鉆井對接裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種鉆井對接裝置。所述鉆井對接裝置包括：水平軌道相互連接的強磁接頭和防爆直流電機和探管。本實用新型的反演對穿方式使得探管的工作環(huán)境位于條件比較穩(wěn)定的直井中，沒有震動，電纜少，電磁以及震動干擾較小。本實用新型為煤礦打救援井，實現(xiàn)救援井與井下巷道的精準對接提供了技術保障，對使用中的井下巷道的生產(chǎn)的影響較小。
【專利說明】鉆井對接裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鉆井領域，具體涉及煤炭或石油鉆井中的兩口井的對接，即一種鉆井對接裝置。

【背景技術】
[0002]在一些煤礦的開發(fā)生產(chǎn)過程中為了減少事故造成的人員和財產(chǎn)損失，需要在地面打一些直井作為救援井使用，所謂救援井就是在發(fā)生礦難是可以為井下運送食物或者直接把人救出的逃生救援通道，故此救援井在煤礦的安全生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用。但是在地面打直井的時候，鉆進過程中怎么能夠實現(xiàn)準確的與井下的巷道對接連通，從而達到作為救援井的目的。原來都是依靠經(jīng)驗或者MWD儀器的檢測，但是這種方法實現(xiàn)對接的精準度不高，隨機性很大。
[0003]隨著煤炭生產(chǎn)中的各種安全通道(救援井)的建設以及為了降低井下安全采用的地面打孔輸送電纜的方式，要求點對點的精準度越來越高。
[0004]所以在煤礦的實際施工過程中還存在地面打直井與現(xiàn)存的使用中井下煤礦巷道對接連通的問題，或者為了進行電纜孔的輸送實現(xiàn)點對點鉆孔的要求。常規(guī)的連通方式為:在巷道內放置探管，正在鉆進的直井放入強磁接頭(也稱為強磁短接)，使用強磁接頭做引導鉆頭朝探管的位置移動，實現(xiàn)鉆頭軌跡的控制，從而實現(xiàn)直井與現(xiàn)存的井下煤礦巷道對接連通。
[0005]目前，現(xiàn)有的對接方式存在以下問題:
[0006]由于現(xiàn)存的使用中的井下煤礦巷道中，布置有許多電纜，已經(jīng)使用的井下煤礦巷道容易出現(xiàn)電纜對探管產(chǎn)生較強的電磁干擾，而且，井下煤礦巷道中，傳送帶等許多生產(chǎn)運輸都要正常運轉使用，煤礦巷道內震動較大，而探管對工作環(huán)境的要求非常嚴格，首先放置的地方要求不能有震動，其次要求儀器周圍5米之內無電磁干擾，所以，使用中的井下煤礦巷道很難通過探管和強磁接頭實現(xiàn)與救援井的對接。要實現(xiàn)使用中的井下煤礦巷道與救援井的對接，只能憑經(jīng)驗，通過多鉆孔，多打眼的方式試探進行，浪費大量時間和增加了許多成本。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術中存在以下問題:使用中的井下煤礦巷道與救援井難以實現(xiàn)準確的對接。
實用新型內容
[0008]本實用新型提供一種鉆井對接裝置，以解決使用中的井下煤礦巷道與救援井或直井難以實現(xiàn)準確的對接的問題。
[0009]本實用新型提出一種鉆井對接裝置，所述鉆井對接裝置包括:
[0010]水平軌道，設置在井下巷道中；
[0011]相互連接的強磁接頭和防爆直流電機，能移動的設置在所述軌道上；
[0012]探管，設置在直井中的鉆桿上，所述探管與所述強磁接頭進行信號通訊。
[0013]進一步地，所述水平軌道為直線形。
[0014]進一步地，所述鉆井對接裝置還包括:滑動底座，所述強磁接頭和防爆直流電機設置在所述滑動底座上。
[0015]進一步地，所述鉆井對接裝置還包括:設置在地面的數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)接收探管傳遞的信號，得到探管的位置，并根據(jù)探管的位置得到所述強磁接頭的軌跡或位置。
[0016]進一步地，所述探管豎直的設置在直井中的鉆桿上。
[0017]進一步地，所述強磁接頭水平的設置在所述水平軌道上。
[0018]進一步地，所述強磁接頭在水平軌道上移動的距離為3至5米。
[0019]進一步地，所述探管與所述水平軌道的垂直距離小于等于100米。
