[發(fā)明專利]用于確定裝置的取向的系統(tǒng)以及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110217834.4
• 申請(qǐng)日: 2011-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN102345455A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·R·伍滕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): E21B47/02
• 分類號(hào): E21B47/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的領(lǐng)域一般涉及相對(duì)方位傳感器(relative?bearing?sensor)，以及更特別地，涉及用于確定相對(duì)方位傳感器的取向的系統(tǒng)以及方法。

背景技術(shù)

測(cè)井工具被用于提供由鉆孔穿透的地質(zhì)層組的詳細(xì)的記錄。為了獲取物理測(cè)量，傳統(tǒng)的測(cè)井工具利用位于測(cè)井工具的周長(zhǎng)的多個(gè)傳感器。然而，在包含不同密度的流體的井中，較低密度的流體(如，氣體)傾向于沿著井鉆孔的頂端的部分流動(dòng)。因此，為了提供所獲得的測(cè)量的準(zhǔn)確記錄，例如，在井內(nèi)的流體的位置，知道測(cè)井工具自身的取向非常重要。

傳統(tǒng)地，保證測(cè)井工具的取向是困難的。用于確定測(cè)井工具的取向的當(dāng)前解決方案部分由于用于確定測(cè)井工具的取向必需的取向裝置的尺寸以及重量而嚴(yán)重遭受承壓靜摩擦(bearing?stiction)。更進(jìn)一步，用于確定測(cè)井工具的取向的當(dāng)前裝置難以制造、要求耗時(shí)的調(diào)節(jié)、是不準(zhǔn)確且昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，提供了用于確定裝置的取向的相對(duì)方位傳感器。該相對(duì)方位傳感器包括鐵磁殼體，并且其中該鐵磁殼體包括配置成關(guān)于鐵磁殼體的取向而滾動(dòng)的鐵磁球、磁通量傳感器、配置成發(fā)射穿過(guò)磁通量角傳感器的多個(gè)磁通量線的永久磁體(多個(gè)磁通量線由鐵磁球的位置所操縱)、以及編程的處理器。該處理器被編程以確定多個(gè)磁通量線的通量角，將確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，并且基于該比較確定相對(duì)方位傳感器的取向。

在另一方面，提供了確定裝置的取向的方法。該方法包括探測(cè)多個(gè)磁通量線，確定多個(gè)磁通量線的通量角，將確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，并且基于該比較確定裝置的取向。

在又另一方面，提供了一個(gè)或者多個(gè)具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件的計(jì)算機(jī)可讀媒介。這些部件包括通量角測(cè)量部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器計(jì)算從在與裝置耦合的相對(duì)方位傳感器中的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的通量角)、存儲(chǔ)器部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器訪問(wèn)預(yù)定義的通量角)、以及取向部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器通過(guò)將確定的多個(gè)磁通量線的通量角與預(yù)定義的通量角比較來(lái)確定裝置的取向。

附圖說(shuō)明

本公開參照附上的附圖在下面詳細(xì)地描述。

圖1是在測(cè)井工具內(nèi)的相對(duì)方位傳感器的框圖。

圖2是相對(duì)方位傳感器的橫截面。

圖3是存儲(chǔ)在用于確定測(cè)井工具的取向的相對(duì)方位傳感器的存儲(chǔ)器區(qū)域中的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件的示例性的框圖。

圖4是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的框圖。

圖5是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的相對(duì)方位傳感器的橫截面。

圖6是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的框圖。

圖7是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的相對(duì)方位傳感器的橫截面。

圖8是用于確定測(cè)井工具的取向的示例性方法的流程圖。

部件列表

具體實(shí)施方式

本公開的實(shí)施例使傾角計(jì)(如，相對(duì)方位傳感器102)能夠確定例如在偏斜(非垂直)的井中的油井測(cè)井工具的取向。然而，盡管本公開的實(shí)施例參照測(cè)井工具，以及特別參照用于確定測(cè)井工具的取向的相對(duì)方位傳感器102來(lái)在本文中被圖示且描述，本公開的方面以任何實(shí)施本文所圖示與所述的功能性的裝置，或其等同物是可操作的。

本文所述的方法以及系統(tǒng)的示例性的技術(shù)效果包括以下至少一個(gè)：(a)探測(cè)多個(gè)磁通量線；(b)確定多個(gè)磁通量線的通量角；(c)將所確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較；以及(d)基于該比較確定裝置的取向。

現(xiàn)參照?qǐng)D1，提供了示例性的相對(duì)方位傳感器102的框圖，相對(duì)方位傳感器102例如與測(cè)井工具101物理上耦合或者在測(cè)井工具101內(nèi)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解圖1的圖表僅僅圖示能結(jié)合本公開的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例使用的示例性的相對(duì)方位傳感器，并且未規(guī)定以任何方式限制。更進(jìn)一步，關(guān)于測(cè)井工具101與相對(duì)方位傳感器102的取向，相對(duì)方位傳感器102的取向與測(cè)井工具101的取向有關(guān)。因而，如果測(cè)井工具101的取向改變，相對(duì)方位傳感器102的取向也改變。因此，測(cè)井工具101的取向可從相對(duì)方位傳感器102的取向來(lái)確定。