CN111197462A - 磁信号发射装置 - Google Patents

磁信号发射装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111197462A
CN111197462A CN201811286549.6A CN201811286549A CN111197462A CN 111197462 A CN111197462 A CN 111197462A CN 201811286549 A CN201811286549 A CN 201811286549A CN 111197462 A CN111197462 A CN 111197462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turntable
supporting
magnetic signal
solenoids
solenoid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811286549.6A
Other languages
English (en)
Inventor
吴益泉
乔磊
范培焰
杜卫强
刘艳辉
杨松
崔长志
王开龙
王佐
董胜祥
张盼军
熊翦
赵忠杰
方正旗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
China Petroleum Pipeline Engineering Corp
Original Assignee
China National Petroleum Corp
CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
China Petroleum Pipeline Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd, China Petroleum Pipeline Engineering Corp filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN201811286549.6A priority Critical patent/CN111197462A/zh
Publication of CN111197462A publication Critical patent/CN111197462A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02—Determining slope or direction
    • E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism

Abstract

本发明公开了一种磁信号发射装置，该磁信号发射装置包括支撑台、转盘、螺线管支架和两个螺线管，支撑台包括支撑板和连接在支撑板上的多个支撑腿，转盘转动设置在支撑板上，螺线管支架设置在转盘上，两个螺线管均支撑在螺线管支架上且均平行于转盘，两个螺线管的轴线在转盘上的正投影相交且垂直，通过多个支撑腿将支撑板支撑在施工地面，在支撑板上设置转盘，在转盘上设置螺线管支架，可以转动转盘，调整螺线管的方向，使其中一个螺线管与预定轨迹所在的竖直平面平行，可以方便螺线管的布置，且螺线管所产生的磁场比直导线强得多，提高了钻头的导向定位精度。

Description

磁信号发射装置
技术领域
本发明涉及水平定向钻进导向技术领域，特别涉及一种磁信号发射装置。
背景技术
非开挖定向穿越施工可以用于铺设地下管线、进行地质勘探或资源开采。在施工时，会先设定好钻头的入土点和出土点以及预定轨迹，使钻头沿预定轨迹钻进，从而钻出所需要的井眼。
为了确保钻头在施工过程中能够沿预定轨迹钻进，需要对钻头进行导向定位。目前在施工时，钻头上会设置三轴磁力计，在施工地面设置一段直导线，直导线与预定轨迹所在的竖直平面平行。三轴磁力计检测钻头处的磁场强度，根据磁场强度的大小和方向可以确定钻头相对直导线的位置，以对钻头进行导向定位。直导线产生的磁场弱，导致钻头的导向定位精度较低，且直导线的布置也会影响产生的磁场，从而影响导向定位的精度，但是施工现场环境通常较差，不便于直导线的布置。
发明内容
本发明实施例提供了一种磁信号发射装置，能够提高钻头的导向定位精度。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种磁信号发射装置，包括支撑台、转盘、螺线管支架和两个螺线管，所述支撑台包括支撑板和连接在所述支撑板上的多个支撑腿，所述转盘转动设置在所述支撑板上，所述螺线管支架设置在所述转盘上，所述两个螺线管均支撑在所述螺线管支架上且均平行于所述转盘，所述两个螺线管的轴线在所述转盘上的正投影相交且垂直。
可选地，所述螺线管支架包括两块第一立板和两块第二立板，所述两块第一立板绕所述转盘的中心圆周对称布置，所述两块第二立板绕所述转盘的中心圆周对称布置，所述两块第一立板和所述两块第二立板上均设置有V型槽，所述两个螺线管中的一个螺线管的两端分别支撑在所述两块第一立板的V型槽中，所述两个螺线管中的另一个螺线管的两端分别支撑在所述两块第二立板的V型槽中。
