Design and Algorithm Verification of a Gyroscope-Based Inertial Navigation System for Small-Diameter Spaces in Multilateral Horizontal Drilling Applications
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Notice bibliographique
Résumé
In the recent years horizontal drilling (HD) has become increasingly important in oil and gas exploration because it can increase the production per well and can effectively rework old and marginal vertical wells. The key element of successful HD is accurate navigation of the drill bit with advanced measurement-while-drilling (MWD) tools. The size of the MWD tools is not significantly restricted in vertical wells because there is enough space for their installation in traditional well drilling, but the diameter of devices for HD must be restricted to less than 30 mm for some applications, such as lateral drilling from existing horizontal wells. Therefore, it is essential to design miniature devices for lateral HD applications. Additionally, magnetometers in traditional MWD devices are easily susceptible to complex downhole interferences, and gyroscopes have been previously suggested as the best avenue to replace magnetometers for azimuth measurements. The aim of this paper is to propose a miniature gyroscope-based MWD system which is referred to as miniature gyroscope-based while drilling (MGWD) system. A prototype of such MGWD system is proposed. The device consists of a two-axis gyroscope and a three-axis accelerometer. Miniaturization design approaches for MGWD are proposed. In addition, MGWD data collection software is designed to provide real-time data display and navigation algorithm verification. A fourth-order autoregressive (AR) model is introduced for stochastic noise modeling of the gyroscope and the accelerometer data. Zero velocity and position are injected into a Kalman filter as a system reference to update system states, which can effectively improve the state observability of the MGWD system and decrease estimation errors. Nevertheless, the azimuth of the proposed MGWD system is not observable in the Kalman filter, and reliable azimuth estimation remains a problem.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle