CN103758510B - 电流信号发射源井下三电极系 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下资源钻采工程技术领域，具体地，涉及一种电流信号发射源井下三电极系。电流信号发射源井下三电极系包括：上马龙头、下马龙头、电极系外壳、电极系推靠支撑机构、电极传导单元，其特征在于：上马龙头、下马龙头分别将电极系外壳的上端、下端封闭；电极系推靠支撑机构位于电极系外壳内，推动电极传导单元的开合。本发明的井下三电极系能有效增加信号发射源注入地层电流的大小，进一步增加事故井套管上聚集的低频交变电流，从而使救援井中的探管可以检测到由事故井套管上聚集的低频交变电流产生的相对更大的低频交变磁场，易于增加救援井与事故井连通探测系统的测距范围，使该探测系统更适用于深井连通定向钻井工程。

Description

电流信号发射源井下三电极系

技术领域

本发明属于地下资源钻采工程技术领域，具体地，涉及一种用于救援井与事故井连通探测系统的电流信号发射源井下三电极系。

背景技术

近年来，海上钻井平台原油泄漏事故的频繁发生造成了严重的生态灾难和极坏的社会影响。救援井是在海上与陆地钻井中发生油气井着火或井喷事故时经常采用的处理事故方法，其基本原理为在事故井附近的安全区域打一口定向井，使其井眼轨迹与事故井井眼轨迹在地层的某个层位汇合，将高密度的钻井液或水泥通过救援井注入事故井，以达到油(气)井灭火或制服井喷的目的。2010年4月20日，墨西哥湾井MC252#1发生井喷导致长达数月的深海钻井原油泄漏，不仅使BP公司遭受了巨额经济损失，而且造成严重生态灾难和社会影响。在此次事故中BP公司采用了多种处理泄油事故的应急措施后，最终利用救援井的压力测试作业获得处理泄油事故的最后胜利，救援井技术在国内外再次受到广泛关注。目前，救援井仍是彻底解决漏油问题的最可靠方法。

由于井眼轨迹的不确定性，救援井与事故井邻井距离和方位的精确探测是救援井技术成功的关键环节之一。而且，事故井井口附近一般比较危险，为了保证人员和钻井设备的安全，救援井的井口位置一般距事故井井口位置几百米甚至更远。为了使救援井与事故井相交，救援井的井眼轨迹一般比较复杂，这也加剧了在需要连通位置处事故井与救援井相对位置的不确定性。为了精确探测救援井到事故井的相对位置，保证救援井与事故井连通，应采用特殊的救援井与事故井邻井距离探测技术。目前国外研制的Wellspot工具已基本满足救援井与事故井精确连通的工程需求。由于事故井井口附近一般会着火或释放有毒气体，传统用于邻井距离电磁测距的旋转磁场测距导向系统(RotatingMagnetRangingSystem，简称RMRS)和电磁引导工具(MagneticGuidanceTool，简称MGT)等的探测工具无法置入事故井中，而Wellspot导向工具的信号发射源和信号测量设备均置于救援井中，可以在救援井中直接探测救援井与事故井之间的距离以及救援井其相对于事故井轴线的方位，因此该工具可以引导救援井与事故井在设计的井深处相交，其在国外的救援井与事故井的连通中已经得到了广泛应用。

Wellspot导向工具是一种控制救援井与事故井连通的高效工具，目前国外所设计的Wellspot导向工具的核心技术仍被保密和垄断，我国在这方面仍缺少深入研究。Wellspot导向工具主要由信号发射源电极和信号接收器探管组成。该导向工具的电极一般设计为单电极，其注入地层的电流会以球形对称的形式向地层中发散，这就导致从该电极流出的电流有一部分会沿救援井井轴方向流动，事故井套管上不能聚集相对更多的电流。因此，本发明者特研究设计了“一种基于三电极系的救援井与事故井连通探测系统”(发明专利申请号：2012104202052026.5)，本发明即是有关该探测系统的电流信号发射源井下三电极系，其能有效增加信号发射源注入地层电流的大小，进一步增加事故井套管上聚集的低频交变电流，从而使救援井中的探管可以检测到由事故井套管上聚集的低频交变电流产生的相对更大的低频交变磁场，易于增加救援井与事故井连通探测系统的测距范围。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于救援井与事故井连通探测系统的电流信号发射源井下三电极系，该井下三电极系可以提高电流信号发射源注入地层电流的强度，易于增加救援井与事故井连通探测系统的测距范围，适用于深井连通定向钻井工程；井下三电极系包括一个主电极和两个屏蔽电极，通过地面供电设备分别为主电极和屏蔽电极供电，在有效提高电流信号发射源注入地层电流的强度的同时，使得三个电极上的电位趋于相等，此时沿井下三电极系纵向的电位梯度为零，能够保证从主电极流出的电流不会沿救援井井轴方向流动，使得更多的电流从主电极流入地层然后在事故井套管上聚集。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

