用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備的制作方法
用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括用于與隨鉆測量短節(jié)套接固定的第一固定裝置，第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器；用于與動力鉆具套接固定的第二固定裝置，第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收定位信號的接收器，第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度；其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)上的發(fā)射器沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具上的接收器對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具上確定隨鉆測量短節(jié)上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
【專利說明】用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種外角差測量設(shè)備，尤其涉及一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，屬于定向鉆井鉆具外角差測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]定向鉆井技術(shù)是目前最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一。該技術(shù)主要通過定向鉆井鉆具、測量設(shè)備和工藝技術(shù)相配合，從而實現(xiàn)井眼軌跡的有效控制，進(jìn)而使得鉆頭沿預(yù)設(shè)軌道鉆達(dá)井底預(yù)定目標(biāo)。
[0003]其中，測量設(shè)備主要用于測量定向鉆井鉆具的外角差，通過對外角差進(jìn)行測量從而保證定向鉆井鉆具中工作面的擺放，進(jìn)而對井眼軌跡進(jìn)行控制。具體的，定向鉆井鉆具包括:由上至下依次連接的隨鉆測量(Measure While Drilling,簡稱MWD)短節(jié)、無磁鉆鋌和動力鉆具，而隨鉆測量短節(jié)上預(yù)設(shè)的定向鍵與動力鉆具上形成的高邊線之間的角度差即為所需測量的角度差。
[0004]目前，常見的測量設(shè)備，其通常是在隨鉆測量短節(jié)上和動力鉆具上分別安裝定位器和測量器，然后利用定位器上設(shè)置的第一基準(zhǔn)點與隨鉆測量短節(jié)上的定向鍵人工進(jìn)行定位，然后再通過人工的方式在測量器上將第二基準(zhǔn)點與定位器上的第一基準(zhǔn)點進(jìn)行對準(zhǔn)(即在測量器上找到與隨鉆測量短節(jié)上的定向鍵位置相對應(yīng)的基準(zhǔn)點)，最后將測量器上對準(zhǔn)后的第二基準(zhǔn)點到動力鉆具上形成的高邊線之間的角度進(jìn)行測量，即可得出外角差的數(shù)值。
[0005]由于常見的測量設(shè)備在使用時，其測量器上的第二基準(zhǔn)點通常是通過人工目測進(jìn)行定位的，其會造成一定的人為誤差。尤其是當(dāng)定向鉆井鉆具整體長度過長(有時第一基準(zhǔn)點到第二基準(zhǔn)點之間的距離超過20米)，以及受自然光線的影響；都會使得人工目測存在較大誤差，從而影響外角差測量的精度，并最終影響到定向鉆井中井眼軌跡的控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其可有效地提高外角差的測量精度。
[0007]本發(fā)明提供的一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括:
[0008]用于套接在所述定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)上的第一固定裝置，所述第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器；
[0009]和用于套接在所述定位鉆井鉆具中的動力鉆具上的第二固定裝置，所述第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收所述定位信號的接收器，所述第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度。
[0010]可選的，所述第一固定裝置包括具有第一開口的第一圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第一開口的第一鎖緊機(jī)構(gòu)。
[0011]可選的，所述第一鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
[0012]可選的，所述第二固定裝置包括具有第二開口的第二圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第二開口的第二鎖緊機(jī)構(gòu)，所述角度刻度形成于所述第二圓環(huán)上。
[0013]可選的，所述第二鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
