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龙图腾网获悉深地科学与工程云龙湖实验室;中国矿业大学申请的专利一种基于加速度传感的定向钻进聚类轨迹修正方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120026894B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510098551.4，技术领域涉及：E21B44/00；该发明授权一种基于加速度传感的定向钻进聚类轨迹修正方法是由张德伟;王勃;杨彩;杨海平;李韵晨;高振耀;谢刘俊;徐晓阳;王乃川设计研发完成，并于2025-01-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于加速度传感的定向钻进聚类轨迹修正方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于加速度传感的定向钻进聚类轨迹修正方法，先通过加速度传感器获取钻进过程中每一测量点的加速度信号数据；然后采用变分模态分解方式对信号数据进行去噪处理，获得去噪后的加速度信号数据；接着对加速度信号数据计算得到钻进过程中经过各个测量点时钻孔的方位角、钻孔的倾角以及钻进深度；利用上述得到的数据实时生成实际质心矢量位置，并利用K‑means优化算法将实际质心矢量位置与预设轨迹的初始质心矢量位置进行比对分析，从而调整钻进过程中钻头的方向，实现对钻进过程中轨迹的修正。通过上述方式，本发明能实时监测钻进轨迹并对钻进方向进行及时调整，从而保证钻进过程符合预设轨迹，满足后续向钻孔内布设其他设备的需求。

本发明授权一种基于加速度传感的定向钻进聚类轨迹修正方法在权利要求书中公布了：1.一种基于加速度传感器的定向钻进聚类轨迹修正方法，其特征在于，具体步骤为： 步骤一、将加速度传感器装在靠近钻头的钻杆内，预先设定所需钻进的轨迹，并在不同的钻进深度设定多个测量点，完成后利用钻头按照设定的轨迹开始钻进，每达到一个钻进深度的测量点则通过加速度传感器获取一次加速度信号数据； 步骤二、对步骤一获取的加速度信号数据先通过自相关函数分析采集的信号数据中是否含有噪声，若判断存在噪声则采用变分模态分解的方式对信号数据进行去噪处理，获得去噪后的加速度信号数据；若不存在，则直接进入步骤三； 步骤三、利用步骤二得到的加速度信号数据，经过计算后得到钻进过程中经过各个测量点时的钻孔的方位角、钻孔的倾角以及钻进深度； 步骤四、根据步骤三获得的数据实时生成实际质心矢量位置，并利用K-means优化算法将实际质心矢量位置与预设轨迹的初始质心矢量位置进行比对分析，具体过程为： 设定欧氏距离权重的公式如下： ； 采用K-means优化算法建立聚类区域的质心向量，具体为： 1、随机初始化公式采用如下方式描述： ； 其中：X i表示ith候选解，lb和ub分别表示搜索空间的下界和上界；rand为均匀分布在[0,1]范围内的随机数；N表示解决方案的数量； 2、质心矢量位置的更新过程： K-means优化算法使用线性种群大小缩减方式，随着迭代次数的增加，数据中的总体大小将以线性函数减小； ； 其中t是当前迭代，Tmax是迭代的最大次数；因此，第一次迭代时t=1的总体规模为N，最后一次迭代时t=Tmax的总体规模为4； 3、优化策略： 为了使K-means优化算法的搜索空间多样化，除了每次迭代利用三个质心向量位置外，K-means优化算法还增加了一个新的搜索区域，称为平均质心向量位置，如下式所示： ； 通过平均质心向量位置能更准确的获得钻进过程中实际质心矢量位置和预设轨迹中初始质心矢量位置相互之间的欧式距离，根据下述公式确定初始质心位置为α，平均质心向量位置为β，若钻头钻进过程中沿着预设轨迹钻进，则dα,β趋近于0；若dα,β随钻进时刻持续变大，则说明钻进方向发生轨迹偏移，此时对钻头的钻进方向进行调整，直至使dα,β趋近于0，从而保持后续钻进轨迹符合预设轨迹，实现对钻进过程中轨迹的修正，具体公式： ； 上式中dα,β为任一钻进时刻α与任一钻进时刻β的欧式距离，xα、yα、zα分别为α事件的x、y和z坐标，xβ、yβ、zβ分别为β事件的x、y和z坐标。

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