本发明专利技术提供了一种救援井磁测量模拟实验装置以及方法。救援井磁测量模拟实验装置包括：事故井激励系统、救援井探测系统、几何标定系统、处理系统，其中，模拟井为模拟事故井以及模拟救援井，救援井探测系统环绕所述事故井激励系统设置，所述几何标定系统安装在所述救援井探测系统的两侧，所述救援井探测系统与所述处理系统连接。处理系统运行主动磁测量算法计算模拟井的测量位置关系，并将结果与几何标定值对比，从而实现主动磁测量误差模拟。通过模拟实验研究救援井主动磁测量方法的精度，为现场应用和算法改进提供实验基础。场应用和算法改进提供实验基础。场应用和算法改进提供实验基础。
【技术实现步骤摘要】
一种救援井磁测量模拟实验装置以及方法
[0001]本专利技术涉及井下探测实验设备
，尤其涉及一种救援井磁测量模拟实验装置以及方法。
技术介绍
[0002]我国对外原油依存度高，保证能源安全成为当务之急。但是，油气生产是一项高风险作业，发生高压井喷事故后损失巨大，亟需提高应急处置能力，坚决遏制重特大安全事故。一旦常规应急救援措施难以奏效，打救援井进行压井作业是最后的技术手段。
[0003]进行救援井施工，常规随钻测量累积误差随井深增加而显著增加。现有技术一般是通过主动磁测量来对事故井进行定位，逐步引导救援井与事故井进行连通。然而，救援井对井眼轨迹测控精度要求严格，磁导向测量技术直接现场应用的失败风险难以承担，目前国内外尚无针对此的实验研究。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种救援井磁测量模拟实验装置以及方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种救援井磁测量模拟实验装置，其包括：用于模拟事故井管柱聚集电流的事故井激励系统、用于模拟救援井中探管采集事故井管柱交变磁场信号的救援井探测系统、用于真实反映模拟井的几何位置关系的几何标定系统、用于计算以及分析磁测量误差的处理系统，其中，模拟井为模拟事故井以及模拟救援井，救援井探测系统环绕所述事故井激励系统设置，所述几何标定系统安装在所述救援井探测系统的两侧，所述救援井探测系统与所述处理系统连接。
[0006]采用本专利技术技术方案的有益效果是：处理系统运行主动磁测量算法计算模拟井的测量位置关系，并将结果与几何标定值对比，从而实现主动磁测量误差模拟。通过模拟实验研究救援井主动磁测量方法的精度，为现场应用和算法改进提供实验基础。
[0007]进一步地，还包括：用于控制事故井和救援井相对位置的液压控制系统，所述液压控制系统环绕所述事故井激励系统设置，所述救援井探测系统以及所述几何标定系统均安装在所述液压控制系统上。
[0008]采用上述进一步技术方案的有益效果是：事故井激励系统用于调节电流，液压控制系统用于调节事故井和救援井的相对距离以及方位，能够模拟不同参数(电流、距离和方位)下，主动磁测量计算结果的变化，为测量算法改进和救援井井眼轨迹控制提供模型参数和实验数据。使得救援井磁测量模拟实验装置能够自动控制，并自动提取模拟井的几何位置关系，建立笛卡尔坐标系，在台架尺寸已知的条件下，能够计算出各个点的真实坐标，实现较高的标定精度。
[0009]进一步地，所述液压控制系统包括：台架、悬臂、用于带动台架上下摆动的液压转盘以及液压机，所述台架为筒状框架结构，所述液压转盘安装在所述悬臂的底部，所述事故
井激励系统贯穿所述台架中心设置，所述液压转盘与所述台架的中部连接，所述液压机与所述液压转盘连接，所述救援井探测系统安装在所述台架上。
[0010]采用上述进一步技术方案的有益效果是：液压机驱动液压油到悬臂下方的液压转盘，液压转盘带动台架上下摆动，完成台架空间的旋转，液压机驱动液压油到台架，使得台架夹紧探管，实现直导线中模拟事故井和探管坐标的变化。使得救援井磁测量模拟实验装置能够自动控制，并自动提取模拟井的几何位置关系，实现较高的标定精度。
[0011]进一步地，所述事故井激励系统包括：激励电源、变阻器、直导线以及钢丝网，所述激励电源与所述变阻器连接，所述直导线的两端分别对应与所述激励电源以及所述变阻器连接，所述直导线围成矩形电流回路，所述钢丝网包裹在所述直导线的外侧，所述直导线的中部裸露在外侧，所述救援井探测系统环绕所述直导线的中部设置。
[0012]采用上述进一步技术方案的有益效果是：激励电源用于发出0.1～50Hz，0.1～10A的交流电，能够显示电路中电流的大小、频率等参数，模拟主动磁测量的电极和地面电源部分；变阻器用于二次调节电流，确保直导线形成的电路不过载，并防止电路短路；直导线用于形成矩形电流回路，穿过位于台架两端的刻度表盘的一条直导线模拟事故井，通有电流的直导线模拟事故井聚集电流，背离台架的三条直导线用钢丝网包裹，使得电路中另外三条直导线用钢丝网进行磁场屏蔽，避免形成的磁场对救援井探测系统产生干扰，使得救援井磁测量模拟实验装置不受外界磁场的干扰，真实反映井下电磁场激发和采集的过程，确保装置与真实工况的相似性。
[0013]进一步地，所述救援井探测系统包括：探管以及电缆，所述探管环绕所述事故井激励系统设置，所述探管通过所述电缆与所述处理系统连接。
