[发明专利]一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法

摘要

本发明公开了一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，该模拟方法包括确定步骤，确定磁短节和目标探管的相关参数；第一计算步骤，基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；第二计算步骤，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号。本发明方法通过设置参数，全方位，高精度的实现椭圆极化条件下的交变磁场信号生成，为评价和验证磁性导向钻井技术的导向定位精度提供高质量的交变磁场信号源，大幅度降低试验成本，提高试验效率，有效评价和验证磁性导向钻井的导向定位精度。

主权项

一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法，包括：确定步骤，确定磁短节和目标探管的相关参数；第一计算步骤，基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；第二计算步骤，根据在各个采样时间点得到的相对位置，计算所述磁短节旋转形成的椭圆极化磁场在所述目标探管的磁场信号，其中，所述磁场信号是在设定所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系，均与地理坐标系一致的条件下获得的，若所述磁短节的坐标系和所述目标探管的坐标系与地理坐标系不一致，则该模拟方法还包括：转换步骤，根据磁短节坐标系、目标探管坐标系和地理坐标系相互各自之间的关系，将所述磁场信号转换为三轴交变磁场信号；所述相关参数包括：所述磁短节的起点坐标、终点坐标、磁矩、旋转速度、钻进速度、初始相位、井斜角和方位角；所述目标探管的位置坐标、井斜角、方位角和工具面角；所要产生模拟信号的采样频率；在基于所述相关参数来计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置的步骤中，进一步包括以下步骤：根据所述磁短节的起点坐标、终点坐标、旋转速度、钻井速度和所要产生模拟信号的采样频率，得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标；基于所述目标探管的位置坐标和各个采样时间点的所述磁短节的坐标，计算得到各个采样时间点的所述磁短节和所述目标探管的相对位置；利用以下表达式来得到各个采样时间点的所述磁短节的坐标Pi(Xi,Yi,Zi)：Xi=X0+(XN-X0)iT·FsYi=Y0+(YN-Y0)iT·FsZi=Z0+(ZN-Z0)iT·Fs]]>其中，P0(X0,Y0,Z0)表示所述磁短节起点坐标，PN(XN,YN,ZN)表示所述终点坐标，i表示任意采样时间点i＝0,1,2,...,T·Fs，T＝L/υ表示从起点坐标到终点坐标的所需总时间，表示从起点坐标到终点坐标的总距离，υ表示钻进速度，Fs表示所要产生模拟信号的采样频率。