一种测量短接与石油钻井防碰撞无源检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测量短接与石油钻井防碰撞无源检测装置，所述测量短接包括磁芯线圈、可编程放大器、高阶低通滤波器、ADC、微处理器和电源，所述磁芯线圈由高导磁率磁芯和漆包线组成，所述漆包线绕于所述高导磁率磁芯的外表面，所述漆包线的电极与所述可编程放大器的信号输入端相连，所述可编程放大器的信号输出端与所述高阶低通滤波器的输入端相连，所述高阶低通滤波器的输出端与所述ADC的输入端相连，所述ADC的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器与所述电源电性连接；所述石油钻井防碰撞无源检测装置包括所述测量短接。本实用新型专利技术能够有效解决正钻井钻头与生产井之间距离的测量，有效的避免钻井过程中因碰撞所带来的巨大危害。

【技术实现步骤摘要】
一种测量短接与石油钻井防碰撞无源检测装置
本技术涉及石油开发
，特别涉及一种测量短接与石油钻井防碰撞无源检测装置。
技术介绍
随着石油开采的发展，高密度加密井增多，钻头与生产井相碰的事件时有发生，而一旦碰撞打穿生产井就会造成巨大的经济损失和安全风险。目前，有文献提出在生产井井下增加有源电磁波进行探测，防止发生碰撞。但是在实际应用中，在生产井不同位置加装有源电磁波发生装置难以实现。也有文献提出采用生产井井口测量声波的形式来判断钻头是否逼近，但因石油管柱长达几千米甚至上万米，声波瞬间非常大，且受到外界噪声干扰，难以实现钻头位置探测。
技术实现思路
针对上述问题，本技术旨在提供一种测量短接与石油钻井防碰撞无源检测装置。本技术的技术方案如下：一方面，提供一种测量短接，包括磁芯线圈、可编程放大器、高阶低通滤波器、ADC、微处理器和电源，所述磁芯线圈由高导磁率磁芯和漆包线组成，所述漆包线绕于所述高导磁率磁芯的外表面，所述漆包线的电极与所述可编程放大器的信号输入端相连，所述可编程放大器的信号输出端与所述高阶低通滤波器的输入端相连，所述高阶低通滤波器的输出端与所述ADC的输入端相连，所述ADC的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器与所述电源电性连接。作为优选，所述高导磁率磁芯为圆柱状，所述高导磁率磁芯的直径大于1cm，所述高导磁率磁芯的长度与直径的比值大于20。作为优选，所述漆包线均匀绕设在所述高导磁率磁芯的中间段，且所述高导磁率磁芯两端的非绕设漆包线的长度相等。>作为优选，所述漆包线的匝数大于1000匝。作为优选，所述可编程放大器采用差分输入的低噪声仪表放大器，所述低噪声仪表放大器的放大增益为1-10000倍可调节，所述低噪声仪表放大器的放大增益通过模拟电压调节，或通过数字接口调节，或通过后端反馈自动调节。作为优选，所述高阶低通滤波器采用有源RC低通滤波器或开关电容滤波器，所述高阶低通滤波器为100Hz低通，阶数大于等于4阶。作为优选，所述ADC采用分辨率大于等于16位的高分辨率ADC，所述ADC的采样率大于1Ksps。作为优选，所述微处理器采用低功耗微处理器，所述微处理器上设有SPI、UART、IIC中的任意一种或多种通信接口。另一方面，还提供一种石油钻井防碰撞无源检测装置，包括上述任意一种测量短接。作为优选，所述测量短接安装在钻柱与钻头之间。与现有技术相比，本技术具有如下优点：本技术的石油钻井防碰撞无源检测装置通过所述测量短接进行无源地磁检测，无需增加有源信号发生，能够使其在实际应用过程中能够适用于各种不同深度位置，且不受外界干扰，能够准确测量正钻井测量短接与已知生产井间的距离，从而获得钻头与已知生产井间的距离，有效的避免钻井过程中钻头与生产井发生碰撞，避免因碰撞所带来的巨大危害。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术测量短接的结构示意图。图中标号：B2-测量短接、1-高导磁率磁芯、2-漆包线、3-可编程放大器、4-高阶低通滤波器、5-ADC、6-微处理器、7-电源。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。如图1所示，一方面，本技术提供一种测量短接，包括磁芯线圈、可编程放大器3、高阶低通滤波器4、ADC5、微处理器6和电源7，所述磁芯线圈由高导磁率磁芯1和漆包线2组成，所述漆包线2绕于所述高导磁率磁芯1的外表面，所述漆包线2的电极与所述可编程放大器3的信号输入端相连，所述可编程放大器3的信号输出端与所述高阶低通滤波器4的输入端相连，所述高阶低通滤波器4的输出端与所述ADC5的输入端相连，所述ADC5的输出端与所述微处理器6的输入端相连，所述微处理器6与所述电源7电性连接。