提出了一种多传感器加权融合的姿态测量方法。利用后两组传感器对振动不敏感和钻进过程中井斜角变化缓慢的特点，反解得到加速度计信号的两组参考值，而后依据最小二乘原理确定参与融合的各组信号的权系数，使得融合结果的方差达到最小。仿真实验验证了该方法的有效性，当井斜为1.5°时的振动和转速波动组合实验表明，井斜角解算准确性的各项指标均有明显改善，工具面角随工具旋转呈现明显的周期性变化，该加权融合方法能有效提高钻具姿态动态测量的精度。

来源：2021年第4期

《石油学报》期刊编辑部

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