一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法和装置

技术领域

本申请属于地质勘探技术领域，尤其涉及一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法和装置。

背景技术

套管完井是建井过程中最主要的完井方式，其中，固井质量、地层错动、井筒服役年限、水力压裂增产作业、注采措施、储气库交变注采、流体性质等因素均会影响套管的工作状态，从而导致套管出现变形，对油气生产安全造成严重威胁。从目前的生产实践来看，套变的防控、检测与治理对于安全生产而言，都是很重要的。

其中，套变检测是进行套管变形评价、修复以及其他生产改造措施的前提，目前，套变检测技术主要有：多臂井径仪检测、电磁探伤检测、超声波三维成像检测等。在这些检测技术中，超声波三维成像检测技术具有方向性好、穿透能力强、测量精度高等特点，可以实现套管变形形态的精确测量与描述，能够有效解决井筒覆盖率低、测量精度和分辨率难以保证等问题。套管变形超声波三维成像检测技术原理是：将超声波探头安装在检测仪器的最下端，在入井检测过程中，仪器按照既定的速度上行或者下行，超声波探头在随着检测仪器上行或者下行的同时保持高速旋转，并朝向井筒方向发射超声波脉冲信号，超声波脉冲信号通过井筒工作液传播至套管内壁，再反射回来，最后的回波信号再由超声波探头接收，就这样通过自发自收的方式就完成了一个采样点数据的捕集。基于检测仪器的运行速度、超声波探头的转速以及超声波信号传播所需时间，优化设置超声波脉冲信号激发的时间间隔，进而就可以按照规律不断地激发脉冲信号，从而捕获得到大量采样点的数据。根据每个采样点的回波信号时差，可以计算得到仪器与套管内壁之间的距离，结合超声波探头的旋转角度和陀螺仪的方位校正，即可得到每个测点的位置坐标，将这些测点坐标在三维空间中呈现出来，就可以描绘出套管变形形态的三维特征。在理想的状态下，检测仪器在扶正器的支撑下会稳定地处在井眼轴线的中心位置，这样检测捕获的数据在不同井深处都有统一的中心位置，呈现出来的相对位置关系都可以以统一的中心位置作为参照。

然而，在实际的检测工况中，尤其是在长水平段，扶正器无法保证检测仪器的稳定居中状态，仪器会无规律地向井周方向发生偏移，这样就使得不同井深处的井轴参照发生了变化，相对位置关系无法准确判断。针对如何实现套管变形超声波三维成像井轴居中度校核，以提高三维成像的准确度，进而更好地呈现套管变形的真实形态，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请目的在于提供一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法和装置，可以对井轴方向发生偏移所产生的偏差进行校正，从而提升三维成像的准确度。

本申请提供一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法和装置是这样实现的：

一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法，所述方法包括：

通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

在一个实施方式中，所述多个目标数据点的信息包括：所述多个目标数据点的方位角度和距离；

相应的，通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，包括：

按照如下公式将所述多个目标数据点的方位角度和距离所表征的极坐标，转换为横坐标和纵坐标表征的平面直角坐标；

x

y

其中，x

在一个实施方式中，根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值，包括：

按照如下公式计算多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值：

其中，i取值为[1，n-1]，s

其中，s

在一个实施方式中，根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量，包括：

从所述多个目标数据点所处位置的弧长值中选取最小弧长值，作为基准值；

计算所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值与所述基准值之间的比值，将计算结果作为各个目标数据点的加权因子；

根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标；

获取所述超声波检测仪所处位置坐标作为参照原点坐标；

将几何中心坐标与参照原点坐标进行比较，以确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量。

在一个实施方式中，根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标，包括：

按照如下公式计算圆周曲线的几何中心坐标：

其中，X表示几何中心坐标的横坐标，Y表示几何中心坐标的纵坐标，w

在一个实施方式中，所述超声波检测仪应用在套管形变的检测中。

一种超声波三维成像的井轴居中度的校正装置，包括：

扫描模块，用于通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

计算模块，用于通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

求取模块，用于根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

确定模块，用于根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

校正模块，用于根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

在一个实施方式中，所述确定模块包括：

选取单元，用于从所述多个目标数据点所处位置的弧长值中选取最小弧长值，作为基准值；

第一计算单元，用于计算所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值与所述基准值之间的比值，将计算结果作为各个目标数据点的加权因子；

