陀螺测斜仪的标定方法与流程

本发明涉及石油仪器领域，尤其涉及一种陀螺测斜仪的标定方法。

背景技术：

随着我国国民经济的快速发展，钻井技术的日益成熟，国内外大部分油田相继进入开发后期，新探区块大部分处于特殊环境，如海洋、滩海、沙漠等地区，这就使得勘探开发难度和成本大大增加。另一方面，老油田为实现稳产，面临着大量的边缘油气藏、独立小油气藏、复杂断块油气藏、超薄油气藏等难动用储量的开发问题。勘探开发形势的需要推动着井型的演变与发展，大位移井、超薄油层水平井、多分枝井等复杂结构井在油气田勘探开发中所占的比例越来越大。开发出的油气田井眼的尺寸越来越小，为了适应小井眼轨迹的测量，开发出低精度小尺寸陀螺测斜仪。

由于陀螺仪的精度较低，现有的捷联惯导系统静态六位置标定方法，利用六位置地速及地球重力加速度标定高精度惯导系统的主要误差系数的方法不再适合。

技术实现要素：

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种陀螺测斜仪的标定方法，所述陀螺测斜仪包括加速度计和陀螺仪，所述方法包括：

在速率转台上确定十二个不同的位置；

将所述陀螺测斜仪分别放置在十二个位置上，获取所述加速度计在所述十二个位置上的加速度计静态输出，根据加速度计静态输出和加速度计 输出模型计算获得加速度计的零偏、标度因数和安装误差；

获取所述陀螺仪在所述十二个位置上的陀螺仪静态输出和陀螺仪动态输出，根据陀螺仪静态输出、输入的预设角速率、陀螺仪动态输出和陀螺仪输出模型计算获得所述陀螺仪的零偏、标度因数和随机漂移。

本发明提供的陀螺测斜仪的标定方法，能够有效准确的标定陀螺测斜仪的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明提供的陀螺测斜仪的标定方法一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

参考图1，陀螺测斜仪包括加速度计和陀螺仪，本实施例提供的陀螺测斜仪的标定方法包括：

步骤S101，在速率转台上确定十二个不同的位置；

步骤S102，将所述陀螺测斜仪分别放置在十二个位置上，获取所述加速度计在所述十二个位置上的加速度计静态输出，根据加速度计静态输出和加速度计输出模型计算获得加速度计的零偏、标度因数和安装误差；

步骤S103，获取所述陀螺仪在所述十二个位置上的陀螺仪静态输出和陀螺仪动态输出，根据陀螺仪静态输出、输入的预设角速率、陀螺仪动态输出和陀螺仪输出模型计算获得所述陀螺仪的零偏、标度因数和随机漂 移。

具体地，将陀螺测斜仪静止的放置在速率转台上的十二个不同的位置上，作为一种优选的实施方式，这十二个不同的位置呈圆周分布，且相邻的位置间隔30度。

在静止的状态下，分别获得加速度计在十二个位置上的输出，加速度计在不同的位置上重力作为加速度计输入，将加速度计输入量和加速度计输出量带入加速度计输出模型，采用最小二乘法，即可获得加速度计零偏、加速度计标度因数，加速度计安装误差。

加速度计输出模型如下：

z(a_bx)＝a_x0+α_xxa_bx+α_xya_by+α_xza_bz

z(a_by)＝a_y0+α_yxa_bx+α_yya_by+α_yza_bz；

z(a_bz)＝a_z0+α_zxa_bx+α_zya_by+α_zza_bz

其中，z(a_bi)为加速度计输出量，a_x0为加速度计零偏，α_ii为加速度计标度因数，α_ij为加速度计安装误差，a_bi为加速度计输入量；i＝x,y,z；j＝x,y,z。

进一步地，在静止状态下，获得陀螺仪在十二个位置上的静态输出，通过陀螺仪的输出模型，采用最小二乘法即可获得陀螺仪的零偏。

具体地，陀螺仪的输出模型如下所示：

z(ω_bx)＝ω_x0+β_xxω_bx+β_xyω_by+β_xzω_bz

z(ω_by)＝ω_y0+β_yxω_bx+β_yyω_by+β_yzω_bz

z(ω_bz)＝ω_z0+β_zxω_bx+β_zyω_by+β_zzω_bz；

其中，z(ω_bx)、z(ω_by)、z(ω_bz)为陀螺仪输出量，ω_i0为陀螺仪零偏，i＝x,y,z，β_ii为陀螺仪标度因数，β_ij为陀螺仪的安装误差，ω_bi为绝对角速度在载体坐标系中的投影。

在静止状态下，陀螺仪的输入角速率ω_x、ω_y、ω_z为0，采用最小二乘法即可获得陀螺仪的零偏。

进一步地，转动速率转台，为陀螺仪输入预设角速率ω_x、ω_y、ω_z，认为ω_bx＝ω_x、ω_by＝ω_y、ω_bz＝ω_z，获得陀螺仪在十二个位置上的动态输出，通过陀螺仪的输出模型，采用最小二乘法即可获得陀螺仪的标度因数和随机漂移。

本发明提供的陀螺测斜仪的标定方法，能够有效准确的标定陀螺测斜仪的误差，得到误差后即可对陀螺测斜仪进行标定补偿，提高陀螺测斜仪适应性和测量精度。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。