电流信号发射源井下三电极系，包括：上马龙头、下马龙头、电极系外壳、电极系推靠支撑机构、电极传导单元，上马龙头、下马龙头分别将电极系外壳的上端、下端封闭；电极系推靠支撑机构位于电极系外壳内，推动电极传导单元的开合。

相对于现有技术，本发明具有如下优势：井下三电极系能有效增加信号发射源注入地层电流的大小，进一步增加事故井套管上聚集的低频交变电流，从而使救援井中的探管可以检测到由事故井套管上聚集的低频交变电流产生的相对更大的低频交变磁场，易于增加救援井与事故井连通探测系统的测距范围，使该探测系统更适用于深井连通定向钻井工程。

附图说明

图1为井下三电极系局部剖的主视示意图；

图2为井下三电极系剖视的主视结构示意图；

图3为井下三电极系全剖的主视示意图；

图4为井下三电极系的结构装配示意图；

图5为井下三电极系上外壳单元局部剖的左视示意图；

图6为井下三电极系沿图5中E-E截面剖视示意图；

图7为井下三电极系沿图2中C-C截面示意图；

图8为井下三电极系沿图2中B-B截面示意图；

图9为井下三电极系沿图2中A-A截面示意图；

图10为井下三电极系弹簧止推环、推靠弹簧、推靠滑块装配示意图；

图11为地面供电设备的结构示意图；

图中：101、上马龙头，102、下马龙头，201、电极系上外壳单元，202、电极系下外壳单元，230、主电极臂，231、上屏蔽电极臂，232、下屏蔽电极臂，233、支撑架与电极臂连接螺钉，234、电极接触片，301、支撑架上端扶正接头，302、第一支撑架中间扶正接头、303、第二支撑架中间扶正接头，304、支撑架下端扶正接头，305、滑动轴承，306、电极臂支撑架，307、支撑架与上外壳单元定位螺钉，308、支撑架与支撑架扶正接头连接螺钉，401、电动推杆承压筒密封接头，402、电动推杆承压筒，403、滑动密封活塞，404、活塞外密封O型圈，405、活塞内密封O型圈，406、电动推杆，407、电动推杆密封壳，408、电动推杆与电极推杆连接螺栓，409、电动推杆定位螺杆，410、注油口油封螺钉，501、电极推杆，502、弹簧止推环，503、止推环定位螺钉，504、推靠弹簧，505、推靠支撑滑块，506、滑块限位销，507、支撑臂，508、推靠滑块与支撑臂连接螺钉。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，电流信号发射源井下三电极系，包括：上马龙头101、下马龙头102、电极系外壳、电极系推靠支撑机构、电极传导单元。

如图2、图4所示，上马龙头101和下马龙头102结构相同，上马龙头101下端带有外螺纹、内部设有圆形通孔，与地面供电设备相连的铠装电缆通过该圆形通孔为井下三电极系供电(图中未示出)；下马龙头102上端带有外螺纹、内部设有圆形通孔，由该圆形通孔引出绝缘绳与位于井下三电极系下部的探管相连。

如图2、图4所示，电极系外壳，包括：电极系上外壳单元201、电极系下外壳单元202；电极系上外壳单元201为一圆筒壳体，上、下端均设有内螺纹；电极系下外壳单元202为一圆筒壳体，上端设有外螺纹、下端设有内螺纹，电极系上外壳单元201的下端与电极系下外壳单元202的上端通过螺纹连接；上马龙头101与电极系上外壳单元201的上端螺纹连接，下马龙头102与电极系下外壳单元202的下端螺纹连接；电极系上外壳单元201在左右两侧分别有三个长圆孔，左右两侧的长圆孔呈对称分布；电极系上外壳单元201的中部设有第一支撑架定位圆孔、第二支撑架定位圆孔。

