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龙图腾网获悉西安石油大学;陕西智钻新能科技有限公司申请的专利一种钻具探管自动化标定设备及使用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：CN116256013B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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：202310222818.7，技术领域涉及：G01D18/00；该发明授权一种钻具探管自动化标定设备及使用方法是由张楠;李飞设计研发完成，并于2023-03-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种钻具探管自动化标定设备及使用方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种钻具探管自动化标定设备及使用方法，属于石油工程旋转导向钻井技术领域，用于探管的自动化标定及测试验证。克服传感器非正交误差以及实际作业温度对测量精度的影响，采用该方法可以快速对钻具方向探管进行标定，消除由于传感器非正交性引起的机械安装误差的同时，将温度补偿加入标定过程中，从而解决了仅在传统室温下标定而忽略井下高温影响的弊端，提高了钻具方向探管标定准确性与效率，使标定过程标准化流程化。同时本系统中的自动旋转加热装置还可配合下位机，对标定完成的探管快速进行准确性验证，加快了整体标定过程的迭代。

本发明授权一种钻具探管自动化标定设备及使用方法在权利要求书中公布了：1.一种钻具探管自动化标定设备的使用方法，其特征在于，所述钻具探管自动化标定设备包括标定机构和测试验证机构，所述标定机构包括上位机和数采仪，所述测试验证机构包括供电电源、下位机、自动旋转加热装置，其中供电电源与所述上位机、数采仪、下位机和自动旋转加热装置电连接，上位机与数采仪、自动旋转加热装置电连接； 所述自动旋转加热装置包括设置在底座上的第一旋转机构、设置第一旋转机构上的U型支架、设置在U型支架上的第二旋转机构，所述第二旋转机构上设置有安装座，所述安装座上相对设置有两个连接板，所述两个连接板上分别设置有工具面角旋转电机和导电滑环，所述工具面角旋转电机与导电滑环之间设置有钻井方向探管并连接，所述钻井方向探管上设置有加热套筒，所述钻井方向探管内设置有加速度计和三轴磁通门，所述加速度计、三轴磁通门和加热套筒分别与所述导电滑环电连接，所述工具面角旋转电机、导电滑环、第一旋转机构、第二旋转机构分别与所述数采仪、下位机、上位机和供电电源电连接； 包括如下步骤： 步骤一：搭建钻具方向探管自动化标定设备； 步骤二：构建钻具方向探管机械安装误差标定与温度补偿数学模型； 步骤三：计算数学模型中的各校正参数，其中包括机械位置误差校正与温度拟合补偿参数，最终将这些参数写入下位机中完成对探管的标定； 步骤四：利用自动旋转加热装置与下位机对完成标定的探管进行包括静态、动态与温度的快速测试与验证； 所述数学模型包括： 对于加速度计： 对于磁通门： 其中，Gx~Gz、HX~HZ分别代表加速度计与磁通门经过机械校正与温度补偿后的值，gX~gZ、hX~hZ是加速度计与磁通门测量值的原始信号，GCMT、HCMT是与实际钻井作业温度T有关的机械误差校正与温度补偿矩阵，GBT、HBT是与实际钻井作业温度T有关的零点偏置矩阵； 基于步骤二中的数学模型，对其中的参数进行计算；其中的各参数计算流程为：根据当地磁倾角决定校正序列的起始位置，并根据起始位置确定校正点位置，并利用这些校正点下的原始采样数据计算传感器各轴在不同温度下的零点偏置以及机械安装误差校正矩阵；进行传感器温度建模，自动旋转加热装置直接对方向探管加热，加热温度最高达150℃，可充分模拟探管在井下承受的环境温度，利用上位机控制自动旋转加热装置的加热套筒对钻井方向探管加热至不同温度，并利用自动旋转加热装置将每支传感器分别转至在沿重力竖直方向向上或向下两个位置获取输出信号，并求取不同加热温度下的传感器标度因子与零点偏置；将不同温度下求取的标度因子与零点偏置以及机械误差校正矩阵中的各元素与T-25摄氏度分别进行最小二乘法拟合，即求取一个n次多项式，根据本模型，拟合阶数为三阶，拟合后得到的多项式系数组合即为最终模型中需要的各阶参数GCM0~GCM3、HCM0~HCM3、GB0~GB3、HB0~HB3，并写入下位机中； 所述静态、动态与温度的快速测试与验证包括不同加热温度下解算的钻具姿态工具面角、井斜角与方位角准确性的验证； 静态测试验证利用上位机控制自动旋转加热装置的旋转电机，将钻井方向探管旋转至工具面角、井斜角、方位角不同的姿态角度下，传感器原始信号经下位机采集后写入的标定系数进行计算，得出经过校正的井斜角、工具面角与方位角，与利用测试装置的刻度盘读取实际旋转角度进行对比，快速验证标定的准确性； 动态测试验证是利用上位机控制工具面角旋转电机带动钻具方向探管沿轴向旋转，其转速在0~500rpm可调，此时可验证在旋转状态下的井斜角方位角经标定后的解算准确性； 温度测试利用自动旋转加热装置对探管进行加热，加热温度最高达150℃。

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