專利名稱：一種mwd定向探管有源磁場標(biāo)定儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種MWD (隨鉆測量)定向探管有源磁場標(biāo)定儀器，屬于石油鉆井儀器檢測標(biāo)定領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在石油鉆井行業(yè)，隨著從式結(jié)構(gòu)井、繞障井、多分支水平井、連通井施工數(shù)量的不斷增加，對石油鉆井定向探管磁方位測量精度的要求越來越高，定向探管的測量準(zhǔn)確度直接影響到井眼軌跡的精度。因此，施工前如何標(biāo)定探管測量精度，保證測量儀器正常使用， 成為亟待解決的問題。目前解決這個(gè)問題方法是建立無磁標(biāo)定車間來實(shí)現(xiàn)。但實(shí)現(xiàn)完全無磁環(huán)境的要求非?？量?，難以屏蔽外界電磁干擾，極易受到周邊磁環(huán)境變化的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種標(biāo)定MWD定向探管的儀器，該標(biāo)定儀器和標(biāo)定方法可以快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的對MWD定向探管進(jìn)行標(biāo)定。本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型中的MWD定向探管有源磁場標(biāo)定儀器，包括計(jì)算機(jī)、電流控制模塊、轉(zhuǎn)臺控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、三軸亥姆霍茲線圈、三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺、MWD定向探管和磁通門傳感器；所述三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺與三軸亥姆霍茲線圈同軸布置，MWD定向探管與磁通門傳感器放置在三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺頂部，并且MWD定向探管與磁通門傳感器位于三軸亥姆霍茲線圈的中心位置；所述三軸亥姆霍茲線圈通過電流控制模塊與計(jì)算機(jī)相連接，在計(jì)算機(jī)上輸入實(shí)際驅(qū)動線圈的電流值，計(jì)算機(jī)通過電流控制模塊驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈；所述三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺通過轉(zhuǎn)臺控制模塊與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)通過轉(zhuǎn)臺控制模塊來改變?nèi)S無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺的方位；所述MWD定向探管和磁通門傳感器均通過數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)相連接，數(shù)據(jù)采集模塊通過MWD定向探管采集磁場信號，將其傳送給計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)采集模塊通過磁通門傳感器采集磁場信號，然后將其傳送給計(jì)算機(jī)。一種MWD定向探管有源磁場標(biāo)定儀器進(jìn)行標(biāo)定的方法，該方法包括以下步驟1)首先從中科院地質(zhì)與地球物理研究所傳遞標(biāo)定儀器所在地的地磁場數(shù)值，按照比奧薩法爾定理，得到實(shí)際驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈的電流值，將該電流值輸入給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過電流控制模塊驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈，對三軸亥姆霍茲線圈中心處的地磁場初步抵消；2)數(shù)據(jù)采集模塊通過磁通門傳感器采集磁場信號，并將其傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將其與步驟1)中輸入的電流值進(jìn)行比較，并對電流進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。計(jì)算機(jī)通過電流控制模塊驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生磁場，從而達(dá)到抵消地球磁場，達(dá)到要求的無磁環(huán)境；[0012]:3)MWD定向探管上電，計(jì)算機(jī)通過轉(zhuǎn)臺控制模塊驅(qū)動控制三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動，由數(shù)據(jù)采集模塊傳遞從MWD定向探管和磁通門傳感器來的信號到計(jì)算機(jī)的標(biāo)定軟件； 標(biāo)定軟件對從數(shù)據(jù)采集模塊傳來的MWD定向探管與磁通門傳感器的信號，進(jìn)行計(jì)算比對， 當(dāng)MWD定向探管與磁通門傳感器的信號磁場強(qiáng)度的差值小于IOnT時(shí)，認(rèn)為具備下井正常工作的資質(zhì)。本實(shí)用新型的有益效果是解決了 MWD定向探管下井前的資質(zhì)標(biāo)定問題，標(biāo)定儀器及方法具有快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

圖1標(biāo)定儀器原理圖；圖2標(biāo)定方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示，本實(shí)施例包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)6、電流控制模塊7、轉(zhuǎn)臺控制模塊5、數(shù)據(jù)采集模塊4、三軸亥姆霍茲線圈1、三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺2、高精度磁通門傳感器3和MWD (隨鉆測量)定向探管8。計(jì)算機(jī)6與電流控制模塊7連接，電流控制模塊7與三軸亥姆霍茲線圈1相連接，三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺2與三軸亥姆霍茲線圈1同軸布置，MWD定向探管8與高精度磁通門傳感器3放在三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺2的頂部，并使其位于三軸亥姆霍茲線圈1的中心處。計(jì)算機(jī)6連接轉(zhuǎn)臺控制模塊5，轉(zhuǎn)臺控制模塊5連接三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺2，MWD定向探管8與高精度磁通門傳感器3與數(shù)據(jù)采集模塊4相連接，數(shù)據(jù)采集模塊4與計(jì)算機(jī)6相連。