对冗余MEMS-IMU MWD的安装错误校准方法
Yin Qing1, Lu Wang1, Yu Zheng1
1School of Engineering and Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China.
Micromachines
|April 26, 2025
概括
本研究引入了一种新的45°倾斜校准方法,用于多余的微电机系统惯性测量单元 (MEMS-IMU),用于测量在钻井 (MWD). 该方法显著减少了安装错误,并提高了钻机绳态度测量的准确性.
科学领域:
- 地质物理学 地质物理学
- 传感器技术 传感器技术
- 钻井工程 钻井工程
背景情况:
- 在钻井过程中的测量 (MWD) 依赖于冗余的微电机系统惯性测量单元 (MEMS-IMU) 来准确地确定钻孔绳的态度.
- 在MEMS-IMU中安装错误会降低测量精度,需要有效的校准技术.
- 目前的水平平面校准方法的信号噪声比较低,限制了准确性.
研究的目的:
- 为MWD系统中冗余的MEMS-IMU开发一个改进的校准方法.
- 通过提高信号质量和减少噪声来解决传统水平校准方法的局限性.
- 为了提高钻井绳态度测量和钻井井轨迹控制的准确性.
主要方法:
- 提出了一种新的45°倾斜的六位校准方法,使用六角镜冗余结构.
- 分析了补偿矩阵和加速度计测量误差,以告知新的校准方法.
- 通过模拟和实验室实验验证实了该方法.
主要成果:
- 与传统技术相比,45度倾斜的方法减少了40.4%的安装错误.
- 实验结果显示,绝对测量误差显著减少:x轴为83%,y轴为68%.
- 补偿后的传感器精度提高了25%以上,提高了MWD系统的可靠性.
结论:
- 提出的45°倾斜的校准方法有效地减轻了MWD冗余MEMS-IMU的安装错误.
- 这种技术为精确的下洞轨迹测量提供了卓越的方法.
- 这些发现有助于提高钻探操作质量和井口位置的准确性.


