1.近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,所述裝置包括電路板和2n+1個加速度計,其
中一個加速度計安裝在鉆具軸向上并與其他2n個加速度計的安裝構成n組三軸正交安裝;
所述在軸向上安裝的加速度計測量Az’,其余加速度計分別測量Ax1,Ax2…Axn和Ay1,Ay2…
Ayn;通過疊加Ax1,Ax2…Axn數據以消除X軸徑向分量得到Ax’,通過疊加Ay1,Ay2…Ayn以消
除Y軸徑向分量得到Ay’;所述電路板上集成有濾波器及數據處理單元,所述電路板實時采
集所述加速度計消除分量后的信號進而用濾波器濾除信號中的高頻振動和沖擊干擾得到
無干擾重力加速度分量Ax、Ay、Az,所述數據處理單元利用所述無干擾重力加速度分量Ax、
Ay、Az根據算法計算得到井斜角;
所述n為大于1的正整數;
所述Ax’、Ay’、Az’分別代表帶有高頻振動和沖擊干擾的重力加速度在X、Y、Z軸向的分
量;
所述Ax、Ay、Az分別代表無干擾重力加速度在X、Y、Z軸向的分量;
x1、x2、…xn代表不同方向上的X軸;
y1、y2、…yn代表與x1、x2、…xn對應的Y軸。
2.如權利要求1所述近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,所述數據處理單元包括
ADC模數轉換器、現場可編門陣列、處理器和存儲器;所述ADC模數轉換器連接濾波器和所述
現場可編門陣列,所述現場可編門陣列連接所述處理器,所述處理器連接所述存儲器;所述
ADC模數轉換器用于轉換Ax、Ay、Az;隨后將轉換數據傳輸于現場可編門陣列進行數據采集;
所述現場可編門陣列控制數據采集時序同時將采集的數據進行數字濾波后傳至處理器;所
述處理器將接收的數據存儲到存儲器并根據算法計算井斜參數。
3.如權利要求1所述近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,所述2n+1個加速度計集成
于單支獨立短節上,采用緊湊型四倉室設計,其中兩個艙室內安裝電池,其余兩個艙室內安
裝所述2n+1個加速度計和所述電路板。
4.如權利要求2所述近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,所用濾波器選用低阻帶
1Hz濾波器,所述濾波器的使用根據轉速大小來判斷使用,當轉數超過10轉每分鐘時,啟動
低阻帶濾波器,可有效消除離心加速度殘余。
5.如權利要求1所述近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,n=2。
6.如權利要求1-5任一所述近鉆頭動態井斜測量裝置,其特征在于,使用時所述裝置中
2n+1個加速度計與鉆頭的安裝距離小于1米。
7.近鉆頭動態井斜測量方法,其特征在于,所述方法使用如權利要求1所述裝置,所述
方法包括以下步驟:
(1)安裝加速度計,其中一個加速度計安裝在鉆具軸向上并與其他2n個加速度計的安
裝構成n組三軸正交安裝;所述在軸向上安裝的加速度計測量Az’,其余加速度計分別測量
Ax1,Ax2…Axn和Ay1,Ay2…Ayn;
(2)消除徑向分量,通過疊加Ax1,Ax2…Axn數據以消除X軸徑向分量得到Ax’;通過疊加
Ay1,Ay2…Ayn以消除Y軸徑向分量得到Ay’;
(3)濾除高頻振動和沖擊干擾,所述電路板上集成有濾波器及數據處理單元,所述電路
板實時采集所述加速度計消除分量后的信號進而用濾波器濾除信號中的高頻振動和沖擊
干擾得到無干擾重力加速度分量Ax、Ay、Az,
(4)計算井斜角,所述數據處理單元利用無干擾重力加速度分量Ax、Ay、Az根據算法計
算得到井斜角;
所述n為大于1的正整數;
所述Ax’、Ay’、Az’分別代表帶有高頻振動和沖擊干擾的重力加速度在X、Y、Z軸向的分
量;
所述Ax、Ay、Az分別代表無干擾重力加速度在X、Y、Z軸向的分量;
x1、x2、…xn代表不同方向上的X軸;
y1、y2、…yn代表與x1、x2、…xn對應的Y軸。
8.如權利要求7所述近鉆頭動態井斜測量方法,其特征在于,所述數據處理單元包括
ADC模數轉換器、現場可編門陣列、處理器和存儲器;所述Ax、Ay、Az經所述ADC模數轉換器轉
換成所述存儲器可接收模式;利用現場可編門陣列控制采集時序進行數據采集;所述現場
可編門陣列控制數據采集時序同時將采集的數據進行數字濾波后傳至所述處理器;所述處
理器將接收的數據存儲到存儲器并根據算法計算井斜參數。
9.如權利要求7或8所述近鉆頭動態井斜測量方法,其特征在于,所述算法為
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;所述
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為井斜角。