[0020]本實用新型采用了與常規(guī)連通完全相反的模式即反演對穿方式，反演對穿就是把強磁接頭放在巷道內，儀器放在直井，通過探管的位置推算或確定強磁接頭的位置，來進行軌跡控制的新的方式。正演就是由原因推測結果，而反演與正演正好相反就有已知結果去推測過程或者原因。
[0021]本實用新型的反演對穿方式使得探管的工作環(huán)境位于條件比較穩(wěn)定的直井中，沒有震動，電纜少，電磁以及震動干擾較小，因而，探管能夠在較近的距離內引導直井鉆進，另夕卜，為了配合探管工作，本實用新型將強磁接頭在巷道內的水平軌道上平穩(wěn)勻速的移動，通過探管與強磁接頭的互動，以及在強磁接頭的平穩(wěn)勻速的移動過程中，探管向地面發(fā)出的信號，在地面人員通過對信號的計算處理，可以將探管發(fā)出的信號反演或轉換為強磁接頭的位置或軌跡，并可以不斷修正靶點(強磁接頭的位置)數(shù)據(jù)。
[0022]進而，本實用新型可以在每打完一根單根鉆桿(或者每接一根單根鉆桿)后，再使探管與強磁接頭進行通信或信號聯(lián)系，再確定一次強磁接頭的位置，以不斷修正數(shù)據(jù)，為下一步的直井軌跡控制提供準確的軌跡數(shù)據(jù)，經(jīng)過幾次修正數(shù)據(jù)后，就能得到直井軌跡，然后無需換探管，直接鉆進。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的鉆井對接方法的工作原理示意圖；
[0024]圖2為根據(jù)本實用新型的實施例的位于井下巷道中的鉆井對接裝置的主視結構示意圖；
[0025]圖3為根據(jù)本實用新型的實施例的位于井下巷道中的鉆井對接裝置的俯視結構示意圖。
[0026]附圖標號說明:
[0027]I直井(救援井)11鉆桿13探管3 (井下)巷道31水平軌道33強磁接頭35防爆直流電機5地面

【具體實施方式】
[0028]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型。
[0029]如圖1所示，本實用新型提出一種鉆井對接方法或鉆井連通作業(yè)方法，所述鉆井對接方法包括:
[0030]步驟A:直井I按設計鉆至距離井下巷道一定距離處，例如，距離100米處，停止鉆進，起鉆；
[0031]步驟B:直井起鉆后，將探管下至當前直井井深(例如，距離100米處)，即將鉆桿上的鉆頭換為探管；
[0032]步驟C:在井下巷道(簡稱巷道)3內設置水平軌道31，將強磁接頭33和防爆直流電機35運到所述巷道3內，將強磁接頭和防爆直流電機連接起來并放置到所述軌道31上，使得所述強磁接頭和防爆直流電機能在所述水平軌道上移動設定距離；
[0033]由于在連通作業(yè)過程中，必須有交變磁場發(fā)射源，才可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，從而做出對軌跡的調整，所以實現(xiàn)強磁接頭在井下連續(xù)勻速旋轉才是本實用新型的關鍵，但是在煤礦的巷道內，實現(xiàn)強磁接頭連續(xù)勻速旋轉，要比直井中實現(xiàn)強磁接頭連續(xù)勻速旋轉難度增加許多，要使強磁接頭連續(xù)勻速旋轉具有防爆保證，為此，本實用新型為強磁接頭在井下連續(xù)勻速旋轉特地配置了防爆直流電機；
[0034]步驟D:開動所述防爆直流電機，使得所述強磁接頭連續(xù)勻速旋轉，以在井下為探管提供交變磁場發(fā)射源，并且同時使得所述強磁接頭在水平軌道上平穩(wěn)勻速的移動，以獲得井下巷道的線形軌跡，為直井I與井下巷道(簡稱巷道)3實現(xiàn)線形連通提供保證，為直井I的后續(xù)鉆井方向通過引導；
[0035]在所述強磁接頭勻速旋轉和在水平軌道上同時平穩(wěn)勻速的移動時，直井中的探管13與井下巷道(簡稱巷道)3中的所述強磁接頭33進行信號通訊，所述探管13將從所述強磁接頭33處接受的信號傳遞到地面5，從而得到探管13的位置，在地面上對所述傳遞的信號進行處理，例如通過計算機根據(jù)探管的位置通過勾股定理得到或推算出所述強磁接頭的軌跡或位置；步驟E:然后起出所述探管13，下鉆并下入定向儀器隨鉆測量儀MWD，進行直井鉆井，使隨鉆測量儀按照得到的所述強磁接頭的軌跡或位置對鉆井軌跡進行修正；
