專利名稱：：一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌道引導定位方法
技術領域：
：本發明涉及一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌跡引導定位方法，屬于高精度導向鉆井
技術領域：
。
背景技術：
：在石油和地礦行業，鉆井、測井工程是開采必不可少的關鍵環節之一。復雜結構井包括水平井、大位移井、多分支井、連通井和原井再鉆等，對油氣礦藏實行高效的立體式開發發揮著重要作用。幾何導向鉆井是現代導向鉆井技術中非常重要的組成部分，仍是目前測井、鉆井中采用的主要方法。幾何導向是指在開發成熟油田的鉆井地質情況完全清楚、幾乎不存在地質不確定性問題時，按設計的三維井眼軌跡空間幾何位置進行導向與控制，具有較高的控制精度。而復雜結構井投入成本大，定位精度高，給測井鉆井技術提出了更高的要求。如定向井、連通井要求中靶精度高，甚至達到1米以內；稠油熱采成對平行井要求兩口平行井走向一致，且保持一定的間距，如間距10米。以往的幾何導向技術，如早期普遍認可的電子單多點測量、捷聯慣導，連續測斜儀等傳統導向技術不能完全滿足需求。原因之一是傳統導向技術沒有考慮到復雜結構井中待鉆井眼與目標靶點或參考井眼之間的內在關系，僅以大地參考系為依據，各自獨立測量，屬于開環控制。
發明內容本發明的目的是為了解決現有導向技術定位精度不足的問題，提出一種基于有源交變磁場信息的高精度鉆井軌跡引導定位方法。本發明通過在近鉆頭端激發人工交變磁場，在目標靶點測量該交變磁場信息，由所測交變磁場信號得到目標靶點處被橢圓極化磁場的特征信號，由該特征信號解算表征近鉆頭與目標靶點之間相對位置關系的參數，該參數包括相對傾斜角，相對方位角以及相對距離。利用以上參數由目標靶點引導鉆頭向目標靶點精確鉆進。本發明公開了一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌道引導定位方法，包括以下幾個步驟步驟一通過近鉆頭處的磁場信號獲取同相參考分量I和正交參考分量Q；步驟二獲取目標靶點處橢圓極化磁場的特征信號Hltj；步驟三獲取鉆頭與目標靶點間的相對方位；步驟四獲取鉆頭與目標靶點間的相對距離；步驟五通過鉆頭與目標靶點間的相對方位和相對距離，控制鉆頭向目標靶點精確鉆進；本發明的優點在于(1)突破了傳統幾何導向技術中近鉆頭坐標和目標靶點坐標分別獨立測量的方法，由低頻交變磁場將近鉆頭和目標靶點直接聯系起來，直接測量鉆頭和目標靶點的相對位置關系，避免了傳統幾何導向技術中的誤差積累，從目標靶點端引導鉆頭鉆進，為閉環控制鉆頭向目標靶點精確鉆進提供了可行方案；(2)本發明利用希爾伯特變換產生參考信號，并用于交變磁場信號的解調，得到了目標靶點處被橢圓極化磁場的特征信號，解決了鉆進過程中非均勻旋轉引起的非周期交變磁信號的特征信號提取問題；(3)本發明利用目標靶點處的橢圓極化磁場的特征信號解決了鉆頭與目標靶點間的相對傾斜角的計算問題，利用查表插值法解決了由目標靶點的特征方位角求解鉆頭與目標靶間的相對方位角的問題，本發明利用目標靶點處橢圓極化磁場的短軸解決了鉆頭與目標靶點間相對距離的解算問題，從而利用近鉆頭交變磁場信息得到鉆頭與目標靶點之間的相對方位和距離信息；(4)本發明可滿足精度較高的導向鉆井需求，如稠油熱采中蒸汽輔助重力泄油所需的成對平行井鉆井，煤層氣開發所需的水平對接連通井鉆井等復雜結構井的高精度引導定位問題。圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明近鉆頭人工磁極系模塊的結構示意圖；圖3是本發明目標端井下測量單元的結構示意圖；圖4是本發明目標端地面單元的結構示意圖；圖5是本發明目標端傳感器安裝結構示意圖；圖6是本發明目標端井下測量電路框圖；圖7為本發明目標端地面單元的信號傳遞關系圖；圖8是本發明的方法流程圖；圖9是本發明的磁場分布示意圖10是本發明的鉆頭與目標靶點間的相對方位和距離示意圖；圖11是本發明的步驟三中獲取相對方位角θ的流程圖。