[0014]可選的，所述第二圓環(huán)沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽，所述卡槽內(nèi)卡接有與所述卡槽滑動配合連接的撥針。
[0015]可選的，所述角度刻度包括零刻度；
[0016]所述第二圓環(huán)的一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第一刻度區(qū)間；
[0017]以及所述第二圓環(huán)的另一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第二刻度區(qū)間；
[0018]其中，所述接收器位于所述零刻度處。
[0019]可選的，所述發(fā)射器為紅外線發(fā)射器，所述接收器為紅外線感應(yīng)報警器。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)上的發(fā)射器沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具上的接收器對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具上確定隨鉆測量短節(jié)上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
[0021]同時，通過利用發(fā)射器和接收器進(jìn)行定向鍵在動力鉆具上相應(yīng)的位置，抗人為或自然因素的干擾性更好，使其定位精度以及使用范圍都有所增加。
[0022]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一固定裝置采用具有第一開口的第一圓環(huán)，并通過第一鎖緊機(jī)構(gòu)用于將第一開口進(jìn)行鎖緊，其結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，并且第一圓環(huán)與隨鉆測量短節(jié)安裝的穩(wěn)定性更高，從而進(jìn)一步保證發(fā)射器的安裝精度，進(jìn)而有效提高外角差的測量精度。
[0023]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第二固定裝置采用具有第二開口的第二圓環(huán)，并通過第二鎖緊機(jī)構(gòu)用于將第二開口進(jìn)行鎖緊，其結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，并且第二圓環(huán)與動力鉆具安裝的穩(wěn)定性更高，從而進(jìn)一步保證接收器的安裝精度，進(jìn)而有效提高外角差的測量精度。
[0024]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，通過在第二圓環(huán)上形成卡槽，并在卡槽內(nèi)設(shè)置撥針，利用撥針的滑動，從而對準(zhǔn)動力鉆具上的高邊線，進(jìn)而確保度數(shù)的準(zhǔn)確度并有效地提高外角差的測量精度。
[0025]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，角度刻度通過零刻度、第一刻度區(qū)間和第二刻度區(qū)間組合而成，并且將接收器設(shè)置在零刻度處，從而便于對接收器和高邊線之間的角度進(jìn)行讀取，更加便于實際使用。
[0026]上述技術(shù)特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術(shù)特征來替代，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0028]圖1為本發(fā)明實施例提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例中提供的第一固定裝置的仰視圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例中提供的第二固定裝置的俯視圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實施例中提供的第二固定裝置的側(cè)視圖。
[0032]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0033]1-隨鉆測量短節(jié)；2-無磁鉆鋌；3_動力鉆具；
[0034]4-第一固定裝置,41-發(fā)射器,42-第一開口，43-第一圓環(huán),44-第一鎖緊機(jī)構(gòu)；
[0035]5-第二固定裝置，51-接收器，52-第二開口，53-第二圓環(huán)，54-第二鎖緊機(jī)構(gòu)，55-卡槽，56-撥針。
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本發(fā)明中的【具體實施方式】，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
[0037]在描述【具體實施方式】前，先對本發(fā)明中出現(xiàn)的方向性名詞做如下限定:
[0038]將定向鉆井鉆具中，靠近鉆進(jìn)目標(biāo)的一端定義為下端，遠(yuǎn)離鉆進(jìn)目標(biāo)的一端定義為上端，并且定向鉆井鉆具的旋轉(zhuǎn)軸線即為本發(fā)明的軸線。
[0039]如圖1至4所示，本實施例中提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括:
[0040]用于套接在定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)I上的第一固定裝置4，第一固定裝置4沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器41 ；
[0041]和用于套接在定位鉆井鉆具中的動力鉆具3上的第二固定裝置5，第二固定裝置5沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收定位信號的接收器51，第二固定裝置51上繞軸線形成有角度刻度(圖中未示出)。
[0042]使用時，先組裝定向鉆井鉆具，其中定向鉆井鉆具包括由上至下依次連接的隨鉆測量短節(jié)1、無磁鉆鋌2和動力鉆具3，隨鉆測量短節(jié)I上設(shè)置有定向鍵(圖中未示出)，動力鉆具3上形成有高邊線(圖中未示出)。
[0043]將第一固定裝置4安裝在隨鉆測量短節(jié)I上，并將發(fā)射器41與隨鉆測量短節(jié)I上的定向鍵對準(zhǔn)，然后打開定位發(fā)生器并使其垂直向下發(fā)生定位信號。上提定向鉆井鉆具，然后將第二固定裝置5套接在動力鉆具3上，并且繞軸線方向轉(zhuǎn)動第二固定裝置5，直至接收器51接收到發(fā)射器41發(fā)出的定位信號為止。當(dāng)接收器51接收到發(fā)射器41發(fā)出的定位信號后，將第二固定裝置5固定安裝在動力鉆具3上，然后通過第二固定裝置5上形成的角度刻度測量出接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度即可，此角度即為所需要測量的定向鉆井鉆具外角差值。
[0044]其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)I上的發(fā)射器41沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具3上的接收器51對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具3上確定隨鉆測量短節(jié)I上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
[0045]同時，通過利用發(fā)射器41和接收器51進(jìn)行定向鍵在動力鉆具3上相應(yīng)的位置，其抗人為或自然因素的干擾性更好。例如，只有在發(fā)射器41與接收器51位置剛好相對時，接收器51才會接收到定位信號，從而避免了認(rèn)為因素的干擾，可有效提高定位精度。并且接收器51對于發(fā)射器41發(fā)射出的定位信號感應(yīng)更為靈敏，從而可有效地避免自然因素(如日照、風(fēng)沙等)的影響，進(jìn)而提高其使用范圍。
[0046]本實施例中，由于第一固定裝置4需要準(zhǔn)確安裝在隨鉆測量短節(jié)I上，并保證其上設(shè)置的發(fā)射器41垂直向下發(fā)射出定位信號；因此需要第一固定裝置4需要有較高的安裝精度。為此，如圖2所示，第一固定裝置4包括具有第一開口 42的第一圓環(huán)43，以及用于鎖緊第一開口 42的第一鎖緊機(jī)構(gòu)44。
[0047]使用時，利用第一圓環(huán)43套接在隨鉆測量短節(jié)I上，然后通過第一鎖緊機(jī)構(gòu)44將第一開口 42逐步鎖緊，并最終將第一圓環(huán)43套接固定在隨鉆測量短節(jié)I上。其中，第一鎖緊機(jī)構(gòu)44在逐步鎖緊過程中，由于第一圓環(huán)43是貼合在隨鉆測量短節(jié)I的外壁上，因此在第一圓環(huán)43逐步鎖緊的同時可有效地保證第一圓環(huán)43的安裝精度。同時采用這種設(shè)置，也使得第一固定裝置4更加便于安裝固定，方便施工人員使用。
[0048]進(jìn)一步優(yōu)選的，第一鎖緊機(jī)構(gòu)44為鎖緊螺栓。
[0049]本實施例中，由于第二固定裝置5需要準(zhǔn)確安裝在動力鉆具3上，并保證其上設(shè)置的接收器51垂直向上，從而便于接收定位信號；因此需要第二固定裝置5需要有較高的安裝精度。為此，如圖3所示，第二固定裝置5包括具有第二開口 52的第二圓環(huán)53，以及用于鎖緊第二開口 52的第二鎖緊機(jī)構(gòu)54，角度刻度形成于第二圓環(huán)53上(圖中未示出)。
[0050]使用時，利用第二圓環(huán)53套接在動力鉆具3上，并使得第二圓環(huán)53可在動力鉆具3上繞軸線方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接收器51接收到定位信號后，通過第二鎖緊機(jī)構(gòu)54將第二開口 52逐步鎖緊，并最終將第二圓環(huán)53套接固定在動力鉆具3上。其中，第二鎖緊機(jī)構(gòu)54在逐步鎖緊過程中，由于第二圓環(huán)53是貼合在動力鉆具3的外壁上，因此在第二圓環(huán)53逐步鎖緊的同時可有效地保證第二圓環(huán)53的安裝精度。同時采用這種設(shè)置，也使得第二固定裝置5更加便于安裝固定，方便施工人員使用。
[0051]進(jìn)一步優(yōu)選的，第二鎖緊機(jī)構(gòu)54為鎖緊螺栓。
[0052]本實施例中，在測量過程中，定向鉆井鉆具外角差值實際上是接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度，因此施工人員只需測量并讀取接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度即可。為此，如圖3和4所示，第二圓環(huán)53沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽55，卡槽55內(nèi)卡接有與卡槽55滑動配合連接的撥針56。