[0036]步驟F:直井鉆井中，每打完一根單根或續(xù)接鉆桿時重復上述步驟，以再一次獲得所述強磁接頭的軌跡或位置，引導后續(xù)的直井軌跡，直至后續(xù)的直井軌跡確定不變后，即已經(jīng)找準了強磁接頭的軌跡或位置后，則無需換探管，直接鉆進；
[0037]步驟G:當直井I鉆至距離巷道3-5米時，直井停止鉆進，巷道內收拾好所述強磁接頭和防爆直流電機，人員躲到相對安全的地方，然后直井繼續(xù)鉆進，直至直井成功與巷道對穿。
[0038]進一步地，步驟A中，直井按設計鉆至距離井下巷道小于等于100米處，停止鉆進，起鉆。這樣，能夠在定向儀器MWD的引導下，進行粗略的定位和鉆進，當鉆至距離井下巷道小于等于100米處，再采用探管提供精確的數(shù)據(jù)為MWD進行修正；
[0039]進一步地，所述水平軌道31為直線形，能夠方便強磁接頭和防爆直流電機的勻速移動，另外還可以簡化強磁接頭的軌跡的計算過程。
[0040]進一步地，步驟F中，重復起鉆、換探管，以再一次獲得所述強磁接頭的軌跡或位置的次數(shù)為3至4次。經(jīng)過3至4次的定位和修正數(shù)據(jù)，已經(jīng)可以進行精確定位，后續(xù)鉆進則可以連續(xù)進行，無需再進行修正。
[0041 ] 進一步地，步驟A中，鉆頭先在直井鉆進300米，這個過程中，一般是通過定向儀器MWD的引導下，實現(xiàn)的直井軌跡的控制，然后至距離井下巷道80米處，停止鉆進，起鉆，也就是，直井后續(xù)的鉆進是通過探管的數(shù)據(jù)，推算出強磁接頭的軌跡或位置實現(xiàn)定位和校正的，然后再通過MWD對井眼軌跡進行修正。而原有技術都是依靠經(jīng)驗或者MWD儀器的檢測，但是這種方法實現(xiàn)對接的精準度不高，隨機性很大。
[0042]進一步地，所述強磁接頭在水平軌道31上平穩(wěn)勻速的移動的距離為3至5米。這樣，就可以得到靶點的軌跡為一條線，比單一的一個靶點的數(shù)據(jù)更多，更容易實現(xiàn)對接，為直井對接提供方向數(shù)據(jù)。由于強磁接頭在水平軌道31上平穩(wěn)勻速的移動的距離為3至5米即可，距離較短，所以，可以采用人力推拉強磁接頭和防爆直流電機在軌道上即可實現(xiàn)強磁接頭在水平軌道31上平穩(wěn)勻速的移動，速度可以為人的步行速度，可以無需設置驅動強磁接頭和防爆直流電機移動的動力裝置，節(jié)省成本和安裝時間。當然，也可以設置液壓或電機驅動強磁接頭和防爆直流電機移動，這樣，強磁接頭在水平軌道31上移動更為勻速。
[0043]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型還提出一種鉆井對接裝置，所述鉆井對接裝置包括:
[0044]水平軌道31，設置在井下巷道3中；
[0045]相互連接的強磁接頭33和防爆直流電機35，能移動的設置在所述軌道31上；
[0046]探管13，設置在直井I中的鉆桿11上，所述探管13與所述強磁接頭33進行信號通訊。
[0047]本實用新型的鉆井對接裝置采用反演對穿方式使得探管的工作環(huán)境位于條件比較穩(wěn)定的直井中，沒有震動，電纜少，電磁以及震動干擾較小，因而，探管能夠在較近的距離內引導直井鉆進。
[0048]進一步地，所述水平軌道31為直線形，以更有利于獲得井下巷道的線性軌跡后形狀。
[0049]進一步地，所述鉆井對接裝置還包括:設置在所述軌道31上的滑動底座，所述強磁接頭和防爆直流電機設置在所述滑動底座上。通過滑動底座的移動，可以使得強磁接頭和防爆直流電機共同移動?？梢圆捎萌肆ν评瓘姶沤宇^和防爆直流電機在軌道上即可實現(xiàn)強磁接頭在水平軌道31上平穩(wěn)勻速的移動，速度可以為人的步行速度，可以無需設置驅動強磁接頭和防爆直流電機移動的動力裝置，節(jié)省成本和安裝時間。當然，也可以設置液壓或電機驅動強磁接頭和防爆直流電機移動，這樣，強磁接頭在水平軌道31上移動更為勻速。
[0050]進一步地，所述鉆井對接裝置還包括:設置在地面的數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)(圖中未示出)，所述數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)例如為計算機，接收探管傳遞的信號，得到探管的位置，并根據(jù)探管的位置得到所述強磁接頭的軌跡或位置。