圖中1-近鉆頭人工磁極模塊2-4-目標端井下測量單元5-7-遠距離傳輸單元8-10-鉆鋌301-司鉆指示控制單元401-減震定位裝置404-微機艙407-馬籠頭410-三軸高靈敏度磁通門413-CPU501-測井車504-打印機目標端模塊目標端地面單元單芯電纜3-源端控制模塊6_絞車9_鉆頭303-隨鉆測量模塊403-電路艙406-磁定位艙409-三軸加速度計412-0Ρ27放大器414-數據采集電路415-通信驅動電路502-計算機503-接口箱505-遠程傳輸接口506-接口箱通信驅動電路302-鉆桿402-傳感器艙405-電源艙408-外殼4Il-RC濾波電路具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。一種交變磁場導向裝置，如圖1所示，該裝置包括近鉆頭人工磁極模塊1、目標端模塊2和源端控制模塊3；近鉆頭人工磁極模塊1發射低頻交變磁場信號，目標端模塊2采集近鉆頭人工磁極模塊1所發射的低頻交變磁場信號，并解算鉆頭與目標靶點間的相對方位和距離，鉆頭與目標靶點間的相對方位和距離信息通過目標端模塊2的遠距離傳輸單元7傳輸至源端控制模塊3的司鉆指示控制單元301，由司鉆指示控制單元301根據所收到的鉆頭9與目標靶點間的相對方位和距離信息調整鉆頭9的鉆進方向，實現控制鉆頭9向目標靶點精確鉆進的目的。所述的近鉆頭人工磁極模塊1，如圖1、如圖2所示，靠近鉆頭9一定距離，如0.3米處，在鉆鋌10的剖面上打六個通孔，在六個通孔中嵌入六組交流線圈，每兩個交流線圈間隔30°，交流線圈內的交流激勵電流相位兩兩相差JI/6，通電線圈保持不動，產生磁場，通過交流電流激勵產生磁場為目標端模塊2的目標端井下測量單元4提供磁信號源。目標端模塊2包括目標端井下測量單元4、目標端地面單元5、絞車6和遠距離傳輸單元7;目標端井下測量單元4如圖3，包括減震定位裝置401、傳感器艙402、電路艙403、微機艙404、電源艙405、磁定位艙406、馬籠頭407和外殼408，目標端井下測量單元4具備常規的幾何測井功能之外，還具有高靈敏度磁探測功能，傳感器艙402、電源艙405與微機艙404構成了目標端井下測量單元4的核心。減震定位裝置401、傳感器艙402、電路艙403、微機艙404、電源艙405、磁定位艙406位于外殼408內，減震定位裝置401由金屬彈簧和金屬導向桿組成，為現有技術，安裝在目標端井下測量單元4的最前端，具有定位和減震作用，與外殼408以機械螺紋連接。傳感器艙402包括一組三軸加速度計409(分別為ApA2和A3)和一組三軸高靈敏度磁通門410(分別為M1J2和M3)，如圖4所示，設傳感器艙402的軸線方向為Z軸，與軸線方向垂直的平面，設定相互正交的X軸、Y軸方向，X軸、Y軸、Z軸兩兩相互正交。三軸加速度計409和三軸高靈敏度磁通門410的三個軸向方向分別在X軸、Y軸、Z軸方向，在加工中通過精密校準，保證三軸加速度計409和三軸高靈敏度磁通門410的各軸方向保持一致。三軸加速度計409測量重力矢量G分別在X軸、Y軸、Z軸上的重力加速度分量Gx、Gy、Gz；三軸高靈敏度磁通門410所測信號包括地磁信號Hde和低頻交變磁信號Ha。，其中地磁信號為地球固有，低頻交變磁信號由近鉆頭人工磁極模塊1產生。三軸高靈敏度磁通門409測量地磁信號Hd。分別在X軸、Y軸、Z軸上地磁信號分量Hd。x、Hdcy,Hdcz,地磁信號分量為直流分量；三軸高靈敏度磁通門410測量低頻交變磁信號Hae分別在X軸、Y軸、Z軸上的低頻交變磁信號分量Ha。x、Ha。y、Ha。z，低頻交變磁信號分量為交流分量。傳感器艙402與電路艙403通過航空多芯電纜連接，將三軸加速度計409所測的重力加速度分量Gx、Gy、Gz，三軸高靈敏度磁通門410所測的地磁信號分量Hd。x、Hd。y、Hd。z和低頻交變磁信號分量Ha。x、Hacy,Hacz傳輸至電路艙403。電路艙403接收并調理傳感器艙402提供的原始信號，如圖5所示，電路艙403接收三軸加速度計409測量的重力矢量三軸的加速度分量Gx，Gy,Gz；接收三軸高靈敏度交流6磁通門410測量的直流分量Hd。x、Hd。y、Hd。z和交流分量Ha。x、Ha。y、Ha。z。電路艙403采用RC濾波電路411將三軸高靈敏度交流磁通門410測量的直流分量與交流分量分離，采用0P27放大器412將加速度分量Gx，Gy,Gz、直流分量Hd。x，Hdcy,Hd。z、交流分量Ha。x，Hacy,Hacz的信號幅度調整到士10伏以內，并通過航空多芯電纜傳輸給微機艙404，供微機艙404進行數據采集。