[0053]使用時，施工人員可通過調(diào)整與卡槽55滑動配合的撥針56，并且使得撥針56與動力鉆具3上的高邊線對準(zhǔn)，然后利用第二圓環(huán)53上的角度刻度進(jìn)行測量讀取即可，從而更加便于施工人員的使用，并且提高度數(shù)的準(zhǔn)確度。
[0054]本實施例中，角度刻度形成在第二圓環(huán)53上時，施工人員需要記錄接收器51所對應(yīng)的角度值以及動力鉆具3上的高邊線所對應(yīng)的角度值，然后再用兩者的角度值做差，從而得出所需要測量的定向鉆井鉆具外角差值，其使用起來較為繁瑣。為此，可將角度刻度設(shè)置成包括零刻度；第二圓環(huán)53的一側(cè)由零刻度至第二開口 52之間形成的第一刻度區(qū)間；以及第二圓環(huán)53的另一側(cè)由零刻度至第二開口 52之間形成的第二刻度區(qū)間；并且使得接收器51位于零刻度處。
[0055]其中，第一刻度區(qū)間與零刻度配合可形成0°?175。的測量范圍；同理，第二刻度區(qū)間與零刻度配合可形成0°?-175°的測量范圍。
[0056]使用時，當(dāng)接收器51接收到定位信號并固定后，施工人員只需讀取動力鉆具3的高邊線對應(yīng)的角度數(shù)值即可，其使用更加簡便。
[0057]本實施例中，優(yōu)選的，發(fā)射器41為紅外線發(fā)射器，接收器51為紅外線感應(yīng)報警器。其利用紅外線發(fā)射器發(fā)射出紅外線定位信號，然后當(dāng)紅外線感應(yīng)報警器感應(yīng)到紅外線定位信號后，其開始報警從而提示施工人員紅外線感應(yīng)報警器移動到位，其更加便于使用。
[0058]需理解的是，發(fā)射器41和接收器51不僅限于紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)報警器，亦可采用其它定位信號發(fā)射及接收裝置，但都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0059]最后應(yīng)說明的是:以上實施方式及實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施方式及實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實施方式或?qū)嵤├涊d的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施方式或?qū)嵤├夹g(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括: 用于套接在所述定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)上的第一固定裝置，所述第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器； 和用于套接在所述定位鉆井鉆具中的動力鉆具上的第二固定裝置，所述第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收所述定位信號的接收器，所述第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第一固定裝置包括具有第一開口的第一圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第一開口的第一鎖緊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第一鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二固定裝置包括具有第二開口的第二圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第二開口的第二鎖緊機(jī)構(gòu)，所述角度刻度形成于所述第二圓環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二圓環(huán)沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽，所述卡槽內(nèi)卡接有與所述卡槽滑動配合連接的撥針。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一項所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述角度刻度包括零刻度； 所述第二圓環(huán)的一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第一刻度區(qū)間； 以及所述第二圓環(huán)的另一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第二刻度區(qū)間； 其中，所述接收器位于所述零刻度處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射器為紅外線發(fā)射器，所述接收器為紅外線感應(yīng)報警器。
【文檔編號】E21B7/04GK104420827SQ201310700240
