本发明专利技术公开了一种定向探管的标定装置，包括用于形成零磁空间的金属空腔；置于金属空腔内部的励磁线圈和承载平台，承载平台用于承载待标定的定向探管；和励磁线圈相连接的主机，用于控制励磁线圈的励磁电流，以控制励磁线圈产生磁场；主机还用于采集定向探管中加速度传感器和磁场传感器分别测得的加速度数据和磁场数据，以实现基于加速度数据和磁场数据对定向探管进行标定；其中，金属空腔为纯铝铸造形成的正多面体空腔。本申请中利用金属空腔屏蔽地球磁场的干扰，并利用励磁线圈产生磁场，从而能够更好的控制定向探管所在位置的磁场，有利于提高定向探管标定的准确性。本申请还提供了一种定向探管的标定方法，具有上述有益效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种定向探管的标定装置、方法
[0001]本专利技术涉及钻井测量工具领域，特别是涉及一种定向探管的标定装置、方法。
技术介绍
[0002]随钻测量系统是一种矿用钻孔轨迹测量工具，能够在钻井过程中进行井下测量及实现无线传输，利用钻柱中的泥浆脉冲将测量信息数据传输到地面。随钻测量系统中的定向探管是探测钻井的井斜、位置等信息的重要测量工具之一。定向探管中包含有3个测量方向两两正交的加速度传感器构成三轴加速度传感器；还包括3个敏感轴方向两两正交的磁通门。定向探管进行信息测量时，可以基于三轴加速度传感器和3个磁通门分别测得的重力加速度数据和地球磁场数据确定出钻井井斜、位置等信息。
[0003]但是定向探管中的加速度传感器的3个测量方向之间和磁通门的3个敏感轴方向之间，因为安装误差的原因往往均难以完全保证两两正交。3个加速度传感器和3个磁通门的敏感轴不正交以及零满偏误差是定向探管测量误差的主要来源。为了解决测量误差可以在硬件上进行机械校正，尽量调整使得3个敏感轴两两正交。但即使精心调校3个加速度传感器和3个磁通门传感器，也会由于安装的原因、测量的视觉误差等加工工艺和安装工艺水平的限制，使得传感器中3敏感轴不可能严格正交，3轴灵敏度及其他电气性能也不可能完全对称，无法避免因敏感轴不正交而引起偏差。
[0004]此外，还存在零点漂移、传感器内部干扰等影响，使得加速度传感器和磁通门在不同形态下，对同一重力场或者磁场测量的数值与实际值之间有误差。以磁通门为例，相关研究表明，即使磁通门中只有两个磁轴不正交，且其角度偏差仅1
°
，其余参数均为理想值，若不进行校正，其测量误差将达0.87％，再考虑其他参数后误差会更明显。
[0005]由此可见，如何消除定向探管中加速度传感器和磁通门的测量误差，对定向探管测量的准确性有重要意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种定向探管的标定装置、方法，有利于提高定向探管标定的准确性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种定向探管的标定装置，包括用于形成零磁空间的金属空腔；置于所述金属空腔内部的励磁线圈和承载平台，所述承载平台用于承载待标定的定向探管；和所述励磁线圈相连接的主机，用于控制所述励磁线圈的励磁电流，以控制所述励磁线圈产生磁场；所述主机还用于采集所述定向探管中加速度传感器和磁场传感器分别测得的加速度数据和磁场数据，以实现基于所述加速度数据和所述磁场数据对所述定向探管进行标定；
[0008]其中，所述金属空腔为纯铝铸造形成的正多面体空腔。
[0009]可选地，所述金属空腔为正八边形拼接形成的正26面体。
[0010]可选地，所述金属空腔的腔壁包括2层铝板层和8层坡镆合金板层。
[0011]可选地，所述励磁线圈的中心轴沿竖直方向设置，用于当所述励磁线圈接通励磁电流时产生方向和重力方向平行的磁场。
[0012]可选地，所述承载平台设置在所述励磁线圈的内部。
[0013]可选地，所述承载平台为铝制无磁三轴可旋转平台。
[0014]可选地，所述金属空腔包括带有腔口的空腔本体和用于封闭所述腔口的腔门部件，其中，所述腔门部件和所述承载平台相连接；当所述腔门部件开启所述腔口时，所述承载平台可随所述腔门部件从所述金属空腔内部移出。
[0015]一种定向探管的标定方法，应用于如上任一项所述的定向探管的标定装置，所述方法包括：
[0016]向所述定向探管的标定装置中的励磁线圈通入励磁电流；
[0017]采集待标定的定向探管中磁场传感器和加速度传感器分别检测的磁场数据和加速度数据，其中，所述定向探管置于所述定向探管的标定装置中的承载平台上；
[0018]根据所述磁场数据和所述加速度数据，结合标准磁场数据和标准重力场数据，对所述定向探管进行标定。
[0019]可选地，采集待标定的定向探管中磁场传感器和加速度传感器分别检测的磁场数据和加速度数据，包括：
[0020]在所述励磁线圈产生的磁场与重力场方向相同和相反的两个不同条件下，在所述承载平台带动所述定向探管旋转至多个不同位置的多个不同条件下，所述定向探管的工具面贴合和背向所述承载平台两个不同的条件下，分别采集所述定向探管中磁场传感器和加速度传感器检测的多组磁场数据和加速度数据。