第二计算单元，用于根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标；

获取模块，用于获取所述超声波检测仪所处位置坐标作为参照原点坐标；

确定单元，用于将几何中心坐标与参照原点坐标进行比较，以确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量。

一种电子设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本申请提供的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法，通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。即，利用数据点之间的弧长差异来对确定检测仪器的偏心距，通过计算得到的偏心距即可对套管变形超声波三维成像井轴居中度进行校核，从而解决现有的无法对井轴居中度进行校核所导致的三维成像准确度较低的问题，达到了有效提升三维成像准确度的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的套管变形超声波三维成像检测仪器工作过程中处于偏心位置时的几何关系示意图；

图2是本申请提供的标准圆形套管横纵坐标偏移距示意图；

图3是本申请提供标准圆形套管横纵坐标偏移距校核计算值随数据点数量的变化关系示意图；

图4是本申请提供的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法一种实施例的方法流程图；

图5是本申请提供的标准圆形套管按照32个数据点扫描检测时的位置关系示意图；

图6是本申请提供的标准圆形套管按照32个数据点扫描检测时不同数据点的方位和距离分布曲线；

图7是本申请提供的标准圆形套管居中度校正前后的相对位置关系示意图；

图8是本申请提供的椭圆形套管按照32个数据点扫描检测时的位置关系示意图；

图9是本申请提供的椭圆形套管按照32个数据点扫描检测时不同数据点的方位和距离分布曲线；

图10是本申请提供的椭圆形套管居中度校正前后的相对位置关系示意图；

图11是本申请提供的不规则形状套管按照32个数据点扫描检测时的位置关系示意图；

图12是本申请提供的不规则形状套管按照32个数据点扫描检测时不同数据点的方位和距离分布曲线；

图13是本申请提供的不规则形状套管居中度校正前后的相对位置关系示意图；

图14是本申请提供的一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法的电子设备的硬件结构框图；

图15是本申请提供的超声波三维成像的井轴居中度的校正装置一种实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为了解决套管变形超声波三维成像检测仪器不居中，不同井深处套管成像相对位置关系无法准确判断，套管变形真实形态失真的技术问题，在本例中，提供了一种套管变形超声波三维成像井轴居中度的校核方法，超声波三维成像检测仪捕获到的每一个数据点包含了该点位处套管的方位和距超声波探头的距离，将环绕一周的数据点简化为平面来看，即可以根据数据点所处方位的角度和距离计算出该点在平面坐标系中的坐标，因为超声波探头是匀速旋转的，因此，相邻两个数据点之间的方位角之差相等。如图1所示，如果套管是标准圆形，同时检测仪同时处在圆心位置，那么扫描得到的数据点在圆周上的分布是均匀的，即相邻数据点之间的圆周弧线长度相等。如果套管是标准圆形，但检测仪处在偏心位置，那么扫描得到的数据点在圆周上的分布是不均匀的，靠近检测仪位置的数据点分布会更加稠密，而远离检测仪位置的数据点分布会比较稀疏。数据点分布的稠密和稀疏程度直接表现在相邻数据点之间的弧长长度上，即当数据点分布稠密时，相邻数据点之间弧长较短，而当数据点分布稀疏时，相邻数据点之间弧长较长。

基于此，可以利用数据点之间的弧长差异来对每个数据点进行加权赋值，根据每个数据点的加权值来求解所有数据点横纵坐标的加权平均数，在检测数据数量足够多的情况下，该加权平均数即可在误差范围内近似表征圆周曲线的几何中心坐标，计算出来的圆周曲线几何中心坐标与原点坐标的差值即为检测仪器的偏心距。通过计算得到的偏心距即可对套管变形超声波三维成像井轴居中度进行校核。

