CN101979829A - 一种地下磁导航方法 - Google Patents
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Abstract
一种地下磁导航方法，其特征是方法步骤为：永磁短节固定连接钻头，首先分别把永磁短节和磁矢量传感器分别放入两口直井中，使永磁短节的中心和磁矢量传感器的中心在一条直线上，在钻头钻进的过程中，与其相连接的永磁短节不断的发射一个稳定的磁信号，磁矢量传感器采集到由永磁短节的发射的磁信号，并通过电缆传输给地面上的计算机，计算机利用采集到的磁信号分析测量钻头的距离和角度，计算确定钻头在井中的位置，若某一时刻钻头发生偏转了，则把距离、方位角、井斜角以及偏离正常轨迹的方向位置信息传输给钻头，扶正钻头位置，使钻头逐渐回到正常的轨迹上来。本发明的优点是：本发明结构简单，使用方便，为两井的连通提供了一个有效的高新导航技术手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁导航方法，尤其涉及一种地下磁导航方法。
背景技术
我国煤层气储量丰富，社会需求和增长极大，利用前景广阔。目前煤层气单井产量低、井数少。目前开发尝试表明：未来将形成以多分支水平井为主、直井为辅的模式。而我国多分支水平井技术基本是依赖国外公司，国内钻井技术不配套、专用工具及装备匮乏，规模性开发受到严重制约，所面临的关键问题是如何实现水平井的主支与直井的连通，研制地下磁导航系统即可解决这一问题，可以大幅提高油气田及煤层气开发产量，提高开采效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下磁导航方法，该方法能实现水平井的主支与直井的连通提供一个有效的技术手段。
本发明是这样来实现的，其特征是方法步骤为：永磁短节固定连接钻头，首先分别把永磁短节和磁矢量传感器分别放入两口直井中，使永磁短节的中心和磁矢量传感器的中心在一条直线上，在钻头钻进的过程中，与其相连接的永磁短节不断的发射一个稳定的磁信号，磁矢量传感器采集到由永磁短节的发射的磁信号，并通过电缆传输给地面上的计算机，计算机利用采集到的磁信号分析测量钻头的距离和角度，计算确定钻头在井中的位置，若某一时刻钻头发生偏转了，则把距离、方位角、井斜角以及偏离正常轨迹的方向位置信息传输给钻头，扶正钻头位置，使钻头逐渐回到正常的轨迹上来。
所述的永磁短节由圆管形的无磁基体和永磁铁组成，圆管形的无磁基体内设有若干个永磁铁，圆管形的无磁基体的两端车有螺纹。
所述的磁矢量传感器由三个以非晶合金为磁芯磁通门传感器组成，每个传感器在同一轴心上相差7.5°角度，传感器采用的是宽温125℃军用级芯片。
本发明的优点是：本发明结构简单，使用方便，为两井的连通提供了一个有效的高新导航技术手段。
附图说明
图1为本发明永磁短节的结构示意图。
具体实施方式
首先分别把和钻头安装在一起的永磁短节和磁矢量传感器分别放入两口深1500m的直井中，两直井相距100m，使永磁短节的中心和磁矢量传感器的中心在一条直线上如图中虚线所示就是定向钻井的正常轨迹。本导航系统是当钻铤钻进到离目标井50m左右时开始工作，导航钻铤精确的钻进目标靶区。本导航系统最高工作温度为125摄氏度。永磁短节既是钻铤的一部分，同时又是该导航系统的磁源。磁短节通常都被安置在距离钻头最近的钻铤上，因此可以近似的认为永磁短节的中心位置就是钻头的位置。在钻头钻进的过程中，永磁短节不断的发射一个稳定的磁信号，另一口井中的磁矢量传感器采集到由永磁短节的发射的磁信号，并通过电缆传输给地面上的计算机。计算机中的距离和角度测量系统利用采集到的磁信号，计算确定钻头在井中的位置，若某一时刻钻头发生偏转了，则把相应的位置信息（包括距离，方位角，井斜角以及偏离正常轨迹的方向）传输给扶正系统，使钻头逐渐回到正常的轨迹上来。
如图1所示，永磁铁1是用磁性材料加工而成的圆柱体，具有很大的表面磁场，因此磁信号传播的距离更远，圆管形的无磁基体2采用耐压的316L无磁不锈钢，其两端都是API标准螺纹，这些标准扣型能使永磁短节牢固地和钻头及其他钻杆连接在一起，钻井液可以通过中间的空隙流走，磁矢量传感器由三个以非晶合金为磁芯磁通门传感器组成，每个磁传感器在同一轴心上相差7.5°角度。磁通门传感器采用的是宽温125℃军用级芯片。
角度测量系统以磁偶极子为模型，根据磁矢量传感器采集的三分量的磁场强度采用取极值的方法，计算出永磁短节中心与磁矢量传感器之间的井斜角，方位角。
距离测量系统以磁偶极子模型为基础，根据磁矢量传感器采集的三个分量的磁场强度，计算出的永磁短节中心与磁矢量传感器之间的距离。最大计算误差为0.5m。
Claims (3)
1.一种地下磁导航方法，其特征是方法步骤为：永磁短节固定连接钻头，首先分别把永磁短节和磁矢量传感器分别放入两口直井中，使永磁短节的中心和磁矢量传感器的中心在一条直线上，在钻头钻进的过程中，与其相连接的永磁短节不断的发射一个稳定的磁信号，磁矢量传感器采集到由永磁短节的发射的磁信号，并通过电缆传输给地面上的计算机，计算机利用采集到的磁信号分析测量钻头的距离和角度，计算确定钻头在井中的位置，若某一时刻钻头发生偏转了，则把距离、方位角、井斜角以及偏离正常轨迹的方向位置信息传输给钻头，扶正钻头位置，使钻头逐渐回到正常的轨迹上来。
2.根据权利要求1所述的地下磁导航方法，其特征是所述的永磁短节由圆管形的无磁基体和永磁铁组成，圆管形的无磁基体内设有若干个永磁铁，圆管形的无磁基体的两端车有螺纹。
3.根据权利要求1所述的地下磁导航方法，其特征是所述的磁矢量传感器由三个以非晶合金为磁芯磁通门传感器组成，每个传感器在同一轴心上相差7.5°角度，传感器采用的是宽温125℃军用级芯片。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102493799A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-13 | 北京凯奔雷特技术有限公司 | 一种石油钻井垂直导航控制器 |
| CN103696753A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-02 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于磁检测的井中随钻导航方法 |
