动态指向式旋转导向钻井工具是目前最先进的导向钻井工具,具有摩阻小、钻速快、井眼质量好、易调控、位移延伸能力强等优点,更能适应恶劣地质条件和复杂井眼结构。其测量精度直接影响导向钻井工具的技术指标和控制性能,研究意义重大。本文以自主研发的动态指向式旋转导向钻井工具原理样机为研究对象,对其测量方法进行研究,重点实现了稳定平台对地转速和工具面角的准确测量。首先,总结了旋转导向钻井工具的分类和国内外研究现状,阐释了动态指向式旋转导向钻井工具的优势和研究意义。其次,在掌握定向钻井参数的基础上,分析了动态指向式旋转导向钻井工具原理样机的工作原理和控制方案,说明了测量方法研究的重要性。第三,明确了动态指向式旋转导向钻井工具的测量目标。在熟悉测量系统结构的基础上,通过分析传感器测量特性和研究滤波理论,确定了速率陀螺信号处理方法和基于互补滤波原理的工具面角测量方案。第四,通过修正零点电压消除了速率陀螺零点常值误差。利用经典卡尔曼滤波和状态扩增卡尔曼滤波减小了速率陀螺零点随机误差和动态随机误差,并以Allan方差为标准进行了评定。通过以上信号处理方法,有效提高了速率陀螺的测量精度。最后,在深入研究互补滤波算法的基础上,结合井下工况模拟实验的数据,设计并采用了互补滤波器以实现工具面角的精确测量。通过研究振动判别指标和转动判别指标,进一步设计并实现了自适应互补滤波器,可以根据钻井工具转动状态和井下工况的改变自动调节滤波器参数,满足井下实际应用的需求。通过对动态指向式旋转导向钻井工具测量方法的研究,为钻井工具的实用化开发奠定了基础。