【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及随钻测井设备校准，尤其涉及一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法及装置。
技术介绍
1、钻井工程的关键技术是井心轨迹的监测和控制，而井心轨迹监测的基本任务是基于测斜数据分析实钻轨迹，因此井斜数据的精度是确保钻井工程稳定、可靠执行的关键。随钻测量装置是用于在钻井的过程中实时测量井斜、方位等的钻井工程参数。由于随钻测量装置与钻头的安装平面无法完全接触，且当钻具处于近垂直状态时，井斜角和方位角幅值很小，因而随钻测量装置的测斜结果极易易受随钻工况及安装条件等的影响，导致井斜数据的测量值与实际值存在偏差，因而需要进行数据校准。
2、针对于随钻测量装置的校准，现有技术中通常是采用井场标定的方式，即在井场现场利用借助标定转台、水准仪、光学经纬仪等专门的标定设备进行标定。但是该类方式由于必须依赖于专门的标定设备，标定实现成本高且标定过程复杂，需要反复标定安装误差，致使标定过程耗时长、难度大，而且只能在随钻测量装置执行实际测量前完成校准，不能在测量装置测量过程中进行实时的校准，因而测量装置在实际测量过程中仍然可能会受随钻工况等的影响而造成井斜数据的测量值与实际值存在偏差，影响钻井施工的安全可靠性，无法满足实际工程中随钻测井的需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、校准精度与校准效率高且安全可靠的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法及装置，能够实现随钻测量装置井斜参数数据实时、即时的校准，有效提
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，步骤包括：
4、步骤s01.获取钻头自然下垂、绕中心轴线旋转过程中随钻测量装置测量的多组井斜参数数据，所述井斜参数数据包括井斜角和方位角；
5、步骤s02.将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值并构成多组井斜向量，每组井斜参数数据的井斜角和方位角对应一组所述井斜向量；
6、步骤s03.设定一个初始的校准向量以及角度调整约束范围；
7、步骤s04.求解校准向量与各所述井斜向量之间的夹角；
8、步骤s05.判断求解的各组夹角之间的差值是否在预设范围内，如果不在，则在所述角度调整约束范围内调整校准向量的井斜角以及方位角，返回执行步骤s04，否则得到校准后的井斜参数数据。
9、进一步的，步骤s02中将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值包括：
10、定义坐标系：以井口为中心的大地坐标系和以钻具中轴线定义o-xyz坐标系，y轴与大地坐标系正北方向一致，z轴指向井心轨迹的前进方向，y轴垂直于x轴和z轴；
11、按照下式将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值(xi，yi，zi)：
12、
13、
14、zi＝cosαi(i＝1,2，…，n)
15、其中，αi表示井斜角，表示方位角，n表示井斜参数数据的组数。
16、进一步的，步骤s03中设定的初始的校准向量为钻头中心轴线相应的单位向量，所述校准向量包括井斜角α0以及方位角
17、进一步的，所述角度调整量约束范围为α0＜90°，
18、进一步的，步骤s04中，按照下式求解校准向量与各组井斜向量的夹角θi：
19、
20、其中，x0，y0，z0分别为校准向量转换o-xyz坐标系下的x、y、z轴的坐标值，xi，yi，zi别为第i组井斜向量转换为o-xyz坐标系下的x、y、z轴的坐标值，n表示井斜参数数据的组数。
21、进一步的，所述步骤s05中，按照下式计算得到各夹角之间的差值rj：
22、
23、其中，θk、θi分别为任意两个求解的校准向量与各所述井斜向量之间的夹角；
24、按照式判断各夹角之间的差值rj是否在预设范围内，ε为预设差值阈值。
25、进一步的，如果判断到各夹角之间的差值rj不在预设范围内，则分别按照预设第一调整步长δα和预设第二调整步长δφ的调整步长调整校准向量的井斜角以及方位角。
26、进一步的，所述分别按照δα和δφ的调整步长调整校准向量的井斜角以及方位角中，循环执行s×t次后最终得到各夹角之间的差值rj在预设范围内时所对应的校准向量以及误差μ，其中
27、一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准装置，包括：
28、测量数据获取模块，用于获取钻头自然下垂、绕中心轴线旋转过程中随钻测量装置测量的多组井斜参数数据，所述井斜参数数据包括井斜角和方位角；
29、坐标转换模块，用于将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值并构成多组井斜向量，每组井斜参数数据的井斜角和方位角对应一组所述井斜向量；
30、初始化模块，用于设定一个初始的校准向量以及角度调整约束范围；
31、夹角求解模块，用于求解校准向量与各所述井斜向量之间的夹角；
32、动态调整模块，用于判断求解的各组夹角之间的差值是否在预设范围内，如果不在，则在所述角度调整约束范围内调整校准向量的井斜角以及方位角，返回执行所述夹角求解模块，否则得到校准后的井斜参数数据。
33、一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。
34、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
35、1、本专利技术通过建立多角度井斜参数优化调整的数学模型，先设定一个初始的校准向量，求解其与多组井斜向量的向量夹角，再不断调整校准向量，直至校准向量与各组井斜向量的夹角的差值在预设范围内，即钻具坐标系与井斜坐标系达到基本重合状态，得到与各井斜向量的夹角相等的校准向量，进而依据该校准向量确定出校准后的井斜向量及参数值，利用校准向量实现对井斜参数的误差校准，校准因随钻工况及安装条件等导致的井斜参数测量误差，无需反复现场标定安装误差，能够有效降低校准的实现复杂度，且可实现随钻测量装置井斜数据的实时、即时校正，有效缩短校准所需时间，提高施工效率以及实时性。
36、2、本专利技术不仅能够缩短施工时间，还能够实现对小尺度井斜参数的误差校准，且按照校准后的井斜参数及时调整钻井工艺，能够及时调整钻井工艺，可以大程度地避免盲钻、钻斜、卡钻等问题，有效提高施工作业可靠性。
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1.一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤S02中将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值包括：
3.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤S03中设定的初始的校准向量根据钻头中心轴线相应的单位向量设置得到，所述校准向量包括井斜角α0以及方位角
4.根据权利要求3所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，所述角度调整量约束范围为α0＜90°，
5.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤S04中，按照下式求解校准向量与各组井斜向量的夹角θi：
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，所述步骤S05中，按照下式计算得到各夹角之间的差值rj：
7.根据权利要求6所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，所述步骤S05中，如果判断到各夹角之间的差值rj不在预设范
8.根据权利要求7所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，所述分别按照Δα和Δφ的调整步长调整校准向量的井斜角以及方位角中，循环执行s×t次后最终得到各夹角之间的差值rj在预设范围内时所对应的校准向量以及误差μ，其中
9.一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准装置，其特征在于，包括：
10.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～8中任意一项所述方法。
...【技术特征摘要】
1.一种随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤s02中将各组井斜参数数据转换为相对井心坐标系的坐标值包括：
3.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤s03中设定的初始的校准向量根据钻头中心轴线相应的单位向量设置得到，所述校准向量包括井斜角α0以及方位角
4.根据权利要求3所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，所述角度调整量约束范围为α0＜90°，
5.根据权利要求1所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，步骤s04中，按照下式求解校准向量与各组井斜向量的夹角θi：
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的随钻测量装置井斜参数数据实时校准方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨金帅，廖洪波，宋家亮，殷坤，尹晓利，赵骥昂，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五三部队，
类型：发明
国别省市：
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