基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器制造技术

本发明专利技术涉及随钻测量技术领域，是一种基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其包括井下测量探管、整流编码驱动短节和大功率脉冲发生器，井下测量探管包括上接头、第一抗压筒、下接头、减震支撑组件、第一电路板骨架、中心连接器和止转轴。本发明专利技术结构合理而紧凑，使用方便，通过井下测量探管和整流编码驱动短节测量邻井套管对地磁场的扰动，通过大功率脉冲发生器产生泥浆脉冲将测量数据上传至地面接收系统，再由地面解码系统计算得出两井之间相对的距离和方位，进而指导丛式井防碰作业，消除因丛式井中邻井套管磁场强度以及测斜仪器精度引起的椭球误差的影响，为丛式井防碰提供全新的技术手段，具有准确、稳定和高效的特点。稳定和高效的特点。稳定和高效的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器


[0001]本专利技术涉及随钻测量
，是一种基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器。

技术介绍

[0002]目前，丛式井钻井技术已成为稠油高凝油等特殊油气藏资源勘探开发必不可少的技术之一。但对于密集丛式井而言，由于井口间距较小，对造斜之前直井段的钻井质量要求极高，要保证直井段的质量，一个关键技术就是防碰。现场通常采用可视化技术跟踪监测井眼轨迹。可视化钻井技术主要就是利用测斜仪器测量的正钻井与已钻邻井的井眼轨迹参数，结合防碰扫描方法和井眼轨迹的计算方法来预测下部井眼碰撞趋势，并在相对距离小于安全距离处采取措施绕障，以此来避免井眼交碰事故的发生。但该方法依赖于测斜仪器的数据准确性。当丛式井各井口之间井距较小时，邻井直井段套管的磁场强度极易对测斜仪器产生干扰，仪器自身的测量误差也会对数据产生影响，同时这种方法还不能消除测量过程中的累计误差。鉴于此，如何确定丛式井中正钻井与已钻邻井之间相对空间位置，有效指导防碰作业成为当前急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决因丛式井中邻井套管磁场强度以及测斜仪器精度引起的椭球误差的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器包括井下测量探管、整流编码驱动短节和大功率脉冲发生器，井下测量探管包括上接头、第一抗压筒、下接头、减震支撑组件、第一电路板骨架、中心连接器和止转轴，上接头下端外侧与第一抗压筒上端内侧固定安装在一起，第一抗压筒下端内侧与下接头上端外侧固定安装在一起，第一抗压筒内设有第一电路板骨架，第一电路板骨架上设有能够采集正钻井的井眼轨迹数据和测量邻井套管磁场强度的防碰模块，上接头能设有能对第一电路板骨架上端支撑限位的减震支撑组件，第一电路板骨架下端固定安装有下端位于第一抗压筒下端上方的中心连接器，下接头内通过键连接设有上端位于第一抗压筒内的止转轴，止转轴上端与中心连接器下端固定安装在一起；整流编码驱动短节包括转换接头、第二抗压筒、外护管、扶正接头、第三抗压筒、第二电路板骨架、第一连接组件、第三电路板骨架和第二连接组件，下接头下端与转换接头上端固定安装在一起，转换接头下端外侧与第二抗压筒上端内侧固定安装在一起，第二抗压筒下端外侧与扶正接头上端外侧通过外护管固定安装在一起，扶正接头下端外侧与第三抗压筒上端内侧固定安装在一起，第二抗压筒内设有第二电路板骨架，第二电路板骨架与扶正接头设有第一连接组件，第三抗压筒内设有第三电路板骨架，对应第三电路板骨架下方位置的第三抗压筒内设有第二连接组件，第三承压筒下端固定安装有大功率脉冲发生器。
[0005]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：
上述防碰模块可包括井眼轨迹采集模块、磁场采集控制模块和中控通讯模块，第二电路板骨架上设有第一整流稳压模块，第三电路板骨架上设有第二整流稳压模块，井眼轨迹采集模块和磁场采集控制模块分别与中控通讯模块连接，中控通讯模块与第一整流稳压模块连接，第一整流稳压模块与第二整流稳压模块，第二整流稳压模块与大功率脉冲发生器连接。