如图2、图3、图4所示，电极系推靠支撑机构，依次包括：支撑架上端扶正接头301、第一支撑架中间扶正接头302、第二支撑架中间扶正接头303、支撑架下端扶正接头304、滑动轴承305、电极臂支撑架306、电动推杆承压筒402、滑动密封活塞403、电动推杆406、电动推杆密封壳407、电动推杆承压筒密封接头401、电动推杆定位螺杆409、注油口油封螺钉410、电极推杆501、电动推杆与电极推杆连接螺栓408、弹簧止推环502、止推环定位螺钉503、推靠弹簧504、推靠支撑滑块505、滑块限位销506、支撑臂507。

如图2、图4、图9所示，支撑架上端扶正接头301对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，支撑架上端扶正接头301竖向中心设有通孔，通孔的下端安装有滑动轴承305，侧部设有开口走线槽。支撑架上端扶正接头301与电极臂支撑架306通过支撑架扶正接头连接螺钉308连接，起固定和支撑作用。

如图2、图4所示，第一支撑架中间扶正接头302对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，第一支撑架中间扶正接头302竖向中心设有通孔，侧部设有开口走线槽；第一支撑架中间扶正接头302侧部设有带内螺纹的定位孔，该定位孔与第一支撑架定位圆孔相对应，用以装配支撑架与上外壳单元定位螺钉307，将第一支撑架中间扶正接头302与电极系上外壳单元201紧定。第一支撑架中间扶正接头302与电极臂支撑架306通过支撑架扶正接头连接螺钉308连接，起固定和支撑作用。

如图2、图4所示，第二支撑架中间扶正接头303对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，第二支撑架中间扶正接头303竖向中心设有通孔，通孔的下端安装有滑动轴承305，第二支撑架中间扶正接头303侧部设有开口走线槽，第二支撑架中间扶正接头303侧部设有带内螺纹的定位孔，该定位孔与第二支撑架定位圆孔相对应，用以装配支撑架与上外壳单元定位螺钉307，将第二支撑架中间扶正接头303与电极系上外壳单元201紧定；第二支撑架中间扶正接头303与电极臂支撑架306通过支撑架扶正接头连接螺钉308连接。

如图4、图9所示，支撑架下端扶正接头304对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，支撑架下端扶正接头304竖向中心设设有通孔，侧部有开口走线槽；支撑架下端扶正接头304下端设有内螺纹；支撑架下端扶正接头304与电极臂支撑架306通过支撑架扶正接头连接螺钉308连接，以固定和支撑电极臂支撑架306。

如图4、图8所示，电极臂支撑架306由四根方形的支撑杆组成，电极臂支撑架306通过支撑架与支撑架扶正接头连接螺钉308分别与支撑架上端扶正接头301、第一支撑架中间扶正接头302、第二支撑架中间扶正接头303、支撑架下端扶正接头304连接，构成稳定的支架；支撑杆上设有等距的主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232连接螺纹孔，主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232的上端通过支撑架与电极臂连接螺钉233与支撑杆连接，两支撑杆提供给推靠支撑滑块505轴向滑动的限位槽，保证推靠支撑滑块505沿电极推杆501作轴向直线滑动。

如图2、图4所示，电动推杆承压筒402两端设有外螺纹，电动推杆承压筒402上端与支撑架下端扶正接头304螺纹连接，电动推杆承压筒402下端与电动推杆承压筒密封接头401螺纹连接，电动推杆承压筒402内装有电动推杆密封壳407、电动推杆406和滑动密封活塞403。

如图2、图4所示，滑动密封活塞403设有内圆孔，滑动密封活塞403装配在电动推杆承压筒402内，其内圆孔与电极推杆501配合；滑动密封活塞403在筒内外压差的作用下作轴向滑动，自动平衡压力；滑动密封活塞403外圆周与电动推杆承压筒402的内侧通过活塞外密封0型圈404密封，滑动密封活塞403的内圆孔与电极推杆501配合，并通过活塞内密封O型圈405密封，以保证电动推杆承压筒402的密封。

如图2、图4所示，电动推杆406装在电动推杆密封壳407内，电动推杆密封壳体407下端通过电动推杆定位螺杆409与电动推杆承压筒密封接头410连接，电动推杆406上端与电极推杆501采用电动推杆与电极推杆连接螺栓408锁定，电动推杆406为电极推杆501作轴向滑动的动力源。

