[发明专利]借助于外部导航系统的井孔勘测陀螺仪器和惯性仪器的方位初始化和校准

权利要求书

1.一种用于井孔勘测的陀螺和/或惯性仪器的方位初始化的系统，所述系统包括：

刚性参考结构，所述陀螺和/或惯性仪器刚性地可连接到所述刚性参考结构；

外部导航系统，其用于提供随时间而变的方位测量结果，并且其中所述刚性参考结构提供所述外部导航系统与所述陀螺和/或惯性仪器之间的刚性定向；

处理器，其可操作成使随时间而变的所述方位测量结果和所述陀螺和/或惯性仪器的随时间而变的定向同步。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述外部导航系统是独立的惯性导航系统。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述外部导航系统是无线电导航系统。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中所述外部导航系统是卫星导航系统，例如GPS、GLONASS或Galileo。

5.根据权利要求3或4所述的系统，还包括：

至少两根天线，其用于接收来自所述无线电导航系统的信号，其中所述天线附接到所述刚性参考结构；

接收器，其可操作成执行由所述至少两根天线接收的至少一个信号的载波相位的同步测量，提供所述至少两根天线的随时间而变的方位。

6.根据权利要求5所述的系统，还包括另一惯性系统，其用于提供磁倾角，实现为所述至少两根天线及时固定3D坐标系的定向。

7.根据权利要求5所述的系统，还包括：

至少三根天线，其能够为所述至少三根天线及时固定3D坐标系的定向。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括仪器平台，所述仪器平台连接到所述陀螺或惯性仪器能够被刚性地安装到其上的所述刚性参考结构。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述仪器平台被布置用于提供水平面。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述仪器平台被布置用于提供竖直面。

11.根据权利要求1-10中的一项所述的系统，其中所述陀螺和/或惯性仪器包括陀螺传感器和/或惯性传感器，所述陀螺传感器和/或惯性传感器选自包括以下的组：旋转质量陀螺仪、光纤陀螺仪、环状激光陀螺仪、振动结构陀螺仪/科里奥利振动陀螺仪；捷联式和带有万向接头的构型。

12.根据权利要求1-11中的一项所述的系统，其中所述井孔勘测是静止或连续的陀螺仪勘测。

13.根据权利要求1-12中的一项所述的系统，其中所述陀螺和/或惯性仪器可应用于MWD勘测和钻探后勘测两者。

14.根据权利要求1-13中的一项所述的系统，其中所述陀螺和/或惯性仪器使用于包括固定振荡、平移振荡、旋转振荡、振动振荡和共振振荡的任何运动模式中。

15.根据权利要求1-14中的一项所述的系统，其中所述系统可应用于岸上和/或离岸使用的陀螺和/或惯性仪器。

16.根据权利要求1-14中的一项所述的系统，其中所述系统可应用于浮动装置和固定装置两者上。

17.用于井孔勘测的陀螺和/或惯性仪器，包括根据权利要求1-16中的一项所述的用于方位初始化的系统。

18.用于井孔勘测的陀螺和/或惯性仪器的方位初始化的方法，包括：

通过提供随时间而变的方位测量结果的外部导航系统，在所述陀螺和/或惯性仪器的方位初始化期间记录随时间而变的定向和定向变化；

通过所述陀螺和/或惯性仪器的惯性记录系统，在方位初始化期间，记录所述陀螺和/或惯性仪器的随时间而变的定向和移动；以及

使由所述外部导航系统提供的随时间而变的所述方位测量结果与由所述陀螺和/或惯性仪器的所述惯性记录系统提供的所述定向和移动同步。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

接收来自所述无线电导航系统的至少两根天线的信号，并且

执行由所述至少两根天线接收的至少一个信号的载波相位的同步测量，提供所述至少两根天线的随时间而变的方位。

20.根据权利要求19所述的方法，包括另一惯性系统，其用于提供磁倾角，实现为所述至少两根天线及时固定3D坐标系的定向。