[發明專利]一種確定正鉆井中靶點位置的磁定位方法

有效

• 申請號: 201510028388.0
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104747170B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王肄輝;劉海;王小虎;熊陵
• 申請（專利權）人: 中天啟明石油技術有限公司
• 主分類號: E21B47/0228
• 分類號: E21B47/0228;E21B47/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊

1.一種確定正鉆井中靶點位置的磁定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、已鉆井的測量探管上兩組磁通門同時采集正鉆井中靶點位置產生的磁場數據；其中已鉆井的測量探管上兩組磁通門的方位相同且具有固定高度差；

步驟2、將步驟1中兩組磁通門采集的靶點位置磁場數據作為磁定位方位的輸入，并且根據磁定位方位的輸入計算每組磁通門采集的磁場數據在每個周期磁場強度的最大值、磁場強度的最小值、磁場強度最大值時分量值以及磁場強度最小值時的分量值；

步驟3、根據每組磁通門與靶點位置處每個周期磁場強度取最大值以及最小值時的磁方位關系獲取靶點位置相對于每組磁通門的位置坐標；

步驟4、根據靶點位置相對于每組磁通門的位置坐標，結合兩組磁通門之間的固定高度差確定靶點位置的最終位置坐標。

2.根據權利要求1所述的確定正鉆井中靶點位置的磁定位方法，其特征在于，所述每組磁通門中包括有三個分量的磁通門，其中每組的三個分量磁通門兩兩相互正交，正交的方向分別為X軸方向、Y軸方向和Z軸方向，其中X軸方向指的是上下方向，Y軸方向指的左右方向，Z軸方向為前后方向。

3.根據權利要求2所述的確定正鉆井中靶點位置的磁定位方法，其特征在于，所述步驟3中靶點位置相對于其中一組磁通門的位置坐標(x,y,z)通過如下公式進行求取：

其中Bx0、By0和Bz0為該組磁通門采集的磁場數據在每個周期磁場強度的最小值BTmin時，對應該組磁通門中三個磁通門采集的磁場強度的分量值，即最小磁場強度時，X、Y和Z三軸的磁場強度分量值；其中Bx1、By1和Bz1為該組磁通門采集的磁場數據在每個周期磁場強度的最大值BTmax時，對應該組磁通門中三個磁通門采集的磁場強度的分量值，即最大磁場強度時，X、Y和Z三軸的磁場強度分量值；r為該組磁通門與靶點之間的距離；θ為該組磁通門和靶點之間的連線與靶點前進方向的夾角；α為該組磁通門獲取的最大磁場強度時磁場的方向和靶點前進方向的夾角；

其中

$r=\sqrt[3]{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}m}{4\mathrm{\π}\left|BTmin\right|}};$

$\mathrm{\θ}=\frac{1}{2}\·arccos(\frac{5-2\·{\left(\frac{BT\max x}{BTmin}\right)}^2}{3};$

$\mathrm{\α}=arcsin\left(\frac{{\left(\frac{BTmax}{BTmin}\right)}^2-2}{\left(\frac{BTmax}{BT\min }\right)}\right);$

所述步驟3中靶點位置相對于另一組磁通門的位置坐標(x′,y′,z′)通過如下公式進行求取：

其中Bx0′、By0′和Bz0′為該組磁通門采集的磁場數據在每個周期磁場強度的最小值BTmin′時，對應該組磁通門中三個磁通門采集的磁場強度的分量值，即最小磁場強度時，X、Y和Z三軸的磁場強度分量值；其中Bx1′、By1′和Bz1′為該組磁通門采集的磁場數據在每個周期磁場強度的最大值BTmax時，對應該組磁通門中三個磁通門采集的磁場強度的分量值，即最大磁場強度時，X、Y和Z三軸的磁場強度分量值；r′為該組磁通門與靶點之間的距離；θ′為該組磁通門和靶點之間的連線與靶點前進方向的夾角；α′該組磁通門獲取的最大磁場強度時磁場的方向和靶點前進方向的夾角；

其中

$r^{\′}=\sqrt[3]{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}m}{4\mathrm{\π}\left|BT{\min }^{\′}\right|}};$

${\mathrm{\θ}}^{\′}=\frac{1}{2}\·arccos\left(\frac{5-2\·{\left(\frac{BT{\max }^{\′}x}{BT{\min }^{\′}}\right)}^2}{3}\right);$

${\mathrm{\α}}^{\′}=arcsin\left(\frac{{\left(\frac{BT{\max }^{\′}}{BT{\min }^{\′}}\right)}^2-2}{\left(\frac{BT{\max }^{\′}}{BT{\min }^{\′}}\right)}\right);$

其中μ₀＝4π*10^-7為磁常數，是一個固定值，m是磁偶極子的磁矩。