即，可以先根据仪器捕获到的数据点信息来分别计算各个数据点的平面坐标，以一周计算为例，得到一周360°的数据点坐标，记第i个数据点的横纵坐标分别为x

x

y

其中，i＝1,2……n，检测仪扫描一周捕获的数据点在圆周曲线上的分布不均匀，无法直接用每个数据点的横纵坐标平均值来计算圆周曲线的几何中心(代表居中点位置)。数据点分布的稠密和稀疏程度直接表现在相邻数据点之间的弧长长度上，即当数据点分布稠密时，相邻数据点之间弧长较短，而当数据点分布稀疏时，相邻数据点之间弧长较长。因此，可以利用数据点之间的弧长差异来对每个数据点进行加权赋值，利用每个数据点的加权值来求解所有数据点横纵坐标的加权平均数，在检测数据数量足够多的情况下，该加权平均数即可在误差范围内近似表征圆周曲线的几何中心坐标，用该计算出的几何中心坐标与公式1和公式2的极坐标向直角坐标转化参照的原点坐标相比较，即可以得到当前三维成像曲线检测仪器的偏移距。

首先，计算每个数据点所处位置的弧长，用某一序号数据点与后一个序号数据点之间的距离来近似代表该序号数据点的弧长，那么可得：

其中，i＝1,2……n-1。

第n个数据点的弧长可以按照如下公式计算：

从所有弧长中筛选出最小的值，以该最小值为基准，按照每个数据点弧长与最小值这一基准的比值为加权因子，来计算数据点横纵坐标的加权平均，弧长中的最小值可以表示为：

s

每个数据点的加权因子为：

所有数据点加权因子之和为：

那么该圆周曲线的几何中心坐标为：

因为，在处理原始数据点信息的时候，是由极坐标直接转化为直角坐标，那么转化过程中检测仪所处位置即为原点，因此，公式8和公式9计算出来的加权平均坐标与原点的差值即为偏移距，所以偏移距为：

X

Y

把各个数据点由偏心位置向居中位置校核，转换如下：

x

y

其中，公式12和公式13即为校正后的数据点坐标。

对上述方法进行数值验证，如图2所示为一个平面的标准圆形套管，居中点如图2中的(1)所示，位于圆心处，偏心点如图2中的(2)所示，位于坐标系的第三象限，当仪器位于偏心点时，发射信号的路径如图2中的(3)所示，这些路径构成了一个直线系，这个直线系是由过偏心点且具有不同斜率的直线构成，由直线与圆的方程可计算两者的交点坐标，圆心坐标为(0，0)，半径为r，直线与x轴夹角为α，即斜率k＝tan(α)，直线通过的偏心点坐标为(-dx，-dy)，dx为偏心点在x轴方向的偏移距离，dy为偏心点在y轴方向的偏移距离，直线在y轴上的截距b＝k×dx-dy，接下来计算直线与圆的交点坐标。

首先，定义几个计算参数：

d

d

d

直线与圆有两个交点，交点坐标分别为：

Y

Y

假设有n个数据点(n为偶数)，即有n个直线与圆相交，按照对称性原理，只需圆周的一半，即180度范围内的旋转直线即可计算出圆周上所有的数据点，那么圆周上所有数据点横纵坐标即按照公式17至公式20计算求出。根据每个数据点的横纵坐标即可求解出数据点到偏心点的距离，所以每个数据点距离检测仪的距离还有旋转方位均可以求出，再代入到上述公式1至公式13中，就可以计算偏移距。