可选地，所述支撑板上设置有用于锁紧所述转盘的转盘锁紧机构。
可选地，所述转盘锁紧机构包括沿所述转盘的周向间隔布置的多个螺栓插装板，每个所述螺栓插装板上分别螺纹连接有顶紧螺栓，所述顶紧螺栓用于顶紧所述转盘的表面。
可选地，所述支撑腿包括长度可调的支撑杆，所述支撑杆的一端与所述支撑板连接。
可选地，所述支撑杆包括螺杆、调节管和撑杆，所述螺杆的一端与所述支撑板连接，所述螺杆的另一端与所述调节管的一端同轴螺纹连接，所述撑杆可转动地同轴插装在所述调节管的另一端中，所述撑杆与所述调节管轴向限位连接。
可选地，所述支撑腿还包括撑板，所述支撑杆的另一端与所述撑板连接。
可选地，所述支撑腿与所述支撑板铰接。
可选地，所述转盘上还设置有水平仪。
可选地，所述水平仪位于所述转盘的中心。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过设置支撑台，由于支撑台包括支撑板和多个支撑腿，因此可以通过多个支撑腿将支撑板支撑在施工地面。通过在支撑板上设置转盘，在转盘上设置螺线管支架，在螺线管支架上设置两个螺线管，使得可以转动转盘，调整两个螺线管的方向，使其中一个螺线管与预定轨迹所在的竖直平面平行，可以方便螺线管的布置，通过设置两个相互垂直的螺线管，钻头上的三轴磁力计可以分别检测两个螺线管在钻头处的磁场强度，根据磁场强度的大小和方向准确确定出钻头相对磁信号发射装置的位置，且螺线管所产生的磁场比直导线强得多，提高了钻头的导向定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种磁信号发射装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种磁信号发射装置的局部示意图；
图3是本发明实施例提供的一种支撑腿的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种支撑杆的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的钻头导向定位过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种磁信号发射装置的结构示意图。如图1所示，该磁信号发射装置包括支撑台10、转盘20、螺线管支架30和两个螺线管40。
支撑台10包括支撑板11和连接在支撑板11上的多个支撑腿12，转盘20转动设置在支撑板11上，螺线管支架30设置在转盘20上，两个螺线管40均支撑在螺线管支架30上且均平行于转盘20，两个螺线管40的轴线在转盘20上的正投影相交且垂直。
通过设置支撑台，由于支撑台包括支撑板和多个支撑腿，因此可以通过多个支撑腿将支撑板支撑在施工地面。通过在支撑板上设置转盘，在转盘上设置螺线管支架，在螺线管支架上设置两个螺线管，使得可以转动转盘，调整两个螺线管的方向，使其中一个螺线管与预定轨迹所在的竖直平面平行，可以方便螺线管的布置，通过设置两个相互垂直的螺线管，钻头上的三轴磁力计可以分别检测两个螺线管在钻头处的磁场强度，根据磁场强度的大小和方向准确确定出钻头相对磁信号发射装置的位置，且螺线管所产生的磁场比直导线强得多，提高了钻头的导向定位精度。
参照图1，转盘20上还可以设置有水平仪60。设置水平仪60可以方便将转盘20调节至水平，进一步有利于磁信号发射装置的安放。
进一步地，水平仪60可以位于转盘20的中心。将水平仪60设置在转盘20的中心位置，可以更好地调平转盘20。
可选地，水平仪60可以是圆形水平仪，圆形水平仪在检测水平时，可以检测在水平面内任意方向上的水平，确保转盘20能够调节至水平状态。
两个螺线管40的轴线的中点在转盘20上的正投影重合，这样可以使两个螺线管形成的叠加后的磁场更加对称，有利于提高导向定位的精度。
如图1所示，螺线管支架30可以包括两块第一立板31和两块第二立板32。两块第一立板31绕转盘20的中心圆周对称布置，两块第二立板32绕转盘20的中心圆周对称布置。两块第一立板31和两块第二立板32上均设置有V型槽30a，两个螺线管40中的一个螺线管40的两端分别支撑在两块第一立板31的V型槽30a中，两个螺线管40中的另一个螺线管40的两端分别支撑在两块第二立板32的V型槽30a中。螺线管支架30结构简单，制作方便。V型槽30a可以方便支撑圆柱状的螺线管40。
在垂直于转盘20的方向上，两块第一立板31的高度可以小于两块第二立板32的高度，使两个螺线管40高低布置。两块第一立板31和两块第二立板32可以焊接在转盘20上。
两块第一立板31和两块第二立板32上还可以分别连接有一块平板33，两块第一立板31和两块第二立板32均与平板33垂直，通过将平板33与转盘20连接，以安装螺线管支架30。平板33可以与转盘20焊接，或者也可以将平板33与转盘20通过螺栓连接。
转盘20可以通过滚动轴承安装在支撑台10上，以方便转盘20的转动。转盘20的直径可以为0.8m～1.2m，例如转盘20的直径设置为1m。
如图1所示，支撑板11上还可以设置有用于锁紧转盘20的转盘锁紧机构50。在放置磁信号发射装置时，调整转盘20后，通过转盘锁紧机构50锁紧转盘20，可以避免在施工过程中转盘20发生转动而影响钻头的导向定位。
