[發明專利]基于Labview顯示的水平連通井導向系統

無效

• 申請號: 201110276462.2
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102305064A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 蘇俊;趙書俊;趙世軍;袁孟雷;杜國良;王靜;隋青美;夏明俊
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;G01V3/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種基于Labview顯示的水平連通井導向系統。

背景技術

在石油、天然氣及煤層氣開采過程中，水平連通井、定向井、羽狀井等要求鉆探軌跡必須達到一定的精度。目前，國外針對定向羽狀井對煤層氣和稠油等非常規能源開發時，水平井精確連通過程研發了獨特的磁矢量測量引導系統，該系統采用強磁源對水平井眼軌跡進行引導，最終實現定向羽狀水平井的水平段與直井連通。但是該技術還處于保密和壟斷階段，普通人還無法得知該技術。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、操作方便，可以在很短的時間內完成測量、實時處理數據、實時顯示數據，節約信號傳輸的延遲，提供三維畫面顯示方便用戶使用，測量精確高的基于Labview顯示的水平連通井導向系統。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種基于Labview顯示的水平連通井導向系統，包括設置于鉆頭后端的磁源，以及設置于豎井中與磁源相配合的磁場測量儀，磁場測量儀通過電纜與數據處理系統相連，數據處理系統與顯示系統相連。

所述磁源由無磁鉆鋌和若干永磁體組成，所述若干永磁體平行并列分布。

所述若干永磁體由多個釹鐵硼柱狀磁鐵排列組成。

所述磁場測量儀包括無磁金屬骨架和設置于無磁金屬骨架外部的無磁金屬外殼，無磁金屬外殼內設有兩個三軸磁場傳感器、一個重力加速度計和一個溫度濕度傳感器，所述兩個三軸磁場傳感器、一個重力加速度計和一個溫度濕度傳感器均通過485信號傳輸線與信號處理模塊相連，信號處理模塊通過電纜與數據處理系統相連；其中，一個三軸磁場傳感器、一個重力加速度計和一個溫度濕度傳感器固定于無磁金屬外殼內部的底部，另一個三軸磁場傳感器固定在無磁金屬外殼內部的頂部。

所述兩個三軸磁場傳感器的Z軸位于同一條直線上，X軸、Y軸分別位于相同的平面內。

所述數據處理系統為工業計算機。

信號處理模塊(即Spectramag-6——六通道頻譜分析儀)的作用在于將三軸磁場傳感器測的磁場信號轉換為4-20mA的信號，便于信號的傳輸。

LabVIEW是一種程序開發環境，由美國國家儀器(NI)公司研制開發。

本發明中磁場測量儀可以測得六組磁感應強度信號，在整個水平井聯通過程中磁場測量儀放置在豎井中靜止不動，實時采集磁源在該點處的磁感應強度信號，達到數據實時處理、軌跡實時顯示的目的，能夠為水平連通井、定向井、羽狀井等復雜的井眼提供精確、實時的軌跡導航。信號處理模塊將測量到的磁場感應強度信號轉換為電流信號，增加信號傳輸距離，并減小信號傳輸過程中的衰減。

磁源的作用是產生旋轉磁場，是該系統的信號源。在鉆進過程中，磁源放置于鉆頭的后面。兩個三軸磁場傳感器之間的距離已知，而且兩個三軸磁場傳感器軸向在同一平面內。顯示系統采用了基于虛擬儀器Labview環境，可以將磁場測量儀傳輸來的信號進行相應計算，并將計算所得的鉆頭的空間位置、傾斜角及方位角以時間戳的順序存儲到數據庫中。

本發明結構簡單、操作簡單，可以在很短的時間內完成測量、實時處理數據、實時顯示數據，節約信號傳輸的延遲。顯示界面簡單明了，功能按鍵齊全，而且提供三維畫面顯示方便用戶使用。本發明為水平連通井提供精確測量，比現在普通使用的隨鉆測量工具(WMD)具有更高精度的導向作用。

附圖說明

圖1是本發明水平連通井工作系統的工作原理示意圖；

圖2是井下磁場測量儀的內部傳感器軸線分布結構圖；

圖3是本發明工作原理結構框圖；

圖中：1-水平井，2-豎井，3-鉆井塔，4-工作臺，5-磁源，6-鉆頭，7-磁場測量儀，8-電纜，9-磁力線，10-三軸磁場傳感器，11-重力加速度計。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示，基于labview顯示的水平連通井鉆探系統，包括設置于鉆頭6后端的磁源5，以及設置于豎井2中與磁源5相配合的磁場測量儀7，磁場測量儀7通過電纜8與數據處理系統相連，數據處理系統與顯示系統相連。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的上端設有鉆井塔3，豎井2的上端設有工作臺4。磁源5是本系統的信號源，緊隨鉆頭6的后面，在鉆進過程中可以將磁源5的空間位置認為是鉆頭6的空間位置。

磁源5由無磁鉆鋌和若干永磁體組成，所述若干永磁體平行并列分布。若干永磁體由多個釹鐵硼柱狀磁鐵排列組成。