[0021]可选地，根据所述磁场数据和所述加速度数据，结合标准磁场数据和标准重力场数据，对所述定向探管进行标定，包括：
[0022]根据所述励磁电流的大小确定所述定向探管所在位置的标准磁场数据；并以当前位置的重力场数据作为标准重力场数据；
[0023]利用牛顿迭代算法，对根据所述磁场数据和所述加速度数据、所述标准磁场数据和标准重力场数据进行迭代运算，以实现对所述标准磁场数据和所述磁场数据之间满足的对应关系参数、以及所述标准重力场数据和所述加速度数据之间满足的对应关系参数进行标定，获得所述定向探管中加速度传感器和磁场传感器的测量值和准确值之间的对应关系。
[0024]本专利技术所提供的一种定向探管的标定装置，包括用于形成零磁空间的金属空腔；置于金属空腔内部的励磁线圈和承载平台，承载平台用于承载待标定的定向探管；和励磁线圈相连接的主机，用于控制励磁线圈的励磁电流，以控制励磁线圈产生磁场；还用于采集定向探管中加速度传感器和磁场传感器分别测得的加速度数据和磁场数据，以便实现基于加速度数据和磁场数据对定向探管进行标定；其中，金属空腔为纯铝铸造形成的正多面体空腔。
[0025]本申请中利用金属空腔为待标定的定向探管提供一个零磁空间，从而很好的屏蔽的地球磁场的干扰，在此基础上利用励磁线圈产生磁场，从而能够更好的控制定向探管在该零磁空间内所在位置的磁场大小和方向，在对定向探管的加速度传感器和磁场传感器进行标定时，即可更容易的获得定向探管所在位置准确的真实磁场数据和重力场数据，从而
在根据定向探管中加速度传感器和磁场传感器分别测得的加速度数据和磁场数据实现对定向探管的标定时，提供更准确可靠的真实磁场数据和重力场数据作为参照数据，有利于提高定向探管标定的准确性，进而提高定向探管在实际应用中测量数据的准确性。
[0026]本申请还提供了一种定向探管的标定方法，具有上述有益效果。
附图说明
[0027]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的定向探管的标定装置的结构示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供的励磁线圈的结构示意图；
[0030]图3为本申请实施例提供的一种定向探管的标定方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种定向探管的标定装置，其特征在于，包括用于形成零磁空间的金属空腔；置于所述金属空腔内部的励磁线圈和承载平台，所述承载平台用于承载待标定的定向探管；和所述励磁线圈相连接的主机，用于控制所述励磁线圈的励磁电流，以控制所述励磁线圈产生磁场；所述主机还用于采集所述定向探管中加速度传感器和磁场传感器分别测得的加速度数据和磁场数据，以实现基于所述加速度数据和所述磁场数据对所述定向探管进行标定；其中，所述金属空腔为纯铝铸造形成的正多面体空腔。2.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述金属空腔为正八边形拼接形成的正26面体。3.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述金属空腔的腔壁包括2层铝板层和8层坡镆合金板层。4.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述励磁线圈的中心轴沿竖直方向设置，用于当所述励磁线圈接通励磁电流时产生方向和重力方向平行的磁场。5.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述承载平台设置在所述励磁线圈的内部。6.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述承载平台为铝制无磁三轴可旋转平台。7.如权利要求1所述的定向探管的标定装置，其特征在于，所述金属空腔包括带有腔口的空腔本体和用于封闭所述腔口的腔门部件，其中，所述腔门部件和所述承载平台相连接；当所述腔门部件开启所述腔口时，所述承载平台可随所述腔门部件从所述金属空腔内部移出。8.一种定向探管的标定方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的定向探管的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨全进，施斌全，范泽欣，唐海全，丁露阳，张玉，黄子超，李静，张永顺，何赛，
申请(专利权)人：中石化经纬有限公司中石化经纬有限公司地质测控技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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