在一个具体的实施例中，所述高导磁率磁芯1为圆柱状，所述高导磁率磁芯1的直径大于1cm，所述高导磁率磁芯1的长度与直径的比值大于20，能够提高本技术的检测效果。可选地，所述高导磁率磁芯1采用坡莫合金材料制成，所述坡莫合金的初始相对磁导率大于等于20000，能够提高本技术的检测效果。在一个具体的实施例中，所述漆包线2均匀绕设在所述高导磁率磁芯1的中间段，且所述高导磁率磁芯1两端的非绕设漆包线的长度相等，能够提高本技术的检测效果。可选地，所述漆包线2的匝数大于1000匝，能够提高灵敏度。可选地，所述漆包线2的绕线区域占所述高导磁率磁芯1总长度的80％以下，能够提高效率。可选地，所述漆包线2采用耐热等级为C级的漆包线，在一个具体的实施例中，所述漆包线2采用聚酰亚胺制成。可选地，所述漆包线2采用纯铜材料制成。根据正钻井的钻井深度，最深深度的地层温度确定采用何种耐热等级的所述漆包线，地层越深，采用的漆包线耐热等级越高。在一个具体的实施例中，所述可编程放大器3采用差分输入的低噪声仪表放大器，所述低噪声仪表放大器的放大增益为1-10000倍可调节，所述低噪声仪表放大器的放大增益通过模拟电压调节，或通过数字接口调节，或通过后端反馈自动调节。可选地，所述低噪声仪表放大器采用日本瑞萨电子(Renesas)公司的型号为ISL28634的低噪声仪表放大器。在一个具体的实施例中，所述高阶低通滤波器4采用有源RC低通滤波器或开关电容滤波器，所述高阶低通滤波器为100Hz低通，阶数大于等于4阶。可选地，所述高阶低通滤波器4采用美国美信半导体(MAXIM)公司的型号为MAX293的高阶低通滤波器。在一个具体的实施例中，所述ADC5采用分辨率大于等于16位的高分辨率ADC，所述ADC5的采样率大于1Ksps。所述ADC5可以是独立的ADC芯片，也可以是所述微处理器内置的ADC。可选地，所述ADC5采用美国德州仪器(TexasInstruments)公司的型号为ADS1246的ADC。在一个具体的实施例中，所述微处理器6采用低功耗微处理器，所述微处理器6上设有SPI、UART、IIC中的任意一种或多种通信接口。所述低功耗微处理器能够节省能源，降低成本。可选地，所述微处理器6采用美国德州仪器(TexasInstruments)公司的型号为MSP430F2619S-HT的微处理器。另一方面，本技术还提供一种石油钻井防碰撞无源检测装置，包括上述任意一种测量短接B2。在一个具体的实施例中，所述测量短接B2安装在正钻井钻柱与钻头之间。在使用本技术时，因为已知生产井的套管为磁性材料，磁导率显著高于地层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量短接，其特征在于，包括磁芯线圈、可编程放大器、高阶低通滤波器、ADC、微处理器和电源，所述磁芯线圈由高导磁率磁芯和漆包线组成，所述漆包线绕于所述高导磁率磁芯的外表面，所述漆包线的电极与所述可编程放大器的信号输入端相连，所述可编程放大器的信号输出端与所述高阶低通滤波器的输入端相连，所述高阶低通滤波器的输出端与所述ADC的输入端相连，所述ADC的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器与所述电源电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量短接，其特征在于，包括磁芯线圈、可编程放大器、高阶低通滤波器、ADC、微处理器和电源，所述磁芯线圈由高导磁率磁芯和漆包线组成，所述漆包线绕于所述高导磁率磁芯的外表面，所述漆包线的电极与所述可编程放大器的信号输入端相连，所述可编程放大器的信号输出端与所述高阶低通滤波器的输入端相连，所述高阶低通滤波器的输出端与所述ADC的输入端相连，所述ADC的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器与所述电源电性连接。


2.根据权利要求1所述的测量短接，其特征在于，所述高导磁率磁芯为圆柱状，所述高导磁率磁芯的直径大于1cm，所述高导磁率磁芯的长度与直径的比值大于20。


3.根据权利要求1所述的测量短接，其特征在于，所述漆包线均匀绕设在所述高导磁率磁芯的中间段，且所述高导磁率磁芯两端的非绕设漆包线的长度相等。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的测量短接，其特征在于，所述漆包线的匝数大于1000匝。


5.根据权利要求1所述的测量短接，其特征在于，所述可编...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其军，唐红梅，温安仁，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51