[0006]上述磁场采集控制模块可包括磁场采集电路、数字信号处理单元和磁通门驱动电路，磁场采集电路包括三路采集子电路和现场可编程逻辑阵列，每个采集子电路均包括依次连接的磁通门传感器、带通滤波器、增益电路和数模转换器，所述磁通门传感器通过所述磁通门驱动电路激励，所述每个采集子电路用于分别采集并处理X、Y、Z轴磁通量，所述现场可编程逻辑阵列用于将所述三路采集子电路处理后得到的信号储存为采样波形数据；所述数字信号处理单元用于对所述采样波形数据进行数字带通滤波，对所述数字带通滤波得到的滤波信号进行数字相敏检波，对数字相敏检波后的波形数据进行数字积分，对数字积分得到的波形数据进行数字低通滤波和幅度提取得到磁场强度。
[0007]上述第一整流稳压模块和第二整流稳压模块均可包括依次连接的解码芯片、二极管、场效应管驱动电路、比较电路、锁相环解调器、电压保护电路和电容耦合变压器。
[0008]上述减震支撑组件可包括涨紧螺杆、涨紧压板、涨圈、钢球、涨紧螺栓、涨紧螺母和限位碟簧，上接头内设有涨紧螺杆，对应涨紧螺杆下部位置的上接头下部外侧沿圆周分布有至少两个安装孔，对应安装孔位置的第一抗压筒上部内侧设有第一内环槽，第一内环槽内设有涨圈，安装孔内设有内端位于上接头内的钢球，对应安装孔下方位置的涨紧螺杆下端外侧设有挤压环台，涨紧螺杆设有上下贯通的安装腔，涨紧螺杆下端内侧设有第二内环槽，第二内环槽内设有上端位于安装腔内的涨紧螺栓，涨紧螺栓下端外侧设有第一外环台，对应第一外环台上端与第一内环槽上端之间位置的涨紧螺栓外侧设有限位碟簧，第一外环台上部外侧设有设有第三内环槽，第三内环槽内设有挡圈，对应第三内环槽下方位置的涨紧螺栓外侧设有与挤压环台下端固定安装的涨紧压板，对应涨紧压板下方位置的涨紧螺栓下端外侧固定安装有涨紧螺母。
[0009]上述第一连接组件可包括第一骨架连接器、第一橡胶减震接头、第一连接器压盖和第一雷默连接器座，第二抗压筒下端内侧设有与第二电路板骨架安装在一起的第一骨架连接器，第一骨架连接器下端通过过盈配合插接在第一橡胶减震接头内，第一橡胶减震接头下端外侧固定安装有第一连接压盖，第一连接压盖下端内侧限位安装有上端位于其内的第一雷默连接器座；第二连接组件包括第二骨架连接器、第二橡胶减震接头、第二连接器压盖和第二雷默连接器座，第三抗压筒下端内侧设有与第三电路板骨架安装在一起的第二骨架连接器，第二骨架连接器下端通过过盈配合插接在第二橡胶减震接头内，第二橡胶减震接头下端外侧固定安装有第二连接压盖，第二连接压盖下端内侧限位安装有上端位于其内的第二雷默连接器座。
[0010]上述还可包括减震组件，减震组件包括铝卡垫片、上减震垫片、金属垫片和下减震垫片，上接头上端设有下端位于上接头内的铝卡垫片，铝卡垫片上侧由上至下依次固定安装有上减震垫片、金属垫片和下减震垫片。
[0011]上述还可包括扶正器肋板，扶正接头中部外侧固定安装有扶正器肋板。
[0012]本专利技术结构合理而紧凑，使用方便，通过井下测量探管和整流编码驱动短节测量
邻井套管对地磁场的扰动，通过大功率脉冲发生器产生泥浆脉冲将测量数据上传至地面接收系统，再由地面解码系统计算得出两井之间相对的距离和方位，进而指导丛式井防碰作业，消除因丛式井中邻井套管磁场强度以及测斜仪器精度引起的椭球误差的影响，为丛式井防碰提供全新的技术手段，具有准确、稳定和高效的特点。
附图说明
[0013]附图1为本专利技术最佳实施例的主视结构示意图。
[0014]附图2为附图1中井下测量探管上半段的剖视结构示意图。
[0015]附图3为附图1中井下测量探管下半段的剖视结构示意图。
[0016]附图4为附图2中A处的局部放大结构示意图。