示例性地，转盘锁紧机构50可以包括沿转盘20的周向间隔布置的多个螺栓插装板51，每个螺栓插装板51上分别螺纹连接有顶紧螺栓52，顶紧螺栓52用于顶紧转盘20的表面。如图1所示，顶紧螺栓52可以沿转盘20的径向布置，顶紧螺栓52与转盘20共面。在调整转盘20后，拧动顶紧螺栓52，使顶紧螺栓52顶紧在转盘20的边缘，从而使转盘20无法继续转动。
进一步地，顶紧螺栓52的端部可以设置橡胶片53，橡胶片53可以增大摩擦力，使顶紧螺栓52可以更好地顶紧转盘20。
图2是本发明实施例提供的另一种磁信号发射装置的局部示意图。如图2所示，顶紧螺栓52也可以平行于转盘20的转轴布置，顶紧螺栓52在转盘20上的正投影位于转盘20上，通过拧紧顶紧螺栓52，使顶紧螺栓52顶紧在转盘20的表面上，也可以锁紧转盘20，使转盘20无法继续转动。
支撑腿12可以包括长度可调的支撑杆，支撑杆的一端与支撑板11连接。在放置磁信号发射装置时，可以分别调节多根支撑杆120的长度，方便将支撑板11调节至水平。
可选地，支撑腿12可以与支撑板11铰接。这样可以转动支撑腿12，更加方便调节支撑板11的姿态，使支撑板11水平。此外，在不需要使用磁信号发射装置时，还可以转动支撑腿12，收起支撑腿12，减小磁信号发射装置所占空间。
图3是本发明实施例提供的一种支撑腿的结构示意图。如图3所示，支撑腿12还可以包括撑板125，支撑杆120的另一端与撑板125连接。撑板125可以增大支撑腿12与地面的接触面积，使支撑腿12更加稳定。
参照图1，支撑板11的边缘可以设置耳板111，支撑腿12通过耳板111铰接在支撑板11上。耳板111与支撑腿12之间可以通过螺栓和螺母连接。通过调节螺栓和螺母，使耳板111与支撑腿12之间具有一定的摩擦力，从而可以在施加外力调节支撑腿12时支撑腿12可以相对支撑板11转动，在撤去外力时，支撑腿12可以相对支撑板11静止。
图4是本发明实施例提供的一种支撑杆的结构示意图。如图4所示，支撑杆120可以包括螺杆121、调节管122和撑杆123。螺杆121的一端与支撑板11连接，螺杆121的另一端与调节管122的一端同轴螺纹连接。撑杆123可转动地同轴插装在调节管122的另一端中，撑杆123与调节管122轴向限位连接。在将磁信号发射装置放置在施工场地后，撑杆123支撑在地面上，通过拧动调节管122，可以将螺杆121旋入或旋出调节管122，从而调节支撑杆120的长度，将支撑板11调节至水平。
如图4所示，撑杆123上可以设置有环形凹槽123a，调节管122与撑杆123连接的一端可以设置有内凸缘1231，内凸缘1231位于环形凹槽123a中，这样在拧动调节管122时，撑杆123在地面的摩擦力作用下不发生转动，调节管122可以与撑杆123相对转动。
撑杆123的中部可以具有一沿撑杆123的径向向外延伸的环形裙板124，这样在安放磁信号发射装置时，可以将撑杆123插入到泥土中，环形裙板124可以支撑在地面，使磁信号发射装置安放的更加稳定。
进一步地，撑杆123的远离调节管122的一端可以呈锥形，这样可以方便将撑杆123插入到泥土中，使用更加方便。
以下对磁信号发射装置的使用进行简单的说明：
将磁信号发射装置置于施工现场，使转盘保持水平，转动转盘，使两个螺线管中的一个螺线管的轴线与预定轨迹所在竖直平面平行，对两个螺线管通电，形成磁场。例如可以分别通入频率为2Hz的正弦波交流电，可以产生大于3000Am2的磁矩。两个螺线管中通入的正弦波交流电可以有90°相位差。由于两个螺线管之间的间距相比于预定轨迹的长度要小得多，因此可以近似认为两个螺线管位于同一平面内。如图5所示，以两个螺线管的轴线为第一坐标轴X和第二坐标轴Y，以重力g方向为第三坐标轴，建立直角坐标系。两个螺线管在钻头处的磁场强度的大小和方向均满足毕奥萨法尔定理。图5中，两个螺线管在钻头处的磁场强度分别为H1和H2，xHi为垂直于H1和H2的单位向量，m1和m2分别为两个螺线管的磁矩。
通过钻头上的三轴磁力计测定两个螺线管在钻头处的磁场强度，根据毕奥萨法尔定理可以得到钻头相对于直角坐标系原点的直线距离R、钻头与直角坐标系原点的连线与重力方向的夹角α、钻头在水平面A内的正投影与直角坐标系原点的连线r和第一坐标轴(或第二坐标轴)的夹角θ，即得到了钻头相对于直角坐标系原点的位置，实现钻头的导向定位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁信号发射装置，其特征在于，包括支撑台(10)、转盘(20)、螺线管支架(30)和两个螺线管(40)，所述支撑台(10)包括支撑板(11)和连接在所述支撑板(11)上的多个支撑腿(12)，所述转盘(20)转动设置在所述支撑板(11)上，所述螺线管支架(30)设置在所述转盘(20)上，所述两个螺线管(40)均支撑在所述螺线管支架(30)上且均平行于所述转盘(20)，所述两个螺线管(40)的轴线在所述转盘(20)上的正投影相交且垂直。
