一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀，屬于角差定位領(lǐng)域。合頁式激光投影螺桿角差定位儀包括：高邊刻痕定位裝置、兩個合頁及將兩個合頁連在一起的連接軸；所述合頁帶有弧度，其平行固定在無磁鉆鋌的刻痕上；所述高邊刻痕定位裝置的一端固定在連接軸上，另一端用來固定激光發(fā)射器；所述激光發(fā)射器用來產(chǎn)生激光束，激光束投影出來的那個點(diǎn)和無磁鉆鋌的刻痕的投影點(diǎn)在同一平面內(nèi)。以上所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀具有定位精確度高的效果；并且所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀還具有安全系數(shù)高，使用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，體積小重量輕操作方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及角差定位領(lǐng)域，尤其涉及一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前世界各地的油田區(qū)塊開發(fā)大多都已經(jīng)步入了中后期，伴隨著薄油層及剩余油藏的開發(fā)，大斜度井，水平井及多分枝井的鉆探技術(shù)已經(jīng)成了當(dāng)前的主流。由于油藏定位準(zhǔn)確性的提高，對無線隨鉆儀器(LWD/MWD)精度的要求也在不斷的提高。但是，我國所采用進(jìn)口或自主研發(fā)的儀器在現(xiàn)場施工過程中卻忽略了一個人為導(dǎo)致誤差的因素一整套儀器配合誤差校正。針對該誤差我們設(shè)計了合頁式-激光投影螺桿角差定位儀。它在操作，生產(chǎn)成本，安全系數(shù)，日常維護(hù)，誤差校正等方面都大大優(yōu)于進(jìn)口或國產(chǎn)同類型工具。
[0003]泥漿脈沖隨鉆測斜儀(MWD)由井下儀器和地面設(shè)備和兩部分組成。用來提供實(shí)時地理參數(shù)和方向參數(shù)的定向探管是井下儀器的重要組成部分。它是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊痛艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，且根據(jù)該探管建立的坐標(biāo)系和基準(zhǔn)坐標(biāo)系的相互關(guān)系來計算出方向參數(shù)和地理參數(shù)。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的測量頭坐標(biāo)系示意圖。其內(nèi)置的測量頭裝有6個傳感器為3個加速度計Gx，Gy，Gz和3個磁通門Bx，By，Bz分別平行于0X，ΟΥ, 0Z。以Χ，Υ，Ζ，0，為直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽6定位面平行。而Z軸平行于測量頭的軸向。所以當(dāng)重力加速度計感受到其三個方向上的分量和三個磁通門感受到地磁場三個方向上的分量時，與其連接的相關(guān)電路通過一系列的運(yùn)算將其轉(zhuǎn)化為泥漿脈沖信號傳到地面。然后通過地面的解碼設(shè)備解算出工具面，井斜，方位等實(shí)時數(shù)據(jù)提供給定向工程師。圖1中與XOZ平面平行的T形槽6定位平面就是人為規(guī)定的參考基準(zhǔn)平面。該測量頭被封裝在抗壓筒之內(nèi)，然后安裝在一個帶有“外部刻痕”(人為規(guī)定的能夠看到的標(biāo)記)的無磁鉆鋌中。然后通過地面設(shè)備計算出“外部刻痕”與內(nèi)部的T形槽6之間的角度誤差。該誤差定義為MWD儀器內(nèi)部T形槽6與外部刻痕之間角度的差值一儀器內(nèi)角差。
[0004]系統(tǒng)角差歸零:當(dāng)MWD/LWD儀器與定向動力鉆具(馬達(dá))組裝之后，馬達(dá)彎度所形成的“高邊線”與MWD/LWD儀器外部刻痕同樣形成角度差——外部角差。而系統(tǒng)角差歸零的最終目的是將測量頭坐標(biāo)系中XOZ平面和馬達(dá)高邊線所在的平面通過一系列的測量和計算校正為兩個相互平行的平面。因此正常工作的時候地面儀器所顯示的工具面的角度就是馬達(dá)所對應(yīng)的高邊角度。工程師通過調(diào)整工具面的角度來調(diào)整馬達(dá)的角度從而達(dá)到定向鉆井的目的。
[0005]目前，國外所使用的儀器外部角差定位工具，以美國哈里伯頓公司的儀器外部角差定位工具為例，該工具被固定在無磁鉆鋌后，上提至15-20米左右的高空，然后現(xiàn)場施工人員通過目測的方法來標(biāo)記該工具的水平投影。其不足之處為:
