精确小角度姿态测量是石油垂直钻井的基础,而在全角度范围内进行姿态测量是对石油钻井技术的进一步提高。姿态测量系统中产生的位置误差对姿态测量输出有很大的影响,作为井下闭环实时钻进控制的主要参数,对钻机下一步钻进方向会产生很大的影响。对国内外钻井技术、垂直钻井工具以及测量方法作了简要介绍,同时重点介绍了姿态更新算法中的方向余弦法。了解姿态测量的基本原理,推导了采用三轴加速度计为传感器的输出公式,分析了加速度计输出信号规律。研究了姿态测量参数的常规计算方法。建立基于各轴独立的虚拟正交坐标系,通过多次欧拉旋转对理想坐标系进行多次变换,得到3个独立轴各3个位置误差参数的姿态测量输出,分析各位置误差参数对测量结果的敏感性及其特征,并对试验数据进行逆向拟合。通过欧拉旋转得到包含各自位置误差在内的旋转矩阵,通过公式反推,利用测量值计算各角度相对误差,拣选出最优角度,运用最优角度得到新的校正矩阵,实现对安装位置误差的校正。数据结果表明,Y、Z轴的井斜误差角和X、Y轴的工具面误差角在误差曲线中呈显性影响,而X轴方位误差角及Z轴井斜误差角呈隐性影响,Z轴工具面误差角没有影响。利用相对误差对比的方法,得到特殊角度补偿矩阵对测量数据进行校正后,得到较为理想的矫正结果。