井下工具倾斜姿态误差的非线性融合补偿

作     者：张夷非 程为彬 郭涛 胡少兵 郑恭明 Zhang Yifei;Cheng Weibin;Guo Tao;Hu Shaobing;Zheng Gongming

作者机构：长江大学地球物理与石油资源学院武汉430100 长江大学电子信息与电气工程学院荆州434023 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      面：335-343页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：湖北省重点研发计划(2020BAB094)项目资助 

主　　题：姿态测量 校正误差 误差补偿 翻转优化 均衡校正 

摘      要：准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元(IMU)误差的校正,基于简化误差模型的椭球+平面拟合后,井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿,重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。基于倾斜翻转辨识校正残差和参数寻优,并进一步提出等角距均衡校正技术;进行典型姿态下的数据测量,分别采用椭球+平面拟合、多点翻转优化和等角距均衡技术进行误差补偿。实验结果表明,提出的翻转优化和均衡技术可有效降低非线性姿态误差,标定后近垂直姿态井斜角误差从±0.1°降低至±0.000 8°(1σ),工具面角误差从±1°降低至±0.016 8°(1σ)。