[0014]采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过探管模拟救援井，并采集事故井管柱交变磁场信号，便于处理系统对交变磁场信号进行计算以及分析。
[0015]进一步地，所述探管内部安装有三轴磁通门传感器以及三轴加速度传感器，所述三轴磁通门传感器以及所述三轴加速度传感器分别通过所述电缆与所述处理系统连接。
[0016]采用上述进一步技术方案的有益效果是：探管内的三轴磁通门传感器用于采集事故井管柱交变磁场信号，三轴加速度传感器用于采集探管自身的重力加速度值，并通过电缆传输到处理设备中。
[0017]进一步地，所述几何标定系统为一对刻度表盘，所述刻度表盘上设有多个用于安装救援井探测系统的卡槽，多个所述卡槽环绕设置在所述刻度表盘上，所述事故井激励系统贯穿所述刻度表盘的中心位置，一对所述刻度表盘安装在所述救援井探测系统的两侧，所述刻度表盘上设有用于标定事故井激励系统与救援井探测系统距离的刻度以及用于标定救援井探测系统与刻度表盘竖直径向中线之间的相对角度。
[0018]采用上述进一步技术方案的有益效果是：刻度表盘用于真实反映模拟井的几何位置关系，将液压系统控制直导线中模拟事故井和探管的坐标传输到处理设备中。
[0019]此外，本专利技术还提供了一种救援井磁测量模拟实验方法，基于上述任意一项所述的一种救援井磁测量模拟实验装置，救援井磁测量模拟实验方法包括：
[0020]步骤一、事故井激励系统发出用于模拟事故井管柱聚集电流，形成交变磁场；
[0021]步骤二、救援井探测系统采集所述交变磁场信息，并将所述交变磁场信息输送至处理系统；
[0022]步骤三、处理系统根据交变磁场信息计算出第一模拟井的位置关系数据；
[0023]步骤四、处理系统获取几何标定系统上传的第二模拟井的位置关系数据；
[0024]步骤五、处理系统将第一模拟井的位置关系数据与第二模拟井的位置关系数据进行比对，生成磁测量误差信息。
[0025]采用本专利技术技术方案的有益效果是：处理系统运行主动磁测量算法计算模拟井的测量位置关系，并将结果与几何标定值对比，从而实现主动磁测量误差模拟。通过模拟实验研究救援井主动磁测量方法的精度，为现场应用和算法改进提供实验基础。
[0026]进一步地，所述步骤五之后包括：液压控制系统控制事故井和救援井的相对位置发生变化；
[0027]和/或，事故井激励系统控制模拟事故井管柱聚集电流发生变化；
[0028]重复进行步骤一至步骤五本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种救援井磁测量模拟实验装置，其特征在于，包括：用于模拟事故井管柱聚集电流的事故井激励系统(1)、用于模拟救援井中探管采集事故井管柱交变磁场信号的救援井探测系统(2)、用于真实反映模拟井的几何位置关系的几何标定系统(3)、用于计算以及分析磁测量误差的处理系统(4)，其中，模拟井为模拟事故井以及模拟救援井，救援井探测系统(2)环绕所述事故井激励系统(1)设置，所述几何标定系统(3)安装在所述救援井探测系统(2)的两侧，所述救援井探测系统(2)与所述处理系统(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种救援井磁测量模拟实验装置，其特征在于，还包括：用于控制事故井和救援井相对位置的液压控制系统(5)，所述液压控制系统(5)环绕所述事故井激励系统(1)设置，所述救援井探测系统(2)以及所述几何标定系统(3)均安装在所述液压控制系统(5)上。3.根据权利要求2所述的一种救援井磁测量模拟实验装置，其特征在于，所述液压控制系统(5)包括：台架(6)、悬臂(7)、用于带动台架(6)上下摆动的液压转盘(8)以及液压机(9)，所述台架(6)为筒状框架结构，所述液压转盘(8)安装在所述悬臂(7)的底部，所述事故井激励系统(1)贯穿所述台架(6)中心设置，所述液压转盘(8)与所述台架(6)的中部连接，所述液压机(9)与所述液压转盘(8)连接，所述救援井探测系统(2)安装在所述台架(6)上。4.根据权利要求1所述的一种救援井磁测量模拟实验装置，其特征在于，所述事故井激励系统(1)包括：激励电源(10)、变阻器(11)、直导线(12)以及钢丝网(13)，所述激励电源(10)与所述变阻器(11)连接，所述直导线(12)的两端分别对应与所述激励电源(10)以及所述变阻器(11)连接，所述直导线(12)围成矩形电流回路，所述钢丝网(13)包裹在所述直导线(12)的外侧，所述直导线(12)的中部裸露在外侧，所述救援井探测系统(2)环绕所述直导线(12)的中部设置。5.根据权利要求1所述的一种救援井磁测量模拟实验装置，其特征在于，所述救援井探测系统(2)包括：探管(14)以及电缆(15)，所述探管(14)环...
【专利技术属性】
技术研发人员：车阳，乔磊，袁光杰，杜卫强，林盛杰，王辰龙，何爱国，蓝海峰，王开龙，任宪可，刘奕杉，董胜祥，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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