本发明专利技术公开了一种位置测量装置及方法，该一种位置测量装置包括：短节串列、收发单元、控制单元和/或信号采集单元，用于穿过曲率半径在预设范围内的高曲率井段，探测仪器容置井与目标井的位置关系；短节串列包括：以铰接方式相连接的至少一个收发短节、多个传送短节；收发短节上设置有用于收发探测信号的信号收发单元；还包括控制单元和/或信号采集单元，控制单元用于控制信号收发单元发射信号，信号采集单元用于采集信号收发单元接收到的探测信号；多个传送短节用于串接高通过性短节串列或用于连接收发短节及容置短节。本发明专利技术可以在高曲率井段及其延伸井段内实现双平行井或连通井作业。作业。作业。
【技术实现步骤摘要】
一种位置测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及油气勘探
，尤其涉及一种位置测量装置及方法。
技术介绍
[0002]地下资源的开发需要大量采用井下仪器实现一口井与另外一口井的连通井，或，采用一口井平行于另外一口井钻探。现有技术可以针对垂直井、斜井、分支井进行连通井或者双平行井钻探。然而现有的连通井仪器或双平行井仪器无法通过曲率半径小于30米的高曲率井段或分支井段，尤其是无法通过曲率半径小于10米的极短半径井段或极短半径分支井段，这限制了高曲率井眼的连通井或双平行井的作业，增加了迆难度，阻碍了井旁资源的开发和评价。技术背景中描述的双平行井中主要应用为双水平井，在稠油开发中有大量的应用。本专利技术主要解决的技术问题是实现某条高曲率分支井与另外一口目标井的平行钻井，该技术可实现多条相互平行的高曲率分支井，在地热开采以及其他地下资源开发中最大限度的与储层接触。此外，该技术还可以实现某条高曲率分支井与其他井眼的连通。
技术实现思路
[0003]本专利技术实施例提供一种位置测量装置，用以实现高曲率分支井与目标经的连通作业或实现双平行井钻井作业。能提高地下资源开发的经济效益，降低施工井段的作业难度，该装置包括：
[0004]短节串列、控制单元和/或信号采集单元，用于穿过曲率半径在预设范围内的井眼；
[0005]所述短节串列包括：以铰接的方式相连接的至少一个收发短节和多个传送短节；
[0006]所述收发短节上设置有用于收发探测信号的信号收发单元；
[0007]所述控制单元和/或信号采集单元通过跨接测量线路与所述信号收发单元电连接，当所述控制单元和/或信号采集单元为控制单元时则用于控制所述信号收发单元发射信号，当所述控制单元和/或信号采集单元为信号采集单元时则用于采集所述信号收发单元接收到的探测信号；
[0008]还包括位置解算单元，能利用采集的探测信号解算目标井与仪器容置井的相对位置关系，所述位置解算单元与控制单元和/或信号采集单元采用通讯线路连接。
[0009]可选的，所述装置还包括：钻柱，设置于所述短节串列的上方，用于传送所述短节串列进入所述井眼；
[0010]至少一个容置短节用于容置控制单元和/或信号采集单元，所述容置短节以铰接的方式串接于所述短节串列中任意位置，或，所述容置短节设置于所述短节串列的上方，或，所述容置短节设置于所述短节串列的下方；
[0011]所述钻柱设置于主井眼中，用于传送其下端设置的短节串列进入分支井，所述短节串列的长度大于分支井段中待测区段的轴线长度，所述分支井段包括高曲率造斜井段及其延伸井段，所述高曲率造斜井段的曲率半径范围为0
‑
60m。
[0012]可选的，至少一个容置短节用于容置所述位置解算单元，用于容置所述位置解算单元的所述容置短节以铰接的方式串接于所述短节串列中任意位置，或，用于容置所述位置解算单元的所述容置短节设置于所述短节串列的上方，或，用于容置所述位置解算单元的所述容置短节设置于所述短节串列的下方；
[0013]所述收发短节、所述容置短节、所述传送短节的轴线长度均小于或等于所述传送短节外直径的5倍。
[0014]可选的，所述装置还包括：顺次电连接的下通讯电路、跨接线路、上通讯电路和泥浆脉冲器；
[0015]所述下通讯电路与所述控制单元和/或信号采集单元电连接；
[0016]所述下通讯电路用于将来自所述控制单元和/或信号采集单元的探测信号通过所述跨接线路传递给所述上通讯电路，并通过所述上通讯电路传递至设置于短节串列上方的泥浆脉冲器；
[0017]所述泥浆脉冲器用于将探测信号经钻柱发送至井口处的接收端。
[0018]可选的，所述装置还包括：至少一个信标，所述信标设置于目标井中，所述信标中设置有换能器、电机、磁体、线圈或天线，所述信标能发送声信号、电场、磁场或电磁波，能辅助一种位置测量装置探测目标井的信息。
[0019]可选的，所述信号收发单元包括：至少两个收发线圈，采用电磁波的形式发射和/或接收信号；
[0020]每个所述收发线圈设置在一个对应的所述收发短节上一种位置测量装置。
[0021]可选的，所述信号收发单元包括：至少两个换能器，采用声波的形式发射和/或接收信号；
[0022]每个所述换能器设置在一个对应的所述收发短节上一种位置测量装置。
[0023]可选的，包括至少一个电磁波发射单元和至少两个电磁波接收单元；所述电磁波发射单元用于产生电磁场，在目标井中的金属套管或金属钻具上产生感应信号，所述电磁波接收单元用于接收来自目标井中的金属套管或金属钻具反馈的信号；
[0024]所述电磁波发射单元包括发射线圈，所述电磁波接收单元包括电磁波接收线圈。
[0025]可选的，所述信号收发单元包括电极，采用发射和接收电流的形式发射和/或接收信号；
[0026]所述一种位置测量装置包含至少两个载有电极的所述信号收发单元。
[0027]可选的，所述装置包括多个相互电连接的所述控制单元和/或信号采集单元；
