[发明专利]使用空间变换进行的多井下传感器数字对齐

说明书

本发明公开了井筒传感器系统和相关方法。一种井筒传感器系统包括第一传感器节点和第二传感器节点。所述第一传感器节点在第一位置处可操作地联接到钻柱。所述第二传感器节点在第二位置处可操作地联接到所述钻柱。一种方法包括：相对于第一空间参考系从所述第一传感器节点获取第一传感器读数，并且相对于第二空间参考系从所述第二传感器节点获取第二传感器读数；以及使用所述第一传感器读数和所述第二传感器读数来估计数学变换的参数，所述数学变换被配置成将所述第二传感器读数变换到所述第一空间参考系中。所述方法还包括利用所估计的数学变换将所述第二传感器读数变换到所述第一空间参考系中。

优先权要求

本申请要求2015年10月30日申请的标题为“Multiple Downhole Sensor DigitalAlignment Using Spatial Transforms”的美国专利申请序列号14/928,722的申请日的权益。

技术领域

本公开的实施方案大体上涉及井筒传感器系统，并且更特定地涉及包括多个传感器节点的井筒传感器系统。

背景技术

本领域中已知传感器在井筒中的使用。钻井时用于井筒的传感器的一个示例是由德克萨斯州的休斯顿的Baker Hughes Incorporated商业提供的MULTISENSE^TM动态映射系统。MULTISENSE^TM动态映射系统记录长达200小时的动态事件测量，包括扭转、轴向和横向振动以及每分钟转数(RPM)，以及井下钻压(WOB)和扭矩钻压测量。

使用传感器，诸如随钻MULTISENSE^TM动态映射系统可以提高钻井效率并缩短非生产时间(NPT)并且具有其他有益效果。然而，需要进一步提高钻井效率并缩短NPT。

发明内容

本文在一些实施方案中公开了一种井筒传感器系统，其包括可操作地联接到被配置成钻穿地层的钻井元件的钻柱，以及多个传感器节点。所述多个传感器节点至少包括第一传感器节点和第二传感器节点。第一传感器节点在第一位置处可操作地联接到钻柱并且包括一个或多个第一传感器，所述第一传感器包括第一空间传感器。第二传感器节点在第二位置处可操作地联接到钻柱，所述第二位置沿着钻柱的长度偏离第一位置。第二传感器节点包括一个或多个第二传感器，所述第二传感器包括第二空间传感器。井筒传感器系统还包括井筒通信系统，所述井筒通信系统可操作地联接到多个传感器节点中的每一个，并被配置成使得多个传感器节点能够通过井筒通信系统传输传感器数据。井筒传感器系统还包括一个或多个控制电路，所述控制电路可操作地联接到井筒通信系统，并被配置成从第一传感器节点和第二传感器节点接收传感器数据。所述一个或多个控制电路各自包括可操作地联接到数据存储装置的处理器。数据存储装置包括存储在其上的计算机可读指令。处理器被配置成执行存储在数据存储装置上的计算机可读指令。计算机可读指令被配置成指示处理器使用来自第一空间传感器和第二空间传感器的传感器数据来估计数学变换的参数，所述数学变换被配置成将来自第二传感器节点的第二空间参考系中的第二传感器节点的传感器读数变换到第一传感器节点的第一空间参考系中。计算机可读指令还被配置成指示处理器使用所估计的数学变换将来自第二传感器节点的传感器读数变换到第一空间参考系中。

本文在一些实施方案中公开了一种将井筒传感器数据变换到共同的空间参考系中的方法。所述方法包括利用在第一位置处可操作地联接到钻柱的第一传感器节点获取第一传感器读数，所述第一传感器读数相对于第一传感器节点的第一空间参考系获取；所述方法还可以包括利用在第二位置处可操作地联接到钻柱的第二传感器节点获取第二传感器读数，所述第二位置沿着钻柱的长度偏离第一位置。第二传感器读数相对于第二传感器节点的第二空间参考系获取。所述方法还包括利用处理器执行存储在数据存储装置上的计算机可读指令。计算机可读指令被配置成指示处理元件使用第一传感器读数和第二传感器读数来估计数学变换的参数，所述数学变换被配置成将第二传感器读数变换到第一空间参考系中，并且用所估计的数学变换将第二传感器读数变换到第一空间参考系中。