專利名稱：基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]在石油、天然氣及煤層氣開(kāi)采過(guò)程中，水平連通井、定向井、羽狀井等要求鉆探軌跡必須達(dá)到一定的精度。目前，國(guó)外針對(duì)定向羽狀井對(duì)煤層氣和稠油等非常規(guī)能源開(kāi)發(fā)時(shí)， 水平井精確連通過(guò)程研發(fā)了獨(dú)特的磁矢量測(cè)量引導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用強(qiáng)磁源對(duì)水平井眼軌跡進(jìn)行引導(dǎo)，最終實(shí)現(xiàn)定向羽狀水平井的水平段與直井連通。但是該技術(shù)還處于保密和壟斷階段，普通人還無(wú)法得知該技術(shù)。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便， 可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量、實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，節(jié)約信號(hào)傳輸?shù)难舆t，提供三維畫(huà)面顯示方便用戶使用，測(cè)量精確高的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)。[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案[0005]一種基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆頭后端的磁源，以及設(shè)置于豎井中與磁源相配合的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連， 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連。[0006]所述磁源由無(wú)磁鉆鋌和若干永磁體組成，所述若干永磁體平行并列分布。[0007]所述若干永磁體由多個(gè)釹鐵硼柱狀磁鐵排列組成。[0008]所述磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x包括無(wú)磁金屬骨架和設(shè)置于無(wú)磁金屬骨架外部的無(wú)磁金屬外殼， 無(wú)磁金屬外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器，所述兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器均通過(guò)485信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；其中，一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器固定于無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的底部，另一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器固定在無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的頂部。[0009]所述兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器的Z軸位于同一條直線上，X軸、Y軸分別位于相同的平面內(nèi)。[0010]所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)。[0011]信號(hào)處理模塊(即Spectramag-6——六通道頻譜分析儀)的作用在于將三軸磁場(chǎng)傳感器測(cè)的磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA的信號(hào)，便于信號(hào)的傳輸。[0012]LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器(Ni)公司研制開(kāi)發(fā)。[0013]本實(shí)用新型中磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x可以測(cè)得六組磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，在整個(gè)水平井聯(lián)通過(guò)程中磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x放置在豎井中靜止不動(dòng)，實(shí)時(shí)采集磁源在該點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，達(dá)到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、軌跡實(shí)時(shí)顯示的目的，能夠?yàn)樗竭B通井、定向井、羽狀井等復(fù)雜的井眼提供精確、實(shí)時(shí)的軌跡導(dǎo)航。信號(hào)處理模塊將測(cè)量到的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，增加信號(hào)傳輸距離，并減小信號(hào)傳輸過(guò)程中的衰減。[0014]磁源的作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，是該系統(tǒng)的信號(hào)源。在鉆進(jìn)過(guò)程中，磁源放置于鉆頭的后面。兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器之間的距離已知，而且兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器軸向在同一平面內(nèi)。顯示系統(tǒng)采用了基于虛擬儀器Labview環(huán)境，可以將磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x傳輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，并將計(jì)算所得的鉆頭的空間位置、傾斜角及方位角以時(shí)間戳的順序存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。[0015]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量、實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)、 實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，節(jié)約信號(hào)傳輸?shù)难舆t。顯示界面簡(jiǎn)單明了，功能按鍵齊全，而且提供三維畫(huà)面顯示方便用戶使用。本實(shí)用新型為水平連通井提供精確測(cè)量，比現(xiàn)在普通使用的隨鉆測(cè)量工具(WMD)具有更高精度的導(dǎo)向作用。


[0016]圖1是本實(shí)用新型水平連通井工作系統(tǒng)的工作原理示意圖；[0017]圖2是井下磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x的內(nèi)部傳感器軸線分布結(jié)構(gòu)圖；[0018]圖3是本實(shí)用新型工作原理結(jié)構(gòu)框圖；[0019]圖中1-水平井，2-豎井，3-鉆井塔，4-工作臺(tái)，5-磁源，6-鉆頭，7-磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x， 8-電纜，9-磁力線，10-三軸磁場(chǎng)傳感器，11-重力加速度計(jì)。