如图2、图4所示，电动推杆承压筒密封接头401上端设有内螺纹，电动推杆承压筒密封接头401的上端与电动推杆承压筒402的下端通过螺纹连接，电动推杆承压筒密封接头401竖向中心设有安装电动推杆定位螺杆409的通孔、侧部设有电缆走线槽、靠竖向中心处设有圆形的电缆通孔以及带内螺纹的注油口；电缆从电动推杆承压筒402与电极系下外壳单元之间的外环空经过电动推杆承压筒密封接头401的电缆走线槽，再由电缆通孔进入电动推杆承压筒402内与电动推杆406连通，电缆通孔在穿线后用环氧树脂封固；下部的注油口用注油口油封螺钉410将注油口封堵。

如图2、图4所示，电极推杆501为圆形长杆，电极推杆501下端设有连接销钉孔，上部均布三组等距的定位孔，用以对弹簧止推环502、推靠支撑滑块505的安装和定位；电极推杆501与电动推杆406通过电极推杆连接螺栓408连接，电极推杆501在电动推杆406的推动作用下只作轴向滑动而不发生转动，滑动过程中通过支撑架上端扶正接头301的滑动轴承305和第二支撑架中间扶正接头303中的滑动轴承305支撑，保证电极推杆501沿中心作稳定的轴向滑动。

如图2、图4、图10所示，弹簧止推环502设有内孔，弹簧止推环502通过该孔与电极推杆501滑动配合，弹簧止推环502通过止推环定位螺钉503等距的固定在电极推杆501上；推靠支撑滑块505两侧对称设有凹槽和定位孔，推靠支撑滑块505用以铰接支撑臂507的上端；在每组弹簧止推环502、推靠支撑滑块505之间装有推靠弹簧504。

如图2、图4、图10所示，推靠弹簧504采用圆柱螺旋压缩弹簧，在弹簧止推环502的推动作用下，推动推靠支撑滑块505移动，并起调节缓冲作用；推靠支撑滑块505在推靠弹簧504的作用下随电极推杆501一起作轴向移动，撑开支撑臂507。

如图2、图4、图8所示，支撑臂507为两端带有连接孔的长圆杆，两端通过推靠滑块与支撑臂连接螺钉508分别与推靠支撑滑块505和电极臂铰接，控制电极臂的张开与收合；在电极推杆501上的三组推靠支撑组件推动支撑臂507撑开主电极臂230的同时，将上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232撑开。

如图2、图4所示，电极传导单元，包括：主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232、电极接触片234，主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232同平面内等间距分布；上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232分别排列在主电极臂230的上、下两侧，主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232由支撑臂507和电极臂支撑架306的绝缘隔开，且主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232在张开与收回时不与电极系上外壳单元201接触；工作时，主电极和屏蔽电极通以相同极性的电流，使三组电极上的电位趋于相等，且沿电极或井身纵向的电位梯度为零，此时从主电极流出的电流不会沿救援井井身轴向流动。

主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232两端分别设有连接电极臂支撑架306和电极接触片234的螺纹孔；电极臂在安装电极接触片234的位置和与支撑臂507连接的位置设有通槽，提供电极接触片234、支撑臂507的张开与收合的空间；主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232的上端均通过支撑架与电极臂连接螺钉233与电极臂支撑架铰接；电极接触片234为与井壁接触的圆柱形薄片，分别安装在主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232的下端；电极接触片234的中心设有连接孔，电极接触片234采用十字槽沉头螺钉分别与主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232连接，电极接触片234是井下三电极系与井壁连接的媒介，用于向地层中注入低频交变电流。

如图11所示，地面供电设备，包括：220V交流电源、隔离变压器、高压整流滤波电路、第一DC/AC变换电路、第二DC/AC变换电路、电位差检测电路、低压变压器和低压整流滤波电路。