2.根据权利要求1所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述螺线管支架(30)包括两块第一立板(31)和两块第二立板(32)，所述两块第一立板(31)绕所述转盘(20)的中心圆周对称布置，所述两块第二立板(32)绕所述转盘(20)的中心圆周对称布置，所述两块第一立板(31)和所述两块第二立板(32)上均设置有V型槽(30a)，所述两个螺线管(40)中的一个螺线管(40)的两端分别支撑在所述两块第一立板(31)的V型槽(30a)中，所述两个螺线管(40)中的另一个螺线管(40)的两端分别支撑在所述两块第二立板(32)的V型槽(30a)中。
3.根据权利要求1所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述支撑板(11)上设置有用于锁紧所述转盘(20)的转盘锁紧机构(50)。
4.根据权利要求3所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述转盘锁紧机构(50)包括沿所述转盘(20)的周向间隔布置的多个螺栓插装板(51)，每个所述螺栓插装板(51)上分别螺纹连接有顶紧螺栓(52)，所述顶紧螺栓(52)用于顶紧所述转盘(20)的表面。
5.根据权利要求1所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述支撑腿(12)包括长度可调的支撑杆(120)，所述支撑杆(120)的一端与所述支撑板(11)连接。
6.根据权利要求5所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述支撑杆(120)包括螺杆(121)、调节管(122)和撑杆(123)，所述螺杆(121)的一端与所述支撑板(11)连接，所述螺杆(121)的另一端与所述调节管(122)的一端同轴螺纹连接，所述撑杆(123)可转动地同轴插装在所述调节管(122)的另一端中，所述撑杆(123)与所述调节管(122)轴向限位连接。
7.根据权利要求5所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述支撑腿(12)还包括撑板(125)，所述支撑杆(120)的另一端与所述撑板(125)连接。
8.根据权利要求1所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述支撑腿(12)与所述支撑板(11)铰接。
9.根据权利要求1所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述转盘(20)上还设置有水平仪(60)。
10.根据权利要求9所述的磁信号发射装置，其特征在于，所述水平仪(60)位于所述转盘(20)的中心。
CN201811286549.6A 2018-10-31 2018-10-31 磁信号发射装置 Pending CN111197462A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811286549.6A CN111197462A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 磁信号发射装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811286549.6A CN111197462A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 磁信号发射装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111197462A true CN111197462A (zh) 2020-05-26

Family

ID=70743719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811286549.6A Pending CN111197462A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 磁信号发射装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111197462A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115012915A (zh) * 2022-06-02 2022-09-06 中国石油天然气集团有限公司 基于直导线的磁场定位方法、系统、装置、设备及介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5513710A (en) * 1994-11-07 1996-05-07 Vector Magnetics, Inc. Solenoid guide system for horizontal boreholes
US6626252B1 (en) * 2002-04-03 2003-09-30 Vector Magnetics Llc Two solenoid guide system for horizontal boreholes