微機艙404包括CPU413、數據采集電路414和通信驅動電路415，完成對來自電路艙403的信號采集、控制及目標端井下測量單元4與目標端地面單元5之間的通訊。數據采集電路414采用具有16位分辨率的多路同步模擬-數字轉換芯片AD7656，如圖5所示，在CPU413的控制下，通過數據采集電路414采集Gx、Gy、Gz、Hdcx,Hdcy,Hdcz,Hacx,Hacy,Hacz.通信驅動電路415將所采集的數據進行曼徹斯特編碼，并通過單芯電纜8上傳至目標端地面單元5。微機艙404與電源艙405通過航空多芯電纜連接。電源艙405為目標端井下測量單元4提供多組電壓。電源艙405通過單芯電纜8從地面獲得的交流電壓轉換為目標端井下測量單元4所需的士5V(2A)、士12V(1A)四組直流電壓。通過航空多芯電纜向傳感器艙402、電路艙403、微機艙404和磁定位艙406供電。磁定位艙406負責測量井深，為目標端井下測量單元4提供深度數據。井深數據通過單芯電纜8傳輸至目標端地面單元5。馬籠頭407為現有技術，其兩端分別連接單芯電纜8和磁定位艙406。單芯電纜8通過馬籠頭407將目標端井下測量單元4和絞車6可靠連接，是目標端井下測量單元4和目標端地面單元5通信的信道，通過調節單芯電纜8的長度實現目標端井下測量單元4的深度調節。目標端地面單元5如圖6所示，包括測井車501、計算機502、接口箱503和打印機504。計算機502、接口箱503和打印機504位于測井車501內。如圖7所示，接口箱503包括遠程傳輸接口505和接口箱通信驅動電路506；接口箱503配置有數傳電臺、網絡、電纜三種不同的遠程傳輸接口505，用于與遠程數據傳輸單元7進行數據傳輸，遠程數據傳輸單元7可不依賴于某一具體方案，只要能夠實現目標端地面單元5與司鉆指示控制單元301之間的遠距離數據傳輸即可。接口箱503通過接口箱通信驅動電路506接收由單芯電纜8輸出的加速度分量Gx、Gy、Gz、地磁信號分量Hd。x、Hdcy,Hdcz和低頻交變磁信號Ha。x、Hacy,Hacz,并將輸入計算機502，計算機502利用近鉆頭人工磁極模塊1產生的旋轉磁場的頻率信號對低頻交變磁信號Ha。x、Ha。y、Ha。z進行相敏解調，得到目標端磁場特征信號Hiq在三個坐標軸上的特征信號HXI、HYI、Hzi和Hxq、Hyq、Hzq，從而得到目標端磁場特征信號Hiq的特征分量，分別為Hiqx、Hiqy*Hiqz。鉆頭9與目標靶點間的相對傾斜角α為HTriYa=tS目標靶點的特征方位角識為距離r為式中，M為磁矩；短軸Hmin為Hiq信號幅度的最小值。計算機502解算得到相對傾斜角α與相對方位角θ，相對距離為r，并形成文件通過打印機504打印。如圖7所示，計算機502解算的鉆頭9相對目標靶點的相對方位和距離信息通過遠距離傳輸單元2傳至司鉆指示控制單元301。源端控制模塊3包括司鉆指示控制單元301、鉆桿302、隨鉆測量模塊303和鉆鋌10，如圖1所示，司鉆指示控制單元301接收經由遠距離傳輸單元2發送的鉆頭9與目標靶點之間的相對方位和距離，司鉆指示控制單元301通過鉆桿302連接鉆鋌10，隨鉆測量模塊303(MWD)測量的近鉆頭在地理坐標系中的絕對位置和目標靶點在地理坐標系中的絕對位置信息，以鉆頭9與目標靶點間的相對方位和距離信息為閉環控制參數，通過司鉆指示控制單元301實時控制鉆頭9向目標靶點精確鉆進。本發明是一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌道引導定位方法，流程如圖8所示，包括以下幾個步驟步驟一通過鉆頭處的磁場信號獲取同相參考分量I和正交參考分量Q；在距離鉆頭一定距離處，設置磁場，如圖9所示，三軸加速度計測量重力矢量G分別在X軸、Y軸、ζ軸上的重力加速度分量Gx、Gy、Gz；三軸高靈敏度磁通門測量地球的地磁信號Hd。和鉆頭處磁場的低頻交變磁信號Ha。，其中地磁信號為地球固有。三軸高靈敏度磁通門測量地磁信號Hd。分別在X軸、Y軸、Z軸上地磁信號分量Hd。x、Hdcy,Hdcz,地磁信號分量為直流分量；三軸高靈敏度磁通門測量低頻交變磁信號Ha。分別在X軸、Y軸、Z軸上的低頻交變磁信號分量Ha。x、Hacy,Hacz,低頻交變磁信號分量為交流分量。