| CN104736796A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-06-24 | 阿伦·米切尔·卡尔森 | 用于检测在油井结构中的管连接件的装置和方法 |
| CN105113988A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-02 | 于润桥 | 永磁短节 |
| CN105507885A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-04-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种永磁短节 |
| CN105649613A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 西南石油大学 | 一种反磁矩补偿磁化场随钻旋转测距装置及测距防碰方法 |
| CN108386129A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种潜地石油开采机 |
| CN111173451A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-19 | 河北韶通翱达科技有限公司 | 一种非开挖井下导向系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006053434A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and apparatus for drilling, completing and configuring u-tube boreholes |
| CN201095981Y (zh) * | 2007-10-10 | 2008-08-06 | 新疆石油管理局钻井工艺研究院 | 一种钻井用永磁短节 |
| CN101713286A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-26 | 中国石油大学(北京) | 一种邻井距离随钻电磁探测系统 |
-
2010
- 2010-10-29 CN CN2010105234318A patent/CN101979829A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006053434A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and apparatus for drilling, completing and configuring u-tube boreholes |
| CN201095981Y (zh) * | 2007-10-10 | 2008-08-06 | 新疆石油管理局钻井工艺研究院 | 一种钻井用永磁短节 |
| CN101713286A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-26 | 中国石油大学(北京) | 一种邻井距离随钻电磁探测系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 乔磊等: "煤层气多分支水平井钻井工艺研究", 《石油学报》 * |
| 张卫东等: "煤层气水平井开发技术现状及发展趋势", 《中国煤层气》 * |
| 胡汉月等: "RMRS在水平井钻井中靶作业中的应用", 《地质与勘探》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102493799A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-13 | 北京凯奔雷特技术有限公司 | 一种石油钻井垂直导航控制器 |
| CN104736796A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-06-24 | 阿伦·米切尔·卡尔森 | 用于检测在油井结构中的管连接件的装置和方法 |
| CN104736796B (zh) * | 2012-08-23 | 2018-05-04 | 智能井口系统有限公司 | 用于检测在油井结构中的管连接件的装置和方法 |
| CN103696753A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-02 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于磁检测的井中随钻导航方法 |
| CN105113988A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-02 | 于润桥 | 永磁短节 |
| CN105507885A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-04-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种永磁短节 |
| CN105507885B (zh) * | 2015-12-02 | 2019-04-02 | 中国地质大学（武汉） | 一种永磁短节 |
| CN105649613A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 西南石油大学 | 一种反磁矩补偿磁化场随钻旋转测距装置及测距防碰方法 |
| CN108386129A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种潜地石油开采机 |
| CN111173451A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-19 | 河北韶通翱达科技有限公司 | 一种非开挖井下导向系统 |
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