[0017]附图5为附图1中整流编码驱动短节上半段的剖视结构示意图。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其特征在于包括井下测量探管、整流编码驱动短节和大功率脉冲发生器，井下测量探管包括上接头、第一抗压筒、下接头、减震支撑组件、第一电路板骨架、中心连接器和止转轴，上接头下端外侧与第一抗压筒上端内侧固定安装在一起，第一抗压筒下端内侧与下接头上端外侧固定安装在一起，第一抗压筒内设有第一电路板骨架，第一电路板骨架上设有能够采集正钻井的井眼轨迹数据和测量邻井套管磁场强度的防碰模块，上接头能设有能对第一电路板骨架上端支撑限位的减震支撑组件，第一电路板骨架下端固定安装有下端位于第一抗压筒下端上方的中心连接器，下接头内通过键连接设有上端位于第一抗压筒内的止转轴，止转轴上端与中心连接器下端固定安装在一起；整流编码驱动短节包括转换接头、第二抗压筒、外护管、扶正接头、第三抗压筒、第二电路板骨架、第一连接组件、第三电路板骨架和第二连接组件，下接头下端与转换接头上端固定安装在一起，转换接头下端外侧与第二抗压筒上端内侧固定安装在一起，第二抗压筒下端外侧与扶正接头上端外侧通过外护管固定安装在一起，扶正接头下端外侧与第三抗压筒上端内侧固定安装在一起，第二抗压筒内设有第二电路板骨架，第二电路板骨架与扶正接头设有第一连接组件，第三抗压筒内设有第三电路板骨架，对应第三电路板骨架下方位置的第三抗压筒内设有第二连接组件，第三承压筒下端固定安装有大功率脉冲发生器。2.根据权利要求1所述的基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其特征在于防碰模块包括井眼轨迹采集模块、磁场采集控制模块和中控通讯模块，第二电路板骨架上设有第一整流稳压模块，第三电路板骨架上设有第二整流稳压模块，井眼轨迹采集模块和磁场采集控制模块分别与中控通讯模块连接，中控通讯模块与第一整流稳压模块连接，第一整流稳压模块与第二整流稳压模块，第二整流稳压模块与大功率脉冲发生器连接。3.根据权利要求2所述的基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其特征在于磁场采集控制模块包括磁场采集电路、数字信号处理单元和磁通门驱动电路，磁场采集电路包括三路采集子电路和现场可编程逻辑阵列，每个采集子电路均包括依次连接的磁通门传感器、带通滤波器、增益电路和数模转换器，所述磁通门传感器通过所述磁通门驱动电路激励，所述每个采集子电路用于分别采集并处理X、Y、Z轴磁通量，所述现场可编程逻辑阵列用于将所述三路采集子电路处理后得到的信号储存为采样波形数据；所述数字信号处理单元用于对所述采样波形数据进行数字带通滤波，对所述数字带通滤波得到的滤波信号进行数字相敏检波，对数字相敏检波后的波形数据进行数字积分，对数字积分得到的波形数据进行数字低通滤波和幅度提取得到磁场强度。4.根据权利要求2或3所述的基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其特征在于第一整流稳压模块和第二整流稳压模块均包括依次连接的解码芯片、二极管、场效应管驱动电路、比较电路、锁相环解调器、电压保护电路和电容耦合变压器。5.根据权利要求1或2或3所述的基于静磁测量原理的随钻探测防碰仪器，其特征在于减震支撑组件包括涨紧螺杆、涨紧压板、涨圈、钢球、涨紧螺栓、涨紧螺母和限位碟簧，上接头内设有涨紧螺杆，对应涨紧螺杆下部位置的上接头下部外侧沿圆周分布有至少两个安装孔，对应安装孔位置的第一抗压筒上部内侧设有第一内环槽，第一内环槽内设有涨圈，安装孔内设有内端位于上接头内的钢球，对应安装孔下方位置的涨紧螺杆下端外侧设有挤压环台，涨紧螺杆设有上下贯通的安装腔，涨紧螺杆下端内侧设有第二内环槽，第二内环槽内设
有上端位于安装腔内的涨紧螺栓，涨紧螺栓下端外侧设有第一外环台，对应第一外环台上端与第一内环槽上端之间位置的涨紧螺栓外侧设有限位碟簧，第一外环台上部外侧设有设有第三内环槽，第三内环槽内设有挡圈，对应第三内环槽下方位置的涨紧螺栓外侧设有与挤压环台下端固定安装的涨紧压板，对应涨紧压板下方位置的涨紧螺栓下端外侧固定安装有涨紧螺母。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊明，谷浩，赵继斌，柯学，乔东宇，李富强，张磊，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：