220V交流电源为井下三电极系的测量过程提供低频交变电流，220V交流电源的输出端分别与隔离变压器的输入端和低压变压器的输入端相连。

隔离变压器用于将220V交流电源与井下三电极系隔离以防止发生短路，隔离变压器的输出端与高压整流滤波电路的输入端相连；高压整流滤波电路用于将220V交流电变成300V的直流电，供后续第一DC/AC变换电路、第二DC/AC变换电路使用，高压整流滤波电路的两个输出端分别与第一DC/AC变换电路的输入端、第二DC/AC变换电路的输入端相连；第一DC/AC变换电路、第二DC/AC变换电路的作用为将300V直流电源变为电压可调、频率为2Hz的交流电源，分别为井下三电极系的屏蔽电极和主电极提供电流；第一DC/AC变换电路的输出端通过电位差检测电路与屏蔽电极相连，第二DC/AC变换电路的输出端通过电位差检测电路与主电极相连；电位差检测电路用于检测屏蔽电极和主电极的电位差，由此来控制第一DC/AC变换电路和第二DC/AC变换电路的输出电压，进而控制屏蔽电极和主电极的电流，使三组电极上的电位趋于相等；

低压变压器用于将220V电压变换为供电动推杆使用的24V电压，低压变压器的输出端与低压整流滤波电路的输入端相连；低压整流滤波电路用于将24V交流电压变换为直流电压，低压整流滤波电路的输出端接电动推杆，进而控制电动推杆的动作。

利用电流信号发射源井下三电极系向地层中注入电流进而进行救援井与事故井间距和方位确定的方法，包括如下步骤：

1、用铠装电缆将井下三电极系与井下探管下入井内目标位置，井下三电极系的主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232和支撑臂507均处于收合状态；井下三电极系的下端与井下探管之间用绝缘绳连接；

2、将低压整流滤波电路输出的直流电压加到井下电动推杆406上，电动推杆406推动电极推杆501做轴向滑动，弹簧止推环502随电极推杆501推动推靠弹簧504，推靠支撑滑块505在推靠弹簧504的作用下轴向移动撑开支撑臂，使主电极臂230、上屏蔽电极臂231、下屏蔽电极臂232张开，直至电极接触片234与井壁接触；

3、将经隔离变压器隔离、高压整流滤波电路后变为直流300V的电压经两组DC/AC变换电路变成电压可调、频率为2Hz的交流电源，分别通到井下主电极和屏蔽电极上，同时电位差检测电路不断检测主电极和屏蔽电极之间的电位差，当电位差不为零时，电位差检测电路输出控制信号，控制两组DC/AC变换电路，调节输出电压，最终使主电极和屏蔽电极之间的电位差为零；

4、将低压整流滤波电路输出的直流电压反向加到井下电动推杆406上，电动推杆406拉动三电极系的电极臂收回；

5、将井下三电极系上下移动位置，重复上述步骤，进行下一个测量过程，直至测量完毕，关闭地面供电设备，将井下三电极系和探管从井内取出。

Claims (7)

1.一种电流信号发射源井下三电极系，包括：上马龙头、下马龙头、电极系外壳、电极系推靠支撑机构、电极传导单元，其特征在于：上马龙头、下马龙头分别将电极系外壳的上端、下端封闭；电极系推靠支撑机构位于电极系外壳内，推动电极传导单元的开合；

上马龙头和下马龙头结构相同，上马龙头下端带有外螺纹、内部设有圆形通孔，与地面供电设备相连的铠装电缆通过该圆形通孔为井下三电极系供电；下马龙头上端带有外螺纹、内部设有圆形通孔，由该圆形通孔引出绝缘绳与位于井下三电极系下部的探管相连；

电极系外壳，包括：电极系上外壳单元、电极系下外壳单元；电极系上外壳单元为一圆筒壳体，电极系上外壳单元的上、下端均设有内螺纹；电极系下外壳单元为一圆筒壳体，上端设有外螺纹、下端设有内螺纹，电极系上外壳单元的下端与电极系下外壳单元的上端通过螺纹连接；上马龙头与电极系上外壳单元的上端螺纹连接，下马龙头与电极系下外壳单元的下端螺纹连接；电极系上外壳单元在左右两侧分别有三个长圆孔，左右两侧的长圆孔呈对称分布；电极系上外壳单元的中部设有第一支撑架定位圆孔、第二支撑架定位圆孔；