通过上述公式可以生成标准圆形套管的模拟检测数据点，对建立的校核模型进行验证。如图1所示，假设该标准圆半径为1，偏心点坐标为(-0.5，-0.5)，即检测仪器的横坐标偏移距为0.5，纵坐标偏移距为0.5。那么根据上述建立模型，选择不同数量的数据点来计算检测仪器的偏移距，再与偏移距的实际值进行比较。如图3所示为横纵坐标偏移距的校核计算值随数据点数量的变化关系，随着数据点数量的增加，横纵坐标的偏移距校核计算值逐渐接近实际值，当数据点数量达到202个时，此时横坐标偏移距的校核计算误差为0.64％，纵坐标偏移距的校核计算误差为0.66％，达到了较高的计算精度。

通过上述方式可以应用在页岩气井套管变形的超声波检测中，基于超声波检测仪位于偏心位置时沿周向扫描捕获的数据点分布不均这一特征，根据数据点之间的弧长差异，分配不同的权重比例，计算出所有数据点横纵坐标的加权平均值，再根据这一加权平均值，即可计算得到圆周曲线的几何中心坐标和检测仪器的偏移距，最终结合几何变化关系，对井周套管上的数据点坐标进行变换，从而可以实现套管变形超声波三维成像井轴居中度的数据校核。通过上述方案对井轴的居中度进行校核，从而可以快速准确计算出检测仪器的偏移量，准确判断不同井深处套管成像的相对位置关系，以实现套管变形超声波三维成像井轴居中度校核，从而提高了三维成像准确度，进而更好地呈现套管变形的真实形态。

图4是本申请提供的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法一种实施例的方法流程图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至分布式处理环境)。

具体的，如图4所示，上述的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法可以包括如下步骤：

步骤401：通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

步骤402：通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

其中，上述多个目标数据点的信息可以包括：多个目标数据点的方位角度和距离；

相应的，可以按照如下公式将所述多个目标数据点的方位角度和距离所表征的极坐标，转换为横坐标和纵坐标表征的平面直角坐标；

x

y

其中，x

步骤403：根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

具体的，按照如下公式计算多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值：

其中，i取值为[1，n-1]，s

其中，s

即，分为第1至n-1个数据点，和第n个数据点，两种数据点采用不同的计算对象进行计算对象，是因为最后一个数据点是与第一个数据点相邻的。

步骤404：根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

步骤405：根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

在上述根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量的时候，可以包括如下步骤：

S1：从所述多个目标数据点所处位置的弧长值中选取最小弧长值，作为基准值；

S2：计算所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值与所述基准值之间的比值，将计算结果作为各个目标数据点的加权因子；

S3：根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标；

具体的，可以按照如下公式计算圆周曲线的几何中心坐标：

其中，X表示几何中心坐标的横坐标，Y表示几何中心坐标的纵坐标，w

S4：获取所述超声波检测仪所处位置坐标作为参照原点坐标；

S5：将几何中心坐标与参照原点坐标进行比较，以确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量。

上述的超声波检测仪可以应用在套管形变的检测中，通过对超声波检测仪井轴居中偏移进行校正，可以有效提升套管形变确定的准确度。

下面以对不同形状的套管进行居中度校正进行计算，采用模拟计算检测数据点相对几何关系的方式来获取数据点的坐标信息，包括：数据点的方位角度和数据点距仪器的距离。在计算中，固定数据点数量为32个，即一周选取32数据点，数据点之间的夹角为11.25°。

1)套管形状为标准圆形：

假定圆的半径为1，相较于居中点圆心，检测仪器所处位置向横轴负方向偏移0.5，向纵轴负方向偏移0.5。如图5所示，在超声波检测三维成像过程中，检测仪器以自身为旋转中心，沿着周向旋转扫描，捕获各个检测数据点的信息，这些信息包括数据点的方位角度和距离。根据图5中的检测仪旋转扫描的几何关系，求解各个数据点的信息，检测仪器按照匀速旋转。

