旋转导向钻井工具的姿态测量是导向控制的关键,导向控制所需的姿态参数主要有工具的井斜角、工具面角和转速等,这些参数的准确、实时测量是工具实现导向控制的前提条件。但工具的高速旋转、近钻头的强振动以及工具周围的干扰磁场,使惯性加速度计和磁通门传感器的输出信号中不可避免的混杂了大量干扰信号,导致工具姿态参数严重失真。本文针对以上问题,提出了一种导向钻井工具姿态多传感器组合测量方法,并通过仿真和模拟实验验证了该方法的正确性和有效性。主要的研究成果如下:1、研究了工具在旋转、振动和干扰磁场的情况下,其姿态参数存在严重失真的问题。对此,分别采用了转速补偿方法和硬磁补偿方法来消除旋转和干扰磁场对姿态测量的影响;提出了多传感器WLS加权融合方法,有效的滤除了加速度计中的振动干扰信号。2、基于三轴惯性加速度计、三轴磁通门传感器和角速率陀螺仪构成的姿态测量系统,提出了一种多传感器组合测量方法。数值仿真分析表明,当井斜角为0.3°时,解算得到的井斜角和工具面角的最大解算误差分别为0.05°和20°,仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。3、根据工具姿态测量系统的设计要求,完成了系统硬件电路的设计与调试,并开发了相应的软件程序,制成了导向钻井工具姿态测量装置。4、多种振动模式下的模拟实验表明,多传感器组合测量方法可有效消除振动和干扰磁场对姿态测量的影响。当井斜角为1.5°时,井斜角最大解算误差为1.8°,工具面角最大解算误差为28°,与未用该方法前相比,其解算误差大大降低,验证了该方法可有效的解决工具姿态的动态测量问题,提高工具姿态的动态测量精度。这些研究成果可为进一步研究导向钻井工具姿态的动态测量方法提供有益的参考。