电极系推靠支撑机构，包括：支撑架上端扶正接头、第一支撑架中间扶正接头、第二支撑架中间扶正接头、支撑架下端扶正接头、滑动轴承、电极臂支撑架、电动推杆承压筒、滑动密封活塞、电动推杆、电动推杆密封壳、电动推杆承压筒密封接头、电动推杆定位螺杆、注油口油封螺钉、电极推杆、电动推杆与电极推杆连接螺栓、弹簧止推环、止推环定位螺钉、推靠弹簧、推靠支撑滑块、滑块限位销、支撑臂；支撑架上端扶正接头对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，支撑架上端扶正接头竖向中心设有通孔，通孔的下端安装有滑动轴承，侧部设有开口走线槽；支撑架上端扶正接头与电极臂支撑架通过支撑架扶正接头连接螺钉连接；

第一支撑架中间扶正接头对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，第一支撑架中间扶正接头竖向中心设有通孔，侧部设有开口走线槽；第一支撑架中间扶正接头侧部设有带内螺纹的定位孔，该定位孔与第一支撑架定位圆孔相对应，用以装配支撑架与上外壳单元定位螺钉，将第一支撑架中间扶正接头与电极系上外壳单元紧定；第一支撑架中间扶正接头与电极臂支撑架通过支撑架扶正接头连接螺钉连接；

第二支撑架中间扶正接头对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，第二支撑架中间扶正接头竖向中心设有通孔，通孔的下端安装有滑动轴承，第二支撑架中间扶正接头侧部设有开口走线槽，第二支撑架中间扶正接头侧部设有带内螺纹的定位孔，该定位孔与第二支撑架定位圆孔相对应，用以装配支撑架与上外壳单元定位螺钉，将第二支撑架中间扶正接头与电极系上外壳单元紧定；第二支撑架中间扶正接头与电极臂支撑架通过支撑架扶正接头连接螺钉连接；

支撑架下端扶正接头对称设置四个支架定位槽以及四个定位螺钉孔，支撑架下端扶正接头竖向中心设有通孔，侧部有开口走线槽；支撑架下端扶正接头下端设有内螺纹；支撑架下端扶正接头与电极臂支撑架通过支撑架扶正接头连接螺钉连接。

2.根据权利要求1所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，电极臂支撑架由四根方形的支撑杆组成，电极臂支撑架通过支撑架与支撑架扶正接头连接螺钉分别与支撑架上端扶正接头、第一支撑架中间扶正接头、第二支撑架中间扶正接头、支撑架下端扶正接头连接，构成稳定的支架；支撑杆上设有等距的主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂连接螺纹孔，主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂的上端通过支撑架与电极臂连接螺钉与支撑杆连接，两支撑杆提供给推靠支撑滑块轴向滑动的限位槽。

3.根据权利要求2所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，电动推杆承压筒两端设有外螺纹，电动推杆承压筒上端与支撑架下端扶正接头螺纹连接，电动推杆承压筒下端与电动推杆承压筒密封接头螺纹连接，电动推杆承压筒内装有电动推杆密封壳、电动推杆和滑动密封活塞。

4.根据权利要求3所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，滑动密封活塞设有内圆孔，滑动密封活塞装配在电动推杆承压筒内，其内圆孔与电极推杆配合；滑动密封活塞在筒内外压差的作用下作轴向滑动，自动平衡压力；滑动密封活塞外圆周与电动推杆承压筒的内侧通过活塞外密封O型圈密封，滑动密封活塞的内圆孔与电极推杆配合，并通过活塞内密封O型圈密封，以保证电动推杆承压筒的密封；

电动推杆装在电动推杆密封壳内，电动推杆密封壳体下端通过电动推杆定位螺杆与电动推杆承压筒密封接头连接，电动推杆上端与电极推杆采用电动推杆与电极推杆连接螺栓锁定，电动推杆为电极推杆作轴向滑动的动力源；

电动推杆承压筒密封接头上端设有内螺纹，电动推杆承压筒密封接头的上端与电动推杆承压筒的下端通过螺纹连接，电动推杆承压筒密封接头竖向中心设有安装电动推杆定位螺杆的通孔、侧部设有电缆走线槽、靠竖向中心处设有圆形的电缆通孔以及带内螺纹的注油口；电缆从电动推杆承压筒与电极系下外壳单元之间的外环空经过电动推杆承压筒密封接头的电缆走线槽，再由电缆通孔进入电动推杆承压筒内与电动推杆连通，电缆通孔在穿线后用环氧树脂封固；下部的注油口用注油口油封螺钉将注油口封堵；