在三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺上安置高精度磁通門傳感器與MWD定向探管；計(jì)算機(jī)控制電流模塊，產(chǎn)生一定功率的電流，驅(qū)動三軸方形亥姆霍茲線圈在中心區(qū)域一定范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻磁場，抵消地球磁場，在一定范圍內(nèi)形成無磁空間；由高精度磁通門傳感器與MWD定向探管檢測到的信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集模塊采集，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；利用計(jì)算機(jī)上的標(biāo)定軟件進(jìn)行計(jì)算比較，來標(biāo)定當(dāng)前MWD定向探管是否具有下井正常工作的資質(zhì)。本實(shí)用新型的具體標(biāo)定方法如圖2所示，包括如下步驟1)首先從中科院地質(zhì)與地球物理研究所傳遞儀器當(dāng)?shù)氐牡卮艌鰯?shù)值，按照計(jì)算的理論值，利用計(jì)算機(jī)6上的相關(guān)軟件輸入電流值，通過電流控制模塊7，驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈1，對三軸亥姆霍茲線圈1中心處地磁場初步粗略抵消；2)根據(jù)高精度磁通門傳感器3 (精度為InT)通過數(shù)據(jù)采集模塊4傳到計(jì)算機(jī)6的信號，判斷并利用軟件對電流進(jìn)行微調(diào)，從而最終通過電流控制模塊4，驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈1產(chǎn)生磁場，抵消地球磁場，達(dá)到要求的無磁環(huán)境；3)根據(jù)亥姆霍茲線圈的理論，可知道在三軸亥姆霍茲線圈1中心區(qū)域一定范圍內(nèi)形成了一個(gè)均勻的達(dá)到要求的無磁區(qū)域；4)MWD定向探管8上電，計(jì)算機(jī)6的相關(guān)軟件通過轉(zhuǎn)臺控制模塊5驅(qū)動控制三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)動，由數(shù)據(jù)采集模塊4傳遞從MWD定向探管8和高精度磁通門傳感器3 來的信號到計(jì)算機(jī)6的標(biāo)定軟件；標(biāo)定軟件對從數(shù)據(jù)采集模塊4傳來的MWD定向探管8與高精度磁通門傳感器3的信號，進(jìn)行計(jì)算比對，當(dāng)MWD定向探管8與磁通門傳感器3的信號值的差值小于IOnT時(shí)，從而標(biāo)定MWD定向探管8是否具備下井正常工作的資質(zhì)。5)由標(biāo)定軟件形成標(biāo)定表格，并打印備案以供查詢。該方法利用計(jì)算機(jī)控制三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺，形成不同的空間角度，利用標(biāo)定軟件對來自高精度磁通門傳感器與MWD定向探管的信號進(jìn)行計(jì)算比對，從而對MWD定向探管進(jìn)行標(biāo)定。計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生的電流，驅(qū)動三軸方形亥姆霍茲線圈在中心區(qū)域一定范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻磁場，抵消地球磁場，在一定范圍內(nèi)形成無磁空間。
權(quán)利要求1. 一種MWD定向探管有源磁場標(biāo)定儀器，其特征在于包括計(jì)算機(jī)(6)、電流控制模塊 (7)、轉(zhuǎn)臺控制模塊( 、數(shù)據(jù)采集模塊(4)、三軸亥姆霍茲線圈(1)、三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺(2)、 MWD定向探管⑶和磁通門傳感器(3)；所述三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺( 與三軸亥姆霍茲線圈(1)同軸布置，MWD定向探管(8)與磁通門傳感器C3)放置在三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺( 頂部，并且MWD定向探管(8)與磁通門傳感器(3)位于三軸亥姆霍茲線圈(1)的中心位置；所述三軸亥姆霍茲線圈(1)通過電流控制模塊(7)與計(jì)算機(jī)(6)相連接，在計(jì)算機(jī)(6) 上輸入實(shí)際驅(qū)動線圈的電流值，計(jì)算機(jī)通過電流控制模塊(7)驅(qū)動三軸亥姆霍茲線圈(1)； 所述三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺( 通過轉(zhuǎn)臺控制模塊( 與計(jì)算機(jī)(6)相連接，計(jì)算機(jī)(6) 通過轉(zhuǎn)臺控制模塊來改變?nèi)S無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺( 的方位；所述MWD定向探管⑶和磁通門傳感器(3)均通過數(shù)據(jù)采集模塊⑷與計(jì)算機(jī)(6)相連接，數(shù)據(jù)采集模塊(4)通過MWD定向探管(8)采集磁場信號，將其傳送給計(jì)算機(jī)(6)；數(shù)據(jù)采集模塊(4)通過磁通門傳感器C3)采集磁場信號，然后將其傳送給計(jì)算機(jī)(6)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種MWD定向探管有源磁場標(biāo)定儀器，屬于石油鉆井儀器檢測標(biāo)定領(lǐng)域。本實(shí)用新型由計(jì)算機(jī)、電流控制模塊、轉(zhuǎn)臺控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、三軸亥姆霍茲線圈、三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺、磁通門傳感器，MWD定向探管組成，在三軸無磁標(biāo)定轉(zhuǎn)臺上安置高通門傳感器與MWD定向探管；計(jì)算機(jī)控制電流模塊，產(chǎn)生一定功率的電流，驅(qū)動三軸方形亥姆霍茲線圈在中心區(qū)域一定范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻磁場，抵消地球磁場，在一定范圍內(nèi)形成無磁空間；由磁通門傳感器與MWD定向探管檢測到的信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集模塊采集，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；利用計(jì)算機(jī)上的標(biāo)定軟件進(jìn)行計(jì)算比較，來標(biāo)定當(dāng)前MWD定向探管是否具有下井正常工作的資質(zhì)。本實(shí)用新型具有快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E21B47/12GK202031580SQ20112009542
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者劉繼亮, 張娟娟, 李德勝, 林恩懷 申請人:北京工業(yè)大學(xué)