獲取鉆頭處的磁場信號，判斷磁場信號是否屬于交變磁信號，如果是交變磁信號，則對Hacz進行希爾伯特變換，構造測量信號正交解調所需的同相參考分量I和正交參考分量Qo希爾伯特變換為Hzh(0=丄l^^dr(1)其中，Hzh(t)是信號Hz(t)的希爾伯特變換信號，式中Hz(t)即為Hara，本發明中正交解調所需的參考信號由Hzh(t)獲得，方法為分別取Hzh(t)的實部Real(Hzh(t))與虛部Image(Hzh(t))，參考信號wt為樹=‘{—(_))(2)IReal(Hzh(0)則同相參考分量I，正交參考分量Q分別為I=cos(wt)(3)Q=sin(wt)步驟二獲取目標靶點處橢圓極化磁場的特征信號Hiq；通過同相參考分量I和正交參考分量Q分別對三軸交變磁信號Ha。x、Ha。y、Ha。z進行⑷正交解調得到同相分量H1=[HIX，Hiy，Hiz]和正交分量Hq=[Hqx,Hqy，Hqz]；其中通過公式(4)對札、Hacy,Ha。z進行正交解調后，得到表征目標端磁場的特征信號同相分量H1和正交分量Hq。則橢圓極化的磁場特征信號Hiq可由公式(5)得出步驟三獲取鉆頭與目標靶點間的相對方位；如圖10所示，鉆頭與目標靶點間的相對傾斜角α、目標靶點的特征方位角識由特征信號Hiq表示為其中Hiqx為特征信號Hiq在X軸的分量；Hiqy為特征信號Hiq在Y軸的分量；Hiqz為特征信號Hiq在Z軸的分量；相對方位角θ與特征方位角識之間存在以下關系其中θ為相對方位角，公式(8)是由相對方位角θ計算特征方位角識的直接公式，由識計算θ時沒有直接公式。當目標靶點的特征方位角識由公式(7)解算后，本發明采用查表插值法實現已知特征方位角識計算鉆頭與目標靶點之間的相對方位角θ，流程如圖11所示1)設定θη為0到90°之間的整數，當θη=0時，隊=0;當θη=90°時，φ=180°,則0彡θη彡90°，0<凡<180°,對任意θη得到相應的代角。建立映射表(《，％)，其中η=0，1，2，…，90。2)如果公式(7)得到的pe孔，查詢映射表(氏,代)，則識與對應的θ即為相對方位3)如果公式(7)得到的則設爐=釣，找出釣所在的區間隊，則K=n(10)其中kn為斜率，則與約對應的相對方位角為(11)步驟四獲取鉆頭與目標靶點間的相對距離；由于目標靶點處的合成磁場被橢圓極化，定義短軸Hmin為Hiq信號幅度的最小值，則短軸Hmin與距離r的關系為(U)其中M為已知磁矩，則鉆頭與目標靶點之間的距離可由公式(12)測得。步驟五通過鉆頭與目標靶點間的相對方位和相對距離，控制鉆頭鉆進。通過鉆頭與目標靶點之間的相對傾斜角、相對方位角和相對距離，確定鉆頭與目標靶點的相對位置信息，引導鉆頭向目標靶點鉆進。權利要求一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌道引導定位方法，其特征在于，包括以下幾個步驟步驟一通過近鉆頭處的磁場信號獲取同相參考分量I和正交參考分量Q；在距離鉆頭一定距離處，設置磁場，三軸加速度計測量重力矢量G分別在X軸、Y軸、Z軸上的重力加速度分量Gx、Gy、Gz；三軸高靈敏度磁通門測量地球的地磁信號Hdc和鉆頭處磁場的低頻交變磁信號Hac，其中地磁信號為地球固有；三軸高靈敏度磁通門測量地磁信號Hdc分別在X軸、Y軸、Z軸上地磁信號分量Hdcx、Hdcy、Hdcz，地磁信號分量為直流分量；三軸高靈敏度磁通門測量低頻交變磁信號Hac分別在X軸、Y軸、Z軸上的低頻交變磁信號分量Hacx、Hacy、Hacz，低頻交變磁信號分量為交流分量；獲取鉆頭處的磁場信號，判斷磁場信號是否屬于交變磁信號，如果是交變磁信號，則對Hacz進行希爾伯特變換，構造測量信號正交解調所需的同相參考分量I和正交參考分量Q；希爾伯特變換為<mrow><mi>H</mi><msub><mi>z</mi><mi>h</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>π</mi></mfrac><munderover><mo>∫</mo><mrow><mo>-</mo><mo>∞</mo></mrow><mrow><mo>+</mo><mo>∞</mo></mrow></munderover><mfrac><mrow><mi>Hz</