[0028]多个所述控制单元和/或信号采集单元用于协同控制多个信号收发单元。
[0029]可选的，所述装置还包括：弹性件，贯穿于所述短节串列中，用于使多个所述收发短节处于同轴状态。
[0030]可选的，所述装置还包括：姿态测量单元，设置在所述收发短节和/或所述容置短节上。
[0031]可选的，所述姿态测量单元包括：至少一个加速度计和一个磁力计，所述加速度计和所述磁力计设置在所述收发短节的轴线上，用于测量所述收发短节的倾斜角和方位角。
[0032]可选的，所述控制单元和/或信号采集单元采用厚膜电路工艺制备而成。
[0033]可选的，在所述短节串列中，相邻两个短节通过铰接结构的结构死点控制相邻两
个短节的轴线之间的最大可偏转角度，当相邻两个短节间达到结构死点位置时，所述最大可偏转角度为2
°‑
10
°
。
[0034]本专利技术实施例还提供一种位置测量方法，用以实现对目标井和仪器容置井的相对位置关系测量，提高经济效益，降低施工井段的作业难度，该方法包括：
[0035]将具有位置测量功能的短节串列穿过曲率半径在预设范围内的井眼，所述短节串列包括：以铰接的方式相连接的至少一个收发短节和多个传送短节；
[0036]利用容置短节上的控制单元和/或信号采集单元控制信号收发单元发射信号；所述探测信号被目标井反射或与目标井发生电磁感应；
[0037]利用所述控制单元和/或信号采集单元采集所述信号收发单元接收到的探测信号；
[0038]所述位置解算单元根据所述控制单元和/或信号采集单元采集到的信号判断仪器溶置井与所述目标井的相对位置关系。
[0039]本专利技术实施例中，通过设置以铰接的方式相连接的多个收发短节、多个容置短节和多个传送短节，保证了短节串列可以顺利穿过曲率半径在预设范围内的井眼，保证了后续位置测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种位置测量装置，其特征在于，包括：用于穿过曲率半径在预设范围内的井眼的短节串列(Y)、控制单元和/或信号采集单元(5)、以及位置解算单元(19)；所述短节串列包括：以铰接的方式相连接的至少一个收发短节(3)和多个传送短节(1)；用于收发探测信号的信号收发单元(4)设置于所述收发短节(3)上；所述控制单元和/或信号采集单元(5)通过跨接测量线路(10)与所述信号收发单元(4)电连接，当所述控制单元和/或信号采集单元(5)为控制单元时则用于控制所述信号收发单元(4)发射信号，当所述控制单元和/或信号采集单元(5)为信号采集单元时则用于采集所述信号收发单元(4)接收到的探测信号；还包括位置解算单元(19)，能利用采集的探测信号解算目标井(B)与仪器容置井(A)的相对位置关系，所述位置解算单元(19)与控制单元和/或信号采集单元(5)采用通讯线路连接。2.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：钻柱(X)，设置于所述短节串列(Y)的上方，用于传送所述短节串列(Y)进入所述井眼；至少一个容置短节(2)用于容置控制单元和/或信号采集单元(5)，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)以铰接的方式串接于所述短节串列(Y)中任意位置，或，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(Y)的上方，或，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(Y)的下方。3.如权利要求2所述的一种位置测量装置，其特征在于，至少一个容置短节(2)用于容置所述位置解算单元(19)，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)以铰接的方式串接于所述短节串列(Y)中任意位置，或，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(Y)的上方，或，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(Y)的下方；所述收发短节(3)、所述容置短节(2)、所述传送短节(1)的轴线长度均小于或等于所述传送短节(1)外直径的5倍。4.如权利要求2或3所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：自下而上顺次电连接的下通讯电路(6)、跨接线路(7)、上通讯电路(8)和泥浆脉冲器(9)；所述下通讯电路(6)与所述控制单元和/或信号采集单元(5)电连接；所述下通讯电路(6)用于将来自所述控制单元和/或信号采集单元(5)的探测信号通过所述跨接线路(7)传递给所述上通讯电路(8)，并通过所述上通讯电路(8)传递至设置于短节串列(Y)上方的泥浆脉冲器(9)；所述泥浆脉冲器(9)用于将探测信号经所述钻柱(X)发送至井口处的接收端。5.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：至少一个信标(20)，所述信标设置于目标井(B)中，所述信标中设置有换能器、电机、磁体、线圈或天线，所述信标能发送声信号、电场、磁场或电磁波，能辅助一种位置测量装置探测目标井的信息。6.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓辰，
申请(专利权)人：徐梓辰，
类型：发明
国别省市：
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