[0006]1、測量誤差大，由于兩次目測的結(jié)果差別很大，這種目測方法導(dǎo)致的后果就是與實(shí)際的系統(tǒng)誤差歸零相差20-50度。由于儀器自身存在15-20米的探測盲區(qū)，所以在開始施工或重新更換儀器或馬達(dá)的之后。工程師只能憑直覺來判斷人為造成的誤差大概是多少。當(dāng)鉆進(jìn)距離超過盲區(qū)之后，測出該井段內(nèi)的造斜效果。才能確定自己的目測誤差大概值。一旦測量出來的實(shí)際值與之前的估計值相反。此時工程師如果再想達(dá)到剛開始的預(yù)期目的，就需要再次鉆進(jìn)超過30米的井段才能實(shí)現(xiàn)。這樣不但延長了鉆井周期，增加了生產(chǎn)成本，而且使后期作業(yè)更加復(fù)雜。情況嚴(yán)重還會造成填井事故。
[0007]2、安全性差，該工具為金屬鏈條與三角架形成的閉環(huán)系統(tǒng)來固定在無磁鉆鋌上的。在極寒地區(qū)工作時由于工具與鉆鋌金屬表面有冰，一方面在固定過程中帶來困難，另一方面在鉆具上提過程中由于振動隨時有可能滑落掉入井內(nèi)造成復(fù)雜的井下狀況或者傷害現(xiàn)場施工人員。
[0008]3、應(yīng)用范圍小，該工具不能使用于任意尺寸的儀器，當(dāng)無磁鉆鋌的直徑小于該閉環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)切圓直徑或大于第三條邊時，無法起到固定作用。
[0009]4、替換性差，成本高，該工具是哈里伯頓公司的專利產(chǎn)品，一旦損毀，國內(nèi)廠家不能大批生產(chǎn)，如果專門進(jìn)口則增加生產(chǎn)成本。
[0010]由于在國內(nèi)使用的無線隨鉆儀器大多是國產(chǎn)。因此用來定位的工具比哈里伯頓公司的更為簡單。用膠帶把一個簡單的紙筒固定在無磁鉆鋌上即可。可以看出這種方法操作性雖然簡單，但是帶來的人為誤差更大。在刮風(fēng)或雨雪，大霧天氣尤其嚴(yán)重。有時候晚上井隊(duì)設(shè)備的燈光不好，更本就看不清白色紙筒的具體位置。
[0011]針對以上問題，亟需要一種新的角差定位儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型的目的在于提供一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀，所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀具有定位精度高的效果。
[0013]所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀還具有安全系數(shù)高，使用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，體積小重量輕，操作方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0015]一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀，包括:
[0016]高邊刻痕定位裝置、兩個合頁及將兩個合頁連在一起的連接軸；
[0017]所述合頁帶有弧度，其平行固定在無磁鉆鋌的刻痕上；
[0018]所述高邊刻痕定位裝置的一端固定在連接軸上，另一端用來固定激光發(fā)射器；
[0019]所述激光發(fā)射器用來產(chǎn)生激光束，激光束投影出來的那個點(diǎn)和無磁鉆鋌的刻痕的投影點(diǎn)在同一平面內(nèi)。
[0020]作為優(yōu)選，所述高邊刻痕定位裝置一端為定位銷，所述定位銷與連接軸套在一起，用來指向無磁鉆鋌的刻痕，另一端是與定位銷相差180度的定位柱，所述激光發(fā)射器插在定位柱中。
[0021]作為優(yōu)選，所述定位銷與定位柱之間通過連接部相連接。
[0022]作為優(yōu)選，所述連接部為肋板。
[0023]作為優(yōu)選，所述高邊刻痕定位裝置的定位銷一端外圓周面上帶有圓錐凸起。
[0024]作為優(yōu)選，所述高邊刻痕定位裝置包括定位銷以及與定位銷垂直連接的連接部，所述定位銷與連接軸套在一起，用來指向無磁鉆鋌的刻痕，所述連接部與激光指示器固定連接，所述激光發(fā)射器插在激光指示器內(nèi)。
[0025]作為優(yōu)選，還包括固定裝置，所述固定裝置用于將整個合頁式激光投影螺桿角差定位儀固定在無磁鉆鋌上。
[0026]作為優(yōu)選，所述固定裝置為帶有松緊的子母粘布毛刺貼。
