一种三分量井中磁力仪测量值校正系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三分量井中磁力仪测量值校正系统，该系统包括三分量井中磁力仪、校正装置和控制处理装置；校正装置包括：用于带动三分量井中磁力仪在三维上进行旋转的三轴无磁转台、用于容置并固定三分量井中磁力仪的无磁保温瓶、对三分量井中磁力仪进行加热的加热件、对三分量井中磁力仪的温度进行测量的测温件；控制处理装置包括测量值校正模块；测量值校正模块与三分量井中磁力仪和测温件通信连接，并根据获取到的三分量井中磁力仪的不同温度、三分量磁通门传感器和三分量重力加速度计的输出值来建立校正模型，令温度校正、传感器误差校正和坐标系转换误差校正可同时完成，提高了校正的工作效率和校正准确性。提高了校正的工作效率和校正准确性。提高了校正的工作效率和校正准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种三分量井中磁力仪测量值校正系统


[0001]本专利技术涉及地下与井中地球物理勘探
，尤其涉及一种三分量井中磁力仪测量值校正系统。

技术介绍

[0002]井中三分量磁力仪是地下与井中地球物理勘探中经常使用的一种磁测仪器，它利用其3个两两正交测磁轴，从3个方向测量沿井轴深度变化的矿磁场异常分布，从而得知纵向矿体的分布情况。在原则上井中三分量磁力仪仅对单井就可对矿体进行定位，因此近年来受到很多研究者的关注。
[0003]目前井中三分量磁力仪主要采用三分量磁通门传感器和三分量重力加速度计共同组成测量单元进行磁测。由于三分量磁力仪的三分量磁通门传感器和三分量加速度传感器的两个测量轴不能做到完全正交、每个轴的比例系数、零点误差也都不完全一致，导致三轴磁通门传感器和加速度计在旋转的过程中会产生转向误差。在下井测量过程中，温度会随着下井深度的增加而相应增加，导致三分量磁通门和三分量加速度计工作于不同温度，而且三分量磁通门和三分量加速度计的比例系数和零偏随温度变化呈现非线性变化，进而影响磁力仪测量的精度。实际测量时，钻井过程中由于各部分岩层硬度不同，导致测井有井斜，就需要将磁测值从轴向坐标系转换至大地坐标系。由于三分量磁传感器坐标系和三分量加速度计坐标系无法完全重合，磁测量值由磁传感器坐标系转换至大地坐标系后，就会出现坐标系转换误差。这些误差严重影响了三分量井中磁力仪的磁测量精度，需要对其进行温度校正和坐标系转换误差修正，且三分量井中磁力仪体积较大(φ50
×
1546mm)。
[0004]目前三分量井中磁力仪的校正通常采用下井校正和分离校正两种方法。下井校正需要下井实际测量数据，成本较高，且该方法易受地质体的磁性环境影响，有可能出现测量数据不准确而不能校正的情况。分离校正是分别进行温度校正、传感器误差校正和坐标系转换误差修正，分别校正不仅校正效率低，而且有可能影响校正的准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种三分量井中磁力仪测量值校正系统。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种三分量井中磁力仪测量值校正系统，该系统包括校正装置和控制处理装置；
[0007]所述校正装置包括：用于带动三分量井中磁力仪在三维上进行旋转的三轴无磁转台、用于容置并固定三分量井中磁力仪的无磁保温瓶、对三分量井中磁力仪进行加热的加热件、对三分量井中磁力仪的温度进行测量的测温件；所述三分量井中磁力仪包括磁通门传感器和三分量重力加速度计；
[0008]无磁保温瓶可拆卸连接于所述三轴无磁转台上；加热件设于所述无磁保温瓶内部；测温件设于所述三分量井中磁力仪上；
[0009]控制处理装置包括测量值校正模块；所述测量值校正模块与所述三分量井中磁力仪和所述测温件通信连接，并根据获取到的所述三分量井中磁力仪的不同温度、所述三分量磁通门传感器和三分量重力加速度计的输出值来建立校正模型。
[0010]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述三轴无磁转台包括底座、设于所述底座上的航向码盘、设于所述航向码盘上的固定支架、穿过所述固定支架的俯仰轴、与所述俯仰轴一端连接的俯仰码盘、可在所述俯仰轴上横向移动并连接横滚轴的横滚连接件、与所述横滚轴一端连接的横滚码盘；
[0011]所述横滚轴上安装有用于固定所述保温瓶的保温瓶固定件。
[0012]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述无磁保温瓶包括设有开口的瓶体、设于所述瓶体内部空腹的用于固定所述三分量井中磁力仪的磁力仪固定件、用于盖合所述开口的瓶盖、设于所述瓶盖上的用于连接所述三分量井中磁力仪和外部处理装置的隔热连接件、以及开设于所述瓶体或所述瓶盖上的控温进口和控温出口。
[0013]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述加热件贴合包裹所述三分量井中磁力仪；所述测温件设于所述加热件与所述三分量井中磁力仪之间，并与二者相互紧贴。
[0014]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述测量值校正模块包括：
[0015]温度校正模块，用于分别根据所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计的X轴、Y轴、Z轴在不同温度下的比例系数和零偏，采用多阶多项式进行拟合，得到X轴、Y轴、Z轴的比例系数和零偏随温度变化的温度校正模型；
[0016]传感器误差校正模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值与所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差、零偏误差情况下的输出值、转化矩阵、以及X、Y、Z三轴的零偏之间的误差校正模型，并根据所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值和所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差、零偏误差情况下的输出值，计算获得所述转化矩阵以及所述X、Y、Z三轴的零偏，得到传感器误差校正模型；
