[发明专利]一种钻孔形态测量装置及方法

权利要求书

1.一种钻孔形态测量装置的测量方法，所述测量装置包括壳体，壳体内设置加速度仪和陀螺指北仪，所述壳体外周设置多组杆组，每一杆组包括上下并排设置的两支撑杆，所述支撑杆一端与壳体外壁转动连接，支撑杆另一端悬置并与滑轮连接，支撑杆可绕与壳体外壁连接处转动以调整整个装置的尺寸，进而便于进入钻孔和支撑于孔壁；

其特征是，所述的测量方法包括以下步骤：

利用加速度仪读取倾角，利用陀螺指北仪读取倾斜面法向水平投影与正北方向的夹角；

获取钻井内间隔一定距离的倾角，以h米为例，以东西南北为基本轴建立坐标系，计算所述倾角在南北方向所确定的垂直平面上的投影和东西方向所确定的垂直平面上的投影；

以南北方向所确定的垂直平面上的倾角为例，已知一系列倾角的角度，将其赋值给a₀，a₁，a₂，……a_n，利用公式y_i＝tan(a_i)求出每间隔h米处孔内走势投影的导数值；

利用n个节点的拉格朗日插值法：

设井内最深处为x₀＝0,已知各数据间隔为h米,则x₁＝h，x₂＝2h……将刚才所得y_i赋值给上述公式的f(x_i),计算出每间隔h米处孔内走势投影的导数方程为：

并利用积分方法，结合地面上井口的空间坐标作为边界条件，得出每间隔h米处孔内走势投影的方程为：

P(x)＝∫L(x)；

为避免龙格现象的产生，采用10h为一计算段进行分段插值；

将南北方向和东西方向两个投影方程合并，得到每间隔h米处孔内各点的空间位置。

2.如权利要求1所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，每一所述杆组的上下支撑杆平行设置，且两支撑杆之间通过固定杆连接。

3.如权利要求1或2所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，每一所述杆组中上方的支撑杆与壳体外壁之间设置弹簧，弹簧与支撑杆、壳体外壁均固定连接。

4.如权利要求3所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，所述弹簧与壳体外壁的连接位置位于杆组的上下支撑杆之间。

5.如权利要求1所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，多组所述杆组在壳体外周周向均匀布设。

6.如权利要求1所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，所述支撑杆的悬置端设有倾斜向下的弯折，滑轮连接于弯折处。

7.如权利要求1所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，所述加速度仪和陀螺指北仪与导线连接，导线由壳体顶部向上延伸并与读测仪连接。

8.如权利要求7所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，所述导线设有尺寸标注线；所述壳体顶部设有通孔供导线穿过，通孔内设置胶皮塞。

9.如权利要求1所述的钻孔形态测量装置的测量方法，其特征是，所述壳体外顶部连接有辅助牵引绳，辅助牵引绳捆绑在多组杆组的上方支撑杆外侧以缩小整个装置的尺寸。