[0027]作為優(yōu)選，所述合頁由鋁制造。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型提供一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀，由于其包括:高邊刻痕定位裝置、兩個合頁及將兩個合頁連在一起的連接軸；所述合頁帶有弧度，其平行固定在無磁鉆鋌的刻痕上；所述高邊刻痕定位裝置的一端固定在連接軸上，另一端用來固定激光發(fā)射器；所述激光發(fā)射器用來產(chǎn)生激光束，激光束投影出來的那個點(diǎn)和無磁鉆鋌的刻痕的投影點(diǎn)在同一平面內(nèi)。所以合頁式激光投影螺桿角差定位儀具有定位精確度高的效果。并且所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀還具有安全系數(shù)高，使用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，體積小重量輕操作方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中測量頭坐標(biāo)系示意圖；
[0030]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的合頁式激光投影螺桿角差定位儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的連接軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的第一合頁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的第二合頁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的高邊刻痕定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]其中:
[0036]1:無磁鉆鋌；2:合頁；3:連接軸；4:高邊刻痕定位裝置；5:激光發(fā)射器；6:T型槽；
[0037]11:刻痕；
[0038]21:第一合頁；22:第二合頁；
[0039]211:第一葉片；212:第一連接柱；
[0040]221:第二葉片；222:第二連接柱；
[0041 ]41:定似柱；42:連接部；43:定似銷；44:圓維凸起；
[0042]51:激光束；52:激光束投影區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0044]以下結(jié)合圖2至圖6對合頁式激光投影螺桿角差定位儀進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0045]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的合頁式激光投影螺桿角差定位儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所述，該種合頁式激光投影螺桿角差定位儀包括:
[0046]高邊刻痕定位裝置4、兩個合頁2及將兩個合頁連在一起的連接軸3。
[0047]所述合頁2帶有弧度，其固定在無磁鉆鋌I的刻痕11上，并且其方向與刻痕11方向相互平行。于本實(shí)施例中，合頁2可固定在任意直徑的無磁鉆鋌I上，滿足不同井眼的儀器。
[0048]所述高邊刻痕定位裝置4的一端固定在連接軸3上，另一端用來固定激光發(fā)射器50
[0049]所述激光發(fā)射器5用來產(chǎn)生激光束51，激光束投影出來的那個點(diǎn)和無磁鉆鋌的刻痕的投影點(diǎn)在同一平面內(nèi)，激光束在激光束投影區(qū)52的投影點(diǎn)就是刻痕的水平投影，從而取代的目測找投影點(diǎn)的方法。
[0050]由于激光具有高度定向性。如果利用激光的準(zhǔn)直性進(jìn)行測距與定位，從地球到月球之間的誤差不超過1.5米。如果利用該性能來投影20米的距離誤差幾乎可以忽略不計。而激光的高亮性不論在任何天氣情況下都能得到其投影。該投影儀所用的激光指示器在市場上隨處可見，價格5元左右。且只用一節(jié)普通的5號或7號電池供電。
[0051]具體的，兩個所述合頁2分別為第一合頁21和第二合頁22，第一合頁21和第二合頁22分布在無磁鉆鋌I刻痕11的兩端，其中第一合頁21由第一葉片211和固定連接在第一葉片211上的兩個第一連接柱212組成，兩個第一連接柱212分布在第一葉片211 —側(cè)的兩端，如圖4所示。第二合頁22由第二葉片221和固定連接在第二葉片221 —側(cè)中部的一個第二連接柱222組成，如圖5所示。所述連接軸3依次穿過第一合頁21和第二合頁22上的連接柱第一連接柱212和第二連接柱222，將兩個合頁連在一起。并且連接軸3固定設(shè)置在無磁鉆鋌I的刻痕11上。
[0052]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的高邊刻痕定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，高邊刻痕定位裝置4 一端為定位銷43，所述定位銷43與連接軸3套在一起，用來指向無磁鉆鋌的刻痕，另一端是與定位銷相差180度的定位柱41，所述激光發(fā)射器5插在定位柱41中，被定位柱41固定住。