mi><mrow><mo>(</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>t</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></mfrac><mi>dτ</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中，Hzh(t)是信號Hz(t)的希爾伯特變換信號，Hz(t)即為Hacz，正交解調所需的參考信號由Hzh(t)獲得，分別取Hzh(t)的實部Real(Hzh(t))與虛部Image(Hzh(t))，參考信號wt為<mrow><mi>wt</mi><mo>=</mo><msup><mi>tg</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><mi>Image</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Hz</mi><mi>h</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>Real</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Hz</mi><mi>h</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>則同相參考分量I，正交參考分量Q分別為I＝cos(wt)(3)Q＝sin(wt)步驟二獲取目標靶點處橢圓極化磁場的特征信號HIQ；通過同相參考分量I和正交參考分量Q分別對三軸交變磁信號Hacx、Hacy、Hacz進行正交解調得到同相分量HI＝[HIX，HIY，HIZ]和正交分量HQ＝[HQX，HQY，HQZ]；其中<mrow><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>H</mi><mi>Ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>∫</mo><msub><mi>H</mi><mi>j</mi></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>wt</mi><mo>)</mo></mrow><mi>dt</mi><mo>;</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mi>X</mi><mo>,</mo><mi>Y</mi><mo>,</mo><mi>Z</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>H</mi><mi>Qj</mi></msub><mo>=</mo><msub><mrow><mo>∫</mo><mi>H</mi></mrow><mi>j</mi></msub><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mi>wt</mi><mo>)</mo></mrow><mi>dt</mi><mo>;</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mi>X</mi><mo>,</mo><mi>Y</mi><mo>,</mo><mi>Z</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>通過公式(4)對Hacx、Hacy、Hacz進行正交解調后，得到表征目標端磁場特征信號的同相分量HI和正交分量HQ；則橢圓極化的磁場特征信號HIQ可由公式(5)得出HIQ＝HI×HQ(5)步驟三獲取鉆頭與目標靶點間的相對方位；鉆頭與目標靶點間的相對傾斜角α、目標靶點的特征方位角由特征信號HIQ表示為<mrow><mi>α</mi><mo>=</mo><msup><mi>tg</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><msub><mi>H</mi><mi>IQX</mi></msub><msub><mi>H</mi><mi>IQZ</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中HIQX為特征信號HIQ在X軸的分量；HIQY為特征信號HIQ在Y軸的分量；HIQZ為特征信號HIQ在Z軸的分量；鉆頭與目標靶間的相對方位角θ與目標靶點的特征方位角點之間存在以下關系其中θ為鉆頭與目標靶點之間的相對方位角；當目標靶點的特征方位角由公式(7)解算后，采用查表插值法實現已知特征方位角計算鉆頭與目標靶點之間的相對方位角θ，包括以下步驟1)設定θn為0到90°之間的整數，當θn＝0時，當θn＝90°時，則0≤θn≤90°，對任意θn得到相應的θn＝1°，2°，...，89°(9)建立映射表其中n＝0，1，2，...，90；2)如果公式(7)得到的查詢映射表則與對應的θ即為相對方位角；3)如果公式(7)得到的則設找出所在的區間令其中kn為斜率，則與對應的相對方位角θi為步驟四獲取鉆頭與目標靶點間的相對距離；短軸Hmin為HIQ信號幅度的最小值，則短軸Hmin與距離r的關系為<mrow><mi>r</mi><mo>=</mo><mroot><mfrac><mi>M</mi><mrow><mn>4</mn><mi>π</mi><msub><mi>H</mi><mi>min</mi></msub></mrow></mfrac><mn>3</mn></mroot><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>12</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中M為已知磁矩，則鉆頭與目標靶點之間的距離可由公式(12)測得；步驟五通過鉆頭與目標靶點間的相對方位和相對距離，控制鉆頭鉆進；通過鉆頭與目標靶點之間的相對傾斜角、相對方位角和相對距離，確定鉆頭與目標靶點的相對位置信息，引導鉆頭向目標靶點鉆進。FSA00000204017700021.tif,FSA00000204017700023.tif,FSA00000204017700024.tif,FSA00000204017700025.tif,FSA00000204017700026.tif,FSA00000204017700027.tif,FSA00000204017700028.tif,FSA00000204017700029.tif,FSA000002040177000210.tif,FSA000002040177000211.tif,FSA000002040177000212.tif,FSA000002040177000213.tif,FSA000002040177000214.tif,FSA000002040177000215.tif,FSA000002040177000216.tif,FSA000002040177000217.tif,FSA000002040177000218.tif,FSA000002040177000219.tif,FSA000002040177000220.tif,FSA000002040177000221.tif,FSA000002040177000222.tif,FSA000002040177000223.tif全文摘要本發明公開了一種基于有源交變磁場信息的鉆井軌道引導定位方法，包括以下幾個步驟步驟一通過近鉆頭處的磁場信號獲取同相參考分量I和正交參考分量Q；步驟二獲取目標靶點處橢圓極化磁場的特征信號HIQ；步驟三獲取鉆頭與目標靶點間的相對方位；步驟四獲取鉆頭與目標靶點間的相對距離；步驟五通過鉆頭與目標靶點間的相對方位和相對距離，控制鉆頭向目標靶點精確鉆進；本發明突破傳統幾何導向技術中近鉆頭坐標和目標靶點坐標分別獨立測量的方法，由低頻交變磁場將近鉆頭和目標靶點直接聯系起來，直接測量鉆頭和目標靶點的相對位置關系，避免傳統幾何導向技術中的誤差積累，從目標靶點端引導鉆頭鉆進。文檔編號E21B44/00GK101929310SQ20101023490公開日2010年12月29日申請日期2010年7月21日優先權日2010年7月21日發明者史曉鋒,宗艷波,林國鈞申請人:北京航空航天大學