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】白彬珍, 陳天成, 牛新明, 臧艷彬, 孫吉凱, 陶興華, 張進(jìn)雙, 張金成, 李夢剛, 黃河淳 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括用于與隨鉆測量短節(jié)套接固定的第一固定裝置，第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器；用于與動力鉆具套接固定的第二固定裝置，第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收定位信號的接收器，第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度；其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)上的發(fā)射器沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具上的接收器對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具上確定隨鉆測量短節(jié)上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
【專利說明】用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種外角差測量設(shè)備，尤其涉及一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，屬于定向鉆井鉆具外角差測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]定向鉆井技術(shù)是目前最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一。該技術(shù)主要通過定向鉆井鉆具、測量設(shè)備和工藝技術(shù)相配合，從而實現(xiàn)井眼軌跡的有效控制，進(jìn)而使得鉆頭沿預(yù)設(shè)軌道鉆達(dá)井底預(yù)定目標(biāo)。
[0003]其中，測量設(shè)備主要用于測量定向鉆井鉆具的外角差，通過對外角差進(jìn)行測量從而保證定向鉆井鉆具中工作面的擺放，進(jìn)而對井眼軌跡進(jìn)行控制。具體的，定向鉆井鉆具包括:由上至下依次連接的隨鉆測量(Measure While Drilling,簡稱MWD)短節(jié)、無磁鉆鋌和動力鉆具，而隨鉆測量短節(jié)上預(yù)設(shè)的定向鍵與動力鉆具上形成的高邊線之間的角度差即為所需測量的角度差。
[0004]目前，常見的測量設(shè)備，其通常是在隨鉆測量短節(jié)上和動力鉆具上分別安裝定位器和測量器，然后利用定位器上設(shè)置的第一基準(zhǔn)點與隨鉆測量短節(jié)上的定向鍵人工進(jìn)行定位，然后再通過人工的方式在測量器上將第二基準(zhǔn)點與定位器上的第一基準(zhǔn)點進(jìn)行對準(zhǔn)(即在測量器上找到與隨鉆測量短節(jié)上的定向鍵位置相對應(yīng)的基準(zhǔn)點)，最后將測量器上對準(zhǔn)后的第二基準(zhǔn)點到動力鉆具上形成的高邊線之間的角度進(jìn)行測量，即可得出外角差的數(shù)值。
[0005]由于常見的測量設(shè)備在使用時，其測量器上的第二基準(zhǔn)點通常是通過人工目測進(jìn)行定位的，其會造成一定的人為誤差。尤其是當(dāng)定向鉆井鉆具整體長度過長(有時第一基準(zhǔn)點到第二基準(zhǔn)點之間的距離超過20米)，以及受自然光線的影響；都會使得人工目測存在較大誤差，從而影響外角差測量的精度，并最終影響到定向鉆井中井眼軌跡的控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其可有效地提高外角差的測量精度。
[0007]本發(fā)明提供的一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括:
[0008]用于套接在所述定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)上的第一固定裝置，所述第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器；
[0009]和用于套接在所述定位鉆井鉆具中的動力鉆具上的第二固定裝置，所述第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收所述定位信號的接收器，所述第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度。
[0010]可選的，所述第一固定裝置包括具有第一開口的第一圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第一開口的第一鎖緊機(jī)構(gòu)。
[0011]可選的，所述第一鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
[0012]可選的，所述第二固定裝置包括具有第二開口的第二圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第二開口的第二鎖緊機(jī)構(gòu)，所述角度刻度形成于所述第二圓環(huán)上。
[0013]可選的，所述第二鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