[0051]進一步地，所述探管豎直的設置在直井中的鉆桿上，例如設置在鉆桿的底端，以實現(xiàn)與強磁接頭的有效通信。
[0052]進一步地，所述強磁接頭水平的設置在所述水平軌道上，有利于提供信號方向。
[0053]進一步地，所述強磁接頭在水平軌道上移動的距離為3至5米，以提供穩(wěn)定的、連續(xù)的多組數(shù)據(jù)。
[0054]進一步地，所述探管與所述水平軌道的垂直距離小于等于100米，以實現(xiàn)與強磁接頭的有效通信。
[0055]下面描述一下本實用新型一個實施例的工作過程:
[0056]1.直井按設計鉆至距離巷道80m，停止鉆進，起鉆。
[0057]2.直井起鉆后，在直井中按照定向對穿的準備將(連通儀器)探管下至現(xiàn)在鉆進的現(xiàn)有深度位置(當前直井井深)。
[0058]3.在直井下入連通儀器即探管的同時，將強磁接頭33和防爆直流電機35，運到巷道內，并通過全球定位系統(tǒng)在巷道內找到強磁接頭需要平穩(wěn)運行的起點和終點的坐標(X和Y以及當?shù)氐暮０胃叨菻)。
[0059]4.在這些都做好準備的情況下，通過井下對講機，所述強磁接頭勻速旋轉和在水平軌道上同時平穩(wěn)勻速的移動，在地面人員通過計算機計算靶點(例如為，強磁接頭)位置，并不斷修正靶點(例如為，強磁接頭)數(shù)據(jù)，為下一步的直井軌跡控制提供準確的軌跡數(shù)據(jù)。
[0060]5.然后起出連通儀器(探管)，下鉆下入定向儀器MWD對井眼軌跡進行修正。每打完一根單根如此重復上述步驟引導直井軌跡，為其成功對穿巷道提供準確可靠的數(shù)據(jù)。
[0061]6.當直井鉆至距離巷道3-5米時，直井停止鉆進，巷道內收拾好定向接頭，人員躲到相對安全的地方。然后直井繼續(xù)鉆進，直至直井成功與巷道對穿。對接點或對穿點的左右偏差不超過±50cm。
[0062]本實用新型為煤礦打救援井，實現(xiàn)救援井與井下巷道的精準對接提供了技術保障，對使用中的井下巷道的生產(chǎn)的影響較小。
[0063]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【權利要求】
1.一種鉆井對接裝置，其特征在于，所述鉆井對接裝置包括: 水平軌道，設置在井下巷道中； 相互連接的強磁接頭和防爆直流電機，能移動的設置在所述水平軌道上； 探管，設置在直井中的鉆桿上，所述探管與所述強磁接頭進行信號通訊。
2.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述水平軌道為直線形。
3.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述鉆井對接裝置還包括:滑動底座，所述強磁接頭和防爆直流電機設置在所述滑動底座上。
4.如權利要求3所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述鉆井對接裝置還包括:設置在地面的數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)接收探管傳遞的信號。
5.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述探管豎直的設置在直井中的鉆桿上。
6.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述強磁接頭水平的設置在所述水平軌道上。
7.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述強磁接頭在水平軌道上移動的距離為3至5米。
8.如權利要求1所述的鉆井對接裝置，其特征在于，所述探管與所述水平軌道的垂直距離小于等于100米。
【文檔編號】E21B47/092GK204060513SQ201420521179
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權日:2014年9月11日
【發(fā)明者】李忠君, 薛尚來, 蔣海濤, 馬躍強, 谷子厚, 李紅福, 范媛媛, 趙世軍, 葛立男, 雷旸 申請人:奧潤恩特能源技術(北京)有限公司