电极推杆为圆形长杆，电极推杆下端设有连接销钉孔，上部均布三组等距的定位孔，用于对弹簧止推环、推靠支撑滑块的安装和定位；电极推杆与电动推杆通过电极推杆连接螺栓连接，电极推杆在电动推杆的推动作用下只作轴向滑动而不发生转动，滑动过程中通过支撑架上端扶正接头的滑动轴承和第二支撑架中间扶正接头中的滑动轴承支撑；

弹簧止推环设有内孔，弹簧止推环通过该孔与电极推杆滑动配合，弹簧止推环通过止推环定位螺钉等距的固定在电极推杆上；推靠支撑滑块两侧对称设有凹槽和定位孔，推靠支撑滑块用以铰接支撑臂的上端；在每组弹簧止推环、推靠支撑滑块之间装有推靠弹簧；推靠弹簧采用圆柱螺旋压缩弹簧；支撑臂为两端带有连接孔的长圆杆，两端通过推靠滑块与支撑臂连接螺钉分别与推靠支撑滑块和电极臂铰接，控制电极臂的张开与收合；电极推杆上的三组推靠支撑组件推动支撑臂撑开主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂。

5.根据权利要求4所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，电极传导单元，包括：主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂、电极接触片，主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂同平面内等间距分布；上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂分别排列在主电极臂的上、下两侧，主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂由支撑臂和电极臂支撑架的绝缘隔开，且主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂在张开与收回时不与电极系上外壳单元接触；

主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂两端分别设有连接电极臂支撑架和电极接触片的螺纹孔；电极臂在安装电极接触片的位置和与支撑臂连接的位置设有通槽，提供电极接触片、支撑臂的张开与收合的空间；主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂的上端均通过支撑架与电极臂连接螺钉与电极臂支撑架铰接；电极接触片为与井壁接触的圆柱形薄片，分别安装在主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂的下端；电极接触片的中心设有连接孔，电极接触片采用十字槽沉头螺钉分别与主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂连接。

6.根据权利要求5所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，地面供电设备，包括：220V交流电源、隔离变压器、高压整流滤波电路、第一DC/AC变换电路、第二DC/AC变换电路、电位差检测电路、低压变压器和低压整流滤波电路；220V交流电源的输出端分别与隔离变压器的输入端和低压变压器的输入端相连；隔离变压器的输出端与高压整流滤波电路的输入端相连；高压整流滤波电路的两个输出端分别与第一DC/AC变换电路的输入端、第二DC/AC变换电路的输入端相连；第一DC/AC变换电路的输出端通过电位差检测电路与屏蔽电极相连，第二DC/AC变换电路的输出端通过电位差检测电路与主电极相连；低压变压器的输出端与低压整流滤波电路的输入端相连；低压整流滤波电路的输出端接电动推杆。

7.一种利用电流信号发射源井下三电极系向地层中注入电流进而进行救援井与事故井间距和方位确定的方法，采用权利要求1-6之一所述的电流信号发射源井下三电极系，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、用铠装电缆将井下三电极系与井下探管下入井内目标位置，井下三电极系的主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂和支撑臂均处于收合状态；井下三电极系的下端与井下探管之间用绝缘绳连接；

(2)、将低压整流滤波电路输出的直流电压加到井下电动推杆上，电动推杆推动电极推杆做轴向滑动，弹簧止推环随电极推杆推动推靠弹簧，推靠支撑滑块在推靠弹簧的作用下轴向移动撑开支撑臂，使主电极臂、上屏蔽电极臂、下屏蔽电极臂张开，直至电极接触片与井壁接触；

(3)、将经隔离变压器隔离、高压整流滤波电路后变为直流300V的电压经两组DC/AC变换电路变成电压可调、频率为2Hz的交流电源，分别通到井下主电极和屏蔽电极上，同时电位差检测电路不断检测主电极和屏蔽电极之间的电位差，当电位差不为零时，电位差检测电路输出控制信号，控制两组DC/AC变换电路，调节输出电压，最终使主电极和屏蔽电极之间的电位差为零；

(4)、将低压整流滤波电路输出的直流电压反向加到井下电动推杆上，电动推杆拉动三电极系的电极臂收回；

(5)、将井下三电极系上下移动位置，重复上述步骤，进行下一个测量过程，直至测量完毕，关闭地面供电设备，将井下三电极系和探管从井内取出。