具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。[0021]如圖1所示，基于Iabview顯示的水平連通井鉆探系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆頭6后端的磁源5，以及設(shè)置于豎井2中與磁源5相配合的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7，磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7通過(guò)電纜8與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連。磁源5放置于鉆頭6的后面，隨鉆頭6 放入水平井1中。水平井1的上端設(shè)有鉆井塔3，豎井2的上端設(shè)有工作臺(tái)4。磁源5是本系統(tǒng)的信號(hào)源，緊隨鉆頭6的后面，在鉆進(jìn)過(guò)程中可以將磁源5的空間位置認(rèn)為是鉆頭6的空間位置。[0022]磁源5由無(wú)磁鉆鋌和若干永磁體組成，所述若干永磁體平行并列分布。若干永磁體由多個(gè)釹鐵硼柱狀磁鐵排列組成。[0023]磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7包括無(wú)磁金屬骨架和設(shè)置于無(wú)磁金屬骨架外部的無(wú)磁金屬外殼。無(wú)磁金屬外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器10、一個(gè)重力加速度計(jì)11、溫度濕度傳感器。所述兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器10、一個(gè)重力加速度計(jì)11和一個(gè)溫度濕度傳感器均通過(guò)485信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7能測(cè)量磁源5的磁力線9產(chǎn)生的三軸(XYZ)磁矢量，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(即水平連通井信號(hào)處理鉆探系統(tǒng))處理后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，地面顯示系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀出數(shù)據(jù)以文字、數(shù)字、動(dòng)態(tài)圖畫(huà)的方式顯示給現(xiàn)場(chǎng)工程師。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)。[0024]井下磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x井下磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7中的一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器10、一個(gè)重力加速度計(jì)11、溫度濕度傳感器固定于無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的底部，另一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器10固定在無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的上部，其中兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器10之間的距離已知。如圖2所示，其中三軸磁場(chǎng)傳感器的Z軸位于同一條直線上，X軸、Y軸分別位于相同的平面內(nèi)。磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x7的功能是能檢測(cè)井下三軸磁場(chǎng)傳感所在的重力場(chǎng)、溫度濕度、地磁場(chǎng)大小、磁源短節(jié)空間磁感應(yīng)強(qiáng)度，為系統(tǒng)計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。[0025] 本實(shí)用新型系統(tǒng)的工作流程圖如圖3所示。經(jīng)過(guò)基于Iabview顯示水平連通井鉆探系統(tǒng)中水平連通井信號(hào)處理鉆探系統(tǒng)將磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x所得的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波取出地磁場(chǎng)及其它電磁干擾外的信號(hào)以時(shí)間戳的順序存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，地面顯示系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫(kù)，取出所得的數(shù)據(jù)以文字、數(shù)字、動(dòng)態(tài)圖畫(huà)的方式顯示給現(xiàn)場(chǎng)工程師。為工程師的現(xiàn)場(chǎng)操作提供可靠的操作建議。從而實(shí)現(xiàn)水平連通的精確鉆探。
權(quán)利要求1.一種基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于鉆頭后端的磁源，以及設(shè)置于豎井中與磁源相配合的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，所述磁源由無(wú)磁鉆鋌和若干永磁體組成，所述若干永磁體平行并列分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，所述若干永磁體由多個(gè)釹鐵硼柱狀磁鐵排列組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x包括無(wú)磁金屬骨架和設(shè)置于無(wú)磁金屬骨架外部的無(wú)磁金屬外殼，無(wú)磁金屬外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器，所述兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器均通過(guò)485信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；其中，一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器、一個(gè)重力加速度計(jì)和一個(gè)溫度濕度傳感器固定于無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的底部，另一個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器固定在無(wú)磁金屬外殼內(nèi)部的頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)三軸磁場(chǎng)傳感器的Z軸位于同一條直線上，X軸、Y軸分別位于相同的平面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于Labview顯示的水平連通井導(dǎo)向系統(tǒng)，包括設(shè)置于鉆頭后端的磁源，以及設(shè)置于豎井中與磁源相配合的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型中磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x可以測(cè)得六組磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，在整個(gè)水平井聯(lián)通過(guò)程中磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x放置在豎井中靜止不動(dòng)，實(shí)時(shí)采集磁源在該點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，達(dá)到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、軌跡實(shí)時(shí)顯示的目的，能夠?yàn)樗竭B通井、定向井、羽狀井等復(fù)雜的井眼提供精確、實(shí)時(shí)的軌跡導(dǎo)航。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量、實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，節(jié)約信號(hào)傳輸?shù)难舆t。本實(shí)用新型為水平連通井提供精確測(cè)量，具有更高精度的導(dǎo)向作用。
文檔編號(hào)E21B47/07GK202300367SQ20112034918
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者夏明俊, 杜國(guó)良, 王靜, 蘇俊, 袁孟雷, 趙世軍, 趙書(shū)俊, 隋青美 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司