[0014]可選的，所述第二圓環(huán)沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽，所述卡槽內(nèi)卡接有與所述卡槽滑動配合連接的撥針。
[0015]可選的，所述角度刻度包括零刻度；
[0016]所述第二圓環(huán)的一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第一刻度區(qū)間；
[0017]以及所述第二圓環(huán)的另一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第二刻度區(qū)間；
[0018]其中，所述接收器位于所述零刻度處。
[0019]可選的，所述發(fā)射器為紅外線發(fā)射器，所述接收器為紅外線感應(yīng)報警器。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)上的發(fā)射器沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具上的接收器對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具上確定隨鉆測量短節(jié)上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
[0021]同時，通過利用發(fā)射器和接收器進(jìn)行定向鍵在動力鉆具上相應(yīng)的位置，抗人為或自然因素的干擾性更好，使其定位精度以及使用范圍都有所增加。
[0022]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一固定裝置采用具有第一開口的第一圓環(huán)，并通過第一鎖緊機(jī)構(gòu)用于將第一開口進(jìn)行鎖緊，其結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，并且第一圓環(huán)與隨鉆測量短節(jié)安裝的穩(wěn)定性更高，從而進(jìn)一步保證發(fā)射器的安裝精度，進(jìn)而有效提高外角差的測量精度。
[0023]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第二固定裝置采用具有第二開口的第二圓環(huán)，并通過第二鎖緊機(jī)構(gòu)用于將第二開口進(jìn)行鎖緊，其結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，并且第二圓環(huán)與動力鉆具安裝的穩(wěn)定性更高，從而進(jìn)一步保證接收器的安裝精度，進(jìn)而有效提高外角差的測量精度。
[0024]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，通過在第二圓環(huán)上形成卡槽，并在卡槽內(nèi)設(shè)置撥針，利用撥針的滑動，從而對準(zhǔn)動力鉆具上的高邊線，進(jìn)而確保度數(shù)的準(zhǔn)確度并有效地提高外角差的測量精度。
[0025]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，角度刻度通過零刻度、第一刻度區(qū)間和第二刻度區(qū)間組合而成，并且將接收器設(shè)置在零刻度處，從而便于對接收器和高邊線之間的角度進(jìn)行讀取，更加便于實際使用。
[0026]上述技術(shù)特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術(shù)特征來替代，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0028]圖1為本發(fā)明實施例提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例中提供的第一固定裝置的仰視圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例中提供的第二固定裝置的俯視圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實施例中提供的第二固定裝置的側(cè)視圖。
[0032]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0033]1-隨鉆測量短節(jié)；2-無磁鉆鋌；3_動力鉆具；
[0034]4-第一固定裝置,41-發(fā)射器,42-第一開口，43-第一圓環(huán),44-第一鎖緊機(jī)構(gòu)；
[0035]5-第二固定裝置，51-接收器，52-第二開口，53-第二圓環(huán)，54-第二鎖緊機(jī)構(gòu)，55-卡槽，56-撥針。
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本發(fā)明中的【具體實施方式】，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
[0037]在描述【具體實施方式】前，先對本發(fā)明中出現(xiàn)的方向性名詞做如下限定:
[0038]將定向鉆井鉆具中，靠近鉆進(jìn)目標(biāo)的一端定義為下端，遠(yuǎn)離鉆進(jìn)目標(biāo)的一端定義為上端，并且定向鉆井鉆具的旋轉(zhuǎn)軸線即為本發(fā)明的軸線。
[0039]如圖1至4所示，本實施例中提供的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括:
[0040]用于套接在定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)I上的第一固定裝置4，第一固定裝置4沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器41 ；
[0041]和用于套接在定位鉆井鉆具中的動力鉆具3上的第二固定裝置5，第二固定裝置5沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收定位信號的接收器51，第二固定裝置51上繞軸線形成有角度刻度(圖中未示出)。
[0042]使用時，先組裝定向鉆井鉆具，其中定向鉆井鉆具包括由上至下依次連接的隨鉆測量短節(jié)1、無磁鉆鋌2和動力鉆具3，隨鉆測量短節(jié)I上設(shè)置有定向鍵(圖中未示出)，動力鉆具3上形成有高邊線(圖中未示出)。
[0043]將第一固定裝置4安裝在隨鉆測量短節(jié)I上，并將發(fā)射器41與隨鉆測量短節(jié)I上的定向鍵對準(zhǔn)，然后打開定位發(fā)生器并使其垂直向下發(fā)生定位信號。上提定向鉆井鉆具，然后將第二固定裝置5套接在動力鉆具3上，并且繞軸線方向轉(zhuǎn)動第二固定裝置5，直至接收器51接收到發(fā)射器41發(fā)出的定位信號為止。當(dāng)接收器51接收到發(fā)射器41發(fā)出的定位信號后，將第二固定裝置5固定安裝在動力鉆具3上，然后通過第二固定裝置5上形成的角度刻度測量出接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度即可，此角度即為所需要測量的定向鉆井鉆具外角差值。
[0044]其通過安裝在隨鉆測量短節(jié)I上的發(fā)射器41沿垂直向下的方向發(fā)射一定位信號，然后通過動力鉆具3上的接收器51對該定位信號進(jìn)行接收，從而較為精準(zhǔn)的在動力鉆具3上確定隨鉆測量短節(jié)I上定向鍵的相應(yīng)位置，進(jìn)而可有效地減少人工目測所帶來的誤差，并最終有效地提高外角差的測量精度。
[0045]同時，通過利用發(fā)射器41和接收器51進(jìn)行定向鍵在動力鉆具3上相應(yīng)的位置，其抗人為或自然因素的干擾性更好。例如，只有在發(fā)射器41與接收器51位置剛好相對時，接收器51才會接收到定位信號，從而避免了認(rèn)為因素的干擾，可有效提高定位精度。并且接收器51對于發(fā)射器41發(fā)射出的定位信號感應(yīng)更為靈敏，從而可有效地避免自然因素(如日照、風(fēng)沙等)的影響，進(jìn)而提高其使用范圍。
[0046]本實施例中，由于第一固定裝置4需要準(zhǔn)確安裝在隨鉆測量短節(jié)I上，并保證其上設(shè)置的發(fā)射器41垂直向下發(fā)射出定位信號；因此需要第一固定裝置4需要有較高的安裝精度。為此，如圖2所示，第一固定裝置4包括具有第一開口 42的第一圓環(huán)43，以及用于鎖緊第一開口 42的第一鎖緊機(jī)構(gòu)44。
[0047]使用時，利用第一圓環(huán)43套接在隨鉆測量短節(jié)I上，然后通過第一鎖緊機(jī)構(gòu)44將第一開口 42逐步鎖緊，并最終將第一圓環(huán)43套接固定在隨鉆測量短節(jié)I上。其中，第一鎖緊機(jī)構(gòu)44在逐步鎖緊過程中，由于第一圓環(huán)43是貼合在隨鉆測量短節(jié)I的外壁上，因此在第一圓環(huán)43逐步鎖緊的同時可有效地保證第一圓環(huán)43的安裝精度。同時采用這種設(shè)置，也使得第一固定裝置4更加便于安裝固定，方便施工人員使用。
[0048]進(jìn)一步優(yōu)選的，第一鎖緊機(jī)構(gòu)44為鎖緊螺栓。
[0049]本實施例中，由于第二固定裝置5需要準(zhǔn)確安裝在動力鉆具3上，并保證其上設(shè)置的接收器51垂直向上，從而便于接收定位信號；因此需要第二固定裝置5需要有較高的安裝精度。為此，如圖3所示，第二固定裝置5包括具有第二開口 52的第二圓環(huán)53，以及用于鎖緊第二開口 52的第二鎖緊機(jī)構(gòu)54，角度刻度形成于第二圓環(huán)53上(圖中未示出)。
[0050]使用時，利用第二圓環(huán)53套接在動力鉆具3上，并使得第二圓環(huán)53可在動力鉆具3上繞軸線方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接收器51接收到定位信號后，通過第二鎖緊機(jī)構(gòu)54將第二開口 52逐步鎖緊，并最終將第二圓環(huán)53套接固定在動力鉆具3上。其中，第二鎖緊機(jī)構(gòu)54在逐步鎖緊過程中，由于第二圓環(huán)53是貼合在動力鉆具3的外壁上，因此在第二圓環(huán)53逐步鎖緊的同時可有效地保證第二圓環(huán)53的安裝精度。同時采用這種設(shè)置，也使得第二固定裝置5更加便于安裝固定，方便施工人員使用。
[0051]進(jìn)一步優(yōu)選的，第二鎖緊機(jī)構(gòu)54為鎖緊螺栓。
[0052]本實施例中，在測量過程中，定向鉆井鉆具外角差值實際上是接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度，因此施工人員只需測量并讀取接收器51到動力鉆具3上形成的高邊線之間的角度即可。為此，如圖3和4所示，第二圓環(huán)53沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽55，卡槽55內(nèi)卡接有與卡槽55滑動配合連接的撥針56。
[0053]使用時，施工人員可通過調(diào)整與卡槽55滑動配合的撥針56，并且使得撥針56與動力鉆具3上的高邊線對準(zhǔn)，然后利用第二圓環(huán)53上的角度刻度進(jìn)行測量讀取即可，從而更加便于施工人員的使用，并且提高度數(shù)的準(zhǔn)確度。
[0054]本實施例中，角度刻度形成在第二圓環(huán)53上時，施工人員需要記錄接收器51所對應(yīng)的角度值以及動力鉆具3上的高邊線所對應(yīng)的角度值，然后再用兩者的角度值做差，從而得出所需要測量的定向鉆井鉆具外角差值，其使用起來較為繁瑣。為此，可將角度刻度設(shè)置成包括零刻度；第二圓環(huán)53的一側(cè)由零刻度至第二開口 52之間形成的第一刻度區(qū)間；以及第二圓環(huán)53的另一側(cè)由零刻度至第二開口 52之間形成的第二刻度區(qū)間；并且使得接收器51位于零刻度處。
[0055]其中，第一刻度區(qū)間與零刻度配合可形成0°?175。的測量范圍；同理，第二刻度區(qū)間與零刻度配合可形成0°?-175°的測量范圍。
[0056]使用時，當(dāng)接收器51接收到定位信號并固定后，施工人員只需讀取動力鉆具3的高邊線對應(yīng)的角度數(shù)值即可，其使用更加簡便。
[0057]本實施例中，優(yōu)選的，發(fā)射器41為紅外線發(fā)射器，接收器51為紅外線感應(yīng)報警器。其利用紅外線發(fā)射器發(fā)射出紅外線定位信號，然后當(dāng)紅外線感應(yīng)報警器感應(yīng)到紅外線定位信號后，其開始報警從而提示施工人員紅外線感應(yīng)報警器移動到位，其更加便于使用。
[0058]需理解的是，發(fā)射器41和接收器51不僅限于紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)報警器，亦可采用其它定位信號發(fā)射及接收裝置，但都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0059]最后應(yīng)說明的是:以上實施方式及實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施方式及實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實施方式或?qū)嵤├涊d的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施方式或?qū)嵤├夹g(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，包括: 用于套接在所述定向鉆井鉆具中的隨鉆測量短節(jié)上的第一固定裝置，所述第一固定裝置沿軸向的下端面處設(shè)置有用于垂直向下發(fā)射定位信號的發(fā)射器； 和用于套接在所述定位鉆井鉆具中的動力鉆具上的第二固定裝置，所述第二固定裝置沿軸向的上端面處設(shè)置有用于接收所述定位信號的接收器，所述第二固定裝置上繞軸線形成有角度刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第一固定裝置包括具有第一開口的第一圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第一開口的第一鎖緊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第一鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二固定裝置包括具有第二開口的第二圓環(huán)，以及用于鎖緊所述第二開口的第二鎖緊機(jī)構(gòu)，所述角度刻度形成于所述第二圓環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述第二圓環(huán)沿軸向的上端面和/或下端面形成有卡槽，所述卡槽內(nèi)卡接有與所述卡槽滑動配合連接的撥針。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一項所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述角度刻度包括零刻度； 所述第二圓環(huán)的一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第一刻度區(qū)間； 以及所述第二圓環(huán)的另一側(cè)由所述零刻度至所述第二開口之間形成的第二刻度區(qū)間； 其中，所述接收器位于所述零刻度處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的用于測量定向鉆井鉆具的外角差的測量設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射器為紅外線發(fā)射器，所述接收器為紅外線感應(yīng)報警器。
【文檔編號】E21B7/04GK104420827SQ201310700240
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】白彬珍, 陳天成, 牛新明, 臧艷彬, 孫吉凱, 陶興華, 張進(jìn)雙, 張金成, 李夢剛, 黃河淳 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
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