图6描述了32个数据点信息，即不同数据点的旋转角度和距离检测仪的距离分布曲线。将图6中数据点的旋转角度和距离转化到以检测仪器为坐标原点的直角坐标系中，可以得到各个数据点的平面直角坐标。按照上述公式1至公式13计算偏移距，计算结果如下：横轴偏移距为0.516，纵轴偏移距为0.473，与实际的横轴偏移距0.5和实际的纵轴偏移距0.5相比较，横轴偏移距的矫正误差为3.3％，纵轴偏移距的矫正误差为5.4％。图7展示了校正前和校正后套管形态的相对位置关系，其中原点坐标(0，0)点为仪器所在位置。

2)套管形状为标准椭圆：

假定椭圆半长轴长为1，半短轴长为0.5，相较于居中点，检测仪器所处位置向横轴负方向偏移0.25，向纵轴负方向偏移0.25。如图8所示，在超声波检测三维成像过程中，检测仪器以自身为旋转中心，沿着周向旋转扫描，捕获各个检测数据点的信息，这些信息包括位于椭圆圆周上数据点的方位角度和距离。同样的，根据图8中检测仪旋转扫描的几何关系，求解各个数据点的信息，检测仪器按照匀速旋转。

图9描述了32个数据点信息，即不同数据点的旋转角度和距离检测仪的距离分布曲线。将图9中数据点的旋转角度和距离转化到以检测仪器为坐标原点的直角坐标系中，可以得到各个数据点的平面直角坐标。按照上述公式1至公式13，计算偏移距，计算结果如下：横轴偏移距为0.245，纵轴偏移距为0.236，与实际的横轴偏移距0.25和实际的纵轴偏移距0.25相比较，横轴偏移距的矫正误差为2.0％，纵轴偏移距的矫正误差为5.5％。图10展示了校正前和校正后套管形态的相对位置关系，其中原点坐标(0，0)点为仪器所在位置。

3)套管形状为不规则形状：

为了便于和实际偏移距进行对比，将不规则形状设置为关于原点对称，那么其几何中心即为原点，该形状与横轴的截距为1，与纵轴的截距也为1，相较于居中点，检测仪器所处位置向横轴负方向偏移0.5，向纵轴负方向偏移0.5。如图11所示，在超声波检测三维成像过程中，检测仪器以自身为旋转中心，沿着周向旋转扫描，捕获各个检测数据点的信息，这些信息包括位于该不规则形状圆周上数据点的方位角度和距离。同样的，根据图11中检测仪旋转扫描的几何关系，求解各个数据点的信息，检测仪器按照匀速旋转。

图12描述了32个数据点信息，即不同数据点的旋转角度和距离检测仪的距离分布曲线。将图12中数据点的旋转角度和距离转化到以检测仪器为坐标原点的直角坐标系中，可以得到各个数据点的平面直角坐标。按照上述公式1至公式13计算偏移距，计算结果如下：横轴偏移距为0.509，纵轴偏移距为0.473，与实际的横轴偏移距0.5和实际的纵轴偏移距0.5相比较，横轴偏移距的矫正误差为1.8％，纵轴偏移距的矫正误差为5.4％。图13展示了校正前和校正后套管形态的相对位置关系，其中原点坐标(0，0)点为仪器所在位置。

将基于标准圆形分析三维成像居中度校核情况：在三维校核计算中，需要设置的参数有：一个圆周的数据点数量、螺旋线的圈数、检测仪器发生偏移时的偏移量、相邻数据点之间纵向位置差等。假定套管为标准圆形。模拟井段中，两头各占总井段长的30％，假设在这两段中，检测仪器始终处于井轴中心位置。中间井段占总井段长的40％，在中间井段中检测仪器发生了偏心，通过设置偏心参数来模拟得到数据点信息。假定标准圆形半径为1，中间井段的最大偏心距为0.4，一周的数据点数量为100，共计算150个圆周(即螺旋线共旋转150圈)，相邻数据点之间的纵坐标之差为0.00024。在校核之后，处于偏心井段套管圆周上的数据点分布虽然仍然不均匀，但其构成的三维形态已经处于居中位置，也可以较好地反映套管的真实形态。从三维图和俯视图中可以看出，位于偏心与居中交界处的数据校核结果有一定的误差，从量化计算结果来看，一周选取100个数据点情况下最大校核计算误差为3％，可以满足工程需要。