CN1769645A (zh) * 2004-11-03 2006-05-10 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进导向定位方法及定位仪
CN205333077U (zh) * 2016-01-04 2016-06-22 黑龙江工程学院 一种易操作地理测绘标尺
CN205655041U (zh) * 2016-05-31 2016-10-19 南京江源测绘有限公司 一种测绘仪器用支架
CN206055132U (zh) * 2016-05-31 2017-03-29 南京江源测绘有限公司 一种测绘仪支架
CN206496166U (zh) * 2017-01-27 2017-09-15 深圳市华思特科技有限公司 一种智能安防一体化平台
CN208025082U (zh) * 2018-02-08 2018-10-30 林新海 一种测绘辅助装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5513710A (en) * 1994-11-07 1996-05-07 Vector Magnetics, Inc. Solenoid guide system for horizontal boreholes
US6626252B1 (en) * 2002-04-03 2003-09-30 Vector Magnetics Llc Two solenoid guide system for horizontal boreholes
CN1769645A (zh) * 2004-11-03 2006-05-10 长沙中联重工科技发展股份有限公司 水平定向钻进导向定位方法及定位仪
CN205333077U (zh) * 2016-01-04 2016-06-22 黑龙江工程学院 一种易操作地理测绘标尺
CN205655041U (zh) * 2016-05-31 2016-10-19 南京江源测绘有限公司 一种测绘仪器用支架
CN206055132U (zh) * 2016-05-31 2017-03-29 南京江源测绘有限公司 一种测绘仪支架
CN206496166U (zh) * 2017-01-27 2017-09-15 深圳市华思特科技有限公司 一种智能安防一体化平台
CN208025082U (zh) * 2018-02-08 2018-10-30 林新海 一种测绘辅助装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115012915A (zh) * 2022-06-02 2022-09-06 中国石油天然气集团有限公司 基于直导线的磁场定位方法、系统、装置、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102998633B (zh) 一种磁共振成像超导磁体中心区磁场测量装置
CN202066511U (zh) 一种角度可调节的激光枪安装底座
US20150083409A1 (en) Rotationally-independent wellbore ranging
CN105604540B (zh) 一种悬浮式重锤测斜仪及测量方法
CN111197462A (zh) 磁信号发射装置
CN102226698B (zh) 一种重锤式测斜仪
CN203224611U (zh) 一种磁共振成像超导磁体中心区磁场测量装置
CN201083511Y (zh) 万向安装支架
CN103809218B (zh) Tem井中磁探头的校准装置及校准方法
CN215669648U (zh) 立柱桩格构柱方向控制装置
US3911589A (en) Adjustable support base for a field measurement device
CN212201954U (zh) 一种提高爆破钻孔精度的装置
CN205861067U (zh) 带磁方位角定位的可自校准式井斜仪校准装置
CN104535044A (zh) 变位式土体分层沉降变形监测系统
JP2010007734A (ja) 位置出し装置
CN103291724A (zh) 巷道围岩收敛变形监测定位螺母及其使用方法
CN107870367A (zh) 井下检波器测向系统及方法
CN210141123U (zh) 深孔定向测试装置
CN209083279U (zh) 一种用于检验钻孔数据的验孔器
CN218211950U (zh) 一种转弯半径测试设备
CN207019660U (zh) 用于支撑沉降观测立尺的支撑架
CN217462024U (zh) 一种用于水平定向钻施工的探测装置
CN212456126U (zh) 一种测绘用三脚架
CN216010260U (zh) 一种地质测绘仪器升降支架
CN111336997A (zh) 一种室内设计测量放线装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200526

RJ01 Rejection of invention patent application after publication