[0053]于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選方案，所述高邊刻痕定位裝置4的定位銷43 —端外圓周上帶有圓錐凸起44,所述圓錐 凸起44用于與無磁鉆鋌I的刻痕11相配合。
[0054]于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選方案，所述定位銷43與定位柱41之間通過連接部42相連接。當(dāng)然定位銷43與定位柱41之間也可以直接相連。
[0055]于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選方案，所述連接部42為肋板。
[0056]于本實(shí)施例中，所述高邊刻痕定位裝置也可以只包括定位銷43與連接部42，連接部42與定位銷垂直連接，所述定位銷43與連接軸3套在一起，用來指向無磁鉆鋌的刻痕，所述連接部42與激光指示器固定連接，所述激光發(fā)射器5插在激光指示器內(nèi)。
[0057]所述合頁式激光投影螺桿角差定位儀還包括固定裝置，所述固定裝置用于將整個合頁式激光投影螺桿角差定位儀固定在無磁鉆鋌上。
[0058]于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選方案，所述固定裝置為帶有松緊的子母粘布毛刺貼。帶有松緊的子母粘布毛刺貼用于將整個投影儀固定在無磁鉆鋌上的，價格I米一元錢，非常便宜，成本較低。
[0059]于本實(shí)施例中，作為優(yōu)選方案，所述合頁2由鋁制造。普通的金屬鋁一是在潮濕環(huán)境中不會被氧化上銹而造成折疊困難，不用單獨(dú)維護(hù)保養(yǎng)；二是操作簡單，體積小，重量輕，加工方便，價格低廉；再者一旦落入井內(nèi)對鉆井不會產(chǎn)生影響。
[0060]以上所述合頁式-激光投影螺桿角差定位儀具有定位精確度高，安全系數(shù)高，使用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，體積小重量輕操作方便，成本低(總價格不超過20元錢)等優(yōu)點(diǎn)。
[0061]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，包括: 高邊刻痕定位裝置(4 )兩個合頁(2 )及將兩個合頁連在一起的連接軸(3 ); 所述合頁(2 )帶有弧度，其平行固定在無磁鉆鋌(I)的刻痕(11)上； 所述高邊刻痕定位裝置(4)的一端固定在連接軸(3)上，另一端用來固定激光發(fā)射器(5)； 所述激光發(fā)射器(5)用來產(chǎn)生激光束(51)，激光束投影出來的那個點(diǎn)和無磁鉆鋌(I)的刻痕(11)的投影點(diǎn)在同一平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述高邊刻痕定位裝置(4 ) 一端為定位銷(43 ),所述定位銷(43 )與連接軸(3 )套在一起,用來指向無磁鉆鋌(I)的刻痕(11)，另一端是與定位銷相差180度的定位柱(41)，所述激光發(fā)射器(5)插在定似柱(41)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述定位銷(43)與定位柱(41)之間通過連接部(42)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述連接部(42)為肋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述高邊刻痕定位裝置(4)的定位銷(43) —端外圓周面上帶有圓錐凸起(44)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述高邊刻痕定位裝置(4)包括定位銷(43)以及與定位銷垂直連接的連接部(42)，所述定位銷(43)與連接軸(3)套在一起，用來指向無磁鉆鋌的刻痕，所述連接部(42)與激光指示器固定連接，所述激光發(fā)射器(5 )插在激光指示器內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，還包括固定裝置，所述固定裝置用于將整個合頁式激光投影螺桿角差定位儀固定在無磁鉆鋌上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述固定裝置為帶有松緊的子母粘布毛刺貼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合頁式激光投影螺桿角差定位儀，其特征在于，所述合頁(2)由招制造。
【文檔編號】E21B47/024GK203499676SQ201320542136
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】馬鴻彥, 趙虎, 權(quán)虎林 申請人:馬鴻彥