以上1)至3)分别对标准圆形、椭圆形以及不规则形状的套管变形形态超声波三维成像井轴居中度进行校核计算，一周选取的数据点数量为32个，计算结果均较好，误差在可控范围内，计算误差最大值是椭圆的纵轴偏移距，为5.5％。上述基于标准圆形分析三维成像居中度校核情况，从量化计算结果来看，一周选取100个数据点情况下最大校核计算误差为3％，可以满足工程需要。根据本方法模拟计算结果显示，当数据点数量继续增加时，居中度校核计算误差会进一步减小，所以在实际工程运用中，可以根据需要选取合适数量的数据点进行检测捕获，以达到降低计算误差的目的。

本申请上述实施例所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在电子设备上为例，图14是本申请提供的一种超声波三维成像的井轴居中度的校正方法的电子设备的硬件结构框图。如图14所示，电子设备10可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器02(处理器02可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器04、以及用于通信功能的传输模块06。本领域普通技术人员可以理解，图14所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，电子设备10还可包括比图14中所示更多或者更少的组件，或者具有与图14所示不同的配置。

存储器04可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法对应的程序指令/模块，处理器02通过运行存储在存储器04内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的应用程序的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法。存储器04可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器04可进一步包括相对于处理器02远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输模块06用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子设备10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输模块06包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输模块06可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在软件层面，上述装置可以如图15所示，可以包括：

扫描模块1501，用于通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

计算模块1502，用于通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

求取模块1503，用于根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

确定模块1504，用于根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

校正模块1505，用于根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

在一个实施方式中，上述多个目标数据点的信息可以包括：所述多个目标数据点的方位角度和距离；计算模块1502具体可以按照如下公式将所述多个目标数据点的方位角度和距离所表征的极坐标，转换为横坐标和纵坐标表征的平面直角坐标；

x

y

其中，x

在一个实施方式中，求取模块1503具体可以按照如下公式计算多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值：

其中，i取值为[1，n-1]，s

其中，s

在一个实施方式中，上述确定模块1504可以包括：选取单元，用于从所述多个目标数据点所处位置的弧长值中选取最小弧长值，作为基准值；第一计算单元，用于计算所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值与所述基准值之间的比值，将计算结果作为各个目标数据点的加权因子；第二计算单元，用于根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标；获取模块，用于获取所述超声波检测仪所处位置坐标作为参照原点坐标；确定单元，用于将几何中心坐标与参照原点坐标进行比较，以确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量。

在一个实施方式中，根据各个目标数据点的加权因子，计算圆周曲线的几何中心坐标，可以包括：

按照如下公式计算圆周曲线的几何中心坐标：

其中，X表示几何中心坐标的横坐标，Y表示几何中心坐标的纵坐标，w

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，所述电子设备具体包括如下内容：处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

步骤2：通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

步骤3：根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

步骤4：根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

步骤5：根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的超声波三维成像的井轴居中度的校正方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤1：通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；

步骤2：通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；

步骤3：根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；

步骤4：根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；

步骤5：根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。

从上述描述可知，本申请实施例通过超声波检测仪沿着周向扫描捕获目标套管上多个目标数据点的信息；通过所述目标数据点的信息，计算得到所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标；根据所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标，求取所述多个目标数据点中各个目标数据点所处位置的弧长值；根据所述多个目标数据点所处位置的弧长值，确定所述超声波检测仪井轴居中的偏移量；根据所述偏移量，对所述多个目标数据点中各个目标数据点的平面直角坐标进行校正。即，利用数据点之间的弧长差异来对确定检测仪器的偏心距，通过计算得到的偏心距即可对套管变形超声波三维成像井轴居中度进行校核，从而解决现有的无法对井轴居中度进行校核所导致的三维成像准确度较低的问题，达到了有效提升三维成像准确度的技术效果。

本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。