[0017]坐标系转换误差修正模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在坐标系转换误差修正后的输出值与坐标修正系数、经所述温度校正模型和所述传感器误差校正模型后的所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值之间的坐标系转换误差修正模型，并根据经所述温度校正模型和所述传感器误差校正模型后的所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值之间的比例恒定关系，计算获得坐标修正系数，得到最终的坐标系转换误差修正模型。
[0018]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述传感器误差校正模块包括：
[0019]非正交误差模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差情况下的输出值与非正交角、以及所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值之间的非正交误差模型；
[0020]比例系数误差模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差情况下的输出值与比例系数、以及所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差情况下的输出值之间的比例系数误差模型；
[0021]零偏误差模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差、零偏误差情况下的输出值与零偏、以及所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差情况下的输出值之间的零偏误差模型；
[0022]建立模块，用于根据所述非正交误差模型、比例系数误差模型和所述零偏误差模型，进行转换处理，得到所述传感器误差校正模型。
[0023]优选地，在本专利技术所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统中，所述控制处理装置还包括：
[0024]温度测控模块，用于控制所述加热件(3)加热、以及检测所述测温件(4)的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三分量井中磁力仪测量值校正系统，其特征在于，该系统包括校正装置和控制处理装置；所述校正装置包括：用于带动三分量井中磁力仪在三维上进行旋转的三轴无磁转台(1)、用于容置并固定三分量井中磁力仪的无磁保温瓶(2)、对三分量井中磁力仪进行加热的加热件(3)、对三分量井中磁力仪的温度进行测量的测温件(4)；所述三分量井中磁力仪包括磁通门传感器和三分量重力加速度计；无磁保温瓶(2)可拆卸连接于所述三轴无磁转台(1)上；加热件(3)设于所述无磁保温瓶(2)内部；测温件(4)设于所述三分量井中磁力仪上；控制处理装置包括测量值校正模块；所述测量值校正模块与所述三分量井中磁力仪和所述测温件(4)通信连接，并根据获取到的所述三分量井中磁力仪的不同温度、所述三分量磁通门传感器和三分量重力加速度计的输出值来建立校正模型。2.根据权利要求1所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统，其特征在于，所述三轴无磁转台(1)包括底座(11)、设于所述底座(11)上的航向码盘(12)、设于所述航向码盘(12)上的固定支架(13)、穿过所述固定支架(13)的俯仰轴(14)、与所述俯仰轴(14)一端连接的俯仰码盘(15)、可在所述俯仰轴(14)上横向移动并连接横滚轴(16)的横滚连接件、与所述横滚轴(16)一端连接的横滚码盘(17)；所述横滚轴(16)上安装有用于固定所述保温瓶的保温瓶固定件。3.根据权利要求1所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统，其特征在于，所述无磁保温瓶(2)包括设有开口的瓶体(21)、设于所述瓶体(21)内部空腹的用于固定所述三分量井中磁力仪的磁力仪固定件、用于盖合所述开口的瓶盖(22)、设于所述瓶盖(22)上的用于连接所述三分量井中磁力仪和外部处理装置的隔热连接件(23)、以及开设于所述瓶体(21)或所述瓶盖(22)上的控温进口(24)和控温出口(25)。4.根据权利要求1所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统，其特征在于，所述加热件(3)贴合包裹所述三分量井中磁力仪；所述测温件(4)设于所述加热件(3)与所述三分量井中磁力仪之间，并与二者相互紧贴。5.根据权利要求1所述的三分量井中磁力仪测量值校正系统，其特征在于，所述测量值校正模块包括：温度校正模块，用于分别根据所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计的X轴、Y轴、Z轴在不同温度下的比例系数和零偏，采用多阶多项式进行拟合，得到X轴、Y轴、Z轴的比例系数和零偏随温度变化的温度校正模型；传感器误差校正模块，用于建立所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值与所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在非正交误差、比例系数误差、零偏误差情况下的输出值、转化矩阵、以及X、Y、Z三轴的零偏之间的误差校正模型，并根据所述三分量磁通门传感器和所述三分量重力加速度计在三轴正交理想坐标系下的输出值...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，袁春梅，李志鹏，李源，刘家明，刘思念，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：