專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種受控定向鉆探的無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)。
國(guó)內(nèi)外定向鉆探中已有一些定向儀。這些定向儀是按隨鉆監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，通過(guò)人工操作調(diào)整孔內(nèi)造斜工具的方位。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)信息研究所檢索查新提供的報(bào)告，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)孔內(nèi)造斜工具方位的儀器和裝置。
該項(xiàng)發(fā)明的目的是在本發(fā)明者發(fā)明的“電流場(chǎng)型隨鉆監(jiān)測(cè)儀”實(shí)用新型專(zhuān)利(90221655·4)的基礎(chǔ)上，為受控定向鉆探提供一種無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)，不但可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)，而且可以實(shí)現(xiàn)隨鉆自動(dòng)定向。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)附圖
。其中1為原理框圖，2為結(jié)構(gòu)原理圖。造斜工具1是檢測(cè)和控制對(duì)象，工具面向角傳感器2檢測(cè)造斜工具1的方位并調(diào)制發(fā)送機(jī)3輸出電脈沖的周期。輸出的電信號(hào)經(jīng)鉆桿柱4和地層傳送到接收電極5并送入接收機(jī)6。信號(hào)經(jīng)濾波、放大、整形后，由接收機(jī)6上面的顯示器顯示造斜工具的方位，同時(shí)信號(hào)被送入自動(dòng)控制電路7。自動(dòng)控制電路7控制電動(dòng)機(jī)8的工作狀態(tài)，再通過(guò)調(diào)節(jié)器9，鉆桿柱4調(diào)節(jié)造斜工具1的面向角。
由附圖可以看出，由造斜工具1-工具面向角傳感器2-脈沖信號(hào)發(fā)送機(jī)3-鉆桿柱4-接收電極5-接收機(jī)6-自動(dòng)控制電路7-電動(dòng)機(jī)8-調(diào)節(jié)器9-鉆桿柱4-造斜工具1，構(gòu)成閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
該發(fā)明是在《電流場(chǎng)型隨鉆監(jiān)測(cè)儀》基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。由2至6是電流場(chǎng)型無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)器，7至9是自動(dòng)定向控制器，整個(gè)閉環(huán)自動(dòng)定向系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)，而且可以實(shí)現(xiàn)隨鉆自動(dòng)定向。
其具體結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制過(guò)程參看附圖之2。
脈沖信號(hào)發(fā)送機(jī)3發(fā)送的脈沖信號(hào)周期T由工具面向角傳感器2調(diào)制，當(dāng)孔內(nèi)造斜工具1處于設(shè)計(jì)方位(0°)時(shí)，T＝T0，不在設(shè)計(jì)方位時(shí)T＜T0或＞T0。脈沖信號(hào)不用電纜而通過(guò)鉆桿柱4和地層傳到地面。
自動(dòng)控制電路7由脈沖周期鑒別電路10、正向開(kāi)關(guān)11、反向開(kāi)關(guān)12和保護(hù)電路13組成。
調(diào)節(jié)器6由齒輪14和蝸輪蝸桿減速器15組成。15中的蝸輪中間為六方孔套在六方立軸16上，立軸16通過(guò)卡盤(pán)17卡緊鉆桿柱4。調(diào)節(jié)器9由電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鉆桿柱4、正向或反向調(diào)節(jié)孔內(nèi)鉆具的方位。
當(dāng)孔內(nèi)造斜工具1不在設(shè)計(jì)方位，如果脈沖信號(hào)周期T＜T0時(shí)，正向開(kāi)關(guān)11導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)8經(jīng)調(diào)節(jié)器9和鉆桿柱4帶動(dòng)造斜工具1作正向調(diào)節(jié);T＞T0時(shí)反向開(kāi)關(guān)12導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)8經(jīng)調(diào)節(jié)器9和鉆桿柱4帶動(dòng)造斜工具1作反向調(diào)節(jié);T＝T0時(shí)，調(diào)節(jié)器9靠蝸輪蝸桿的自鎖作用制動(dòng)孔內(nèi)鉆具，使造斜工具1維持在設(shè)計(jì)方位。
按本發(fā)明制成的無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)證明，在頂角≥3°的鉆孔中，定向精度可達(dá)±3°。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)，其特征是采用電流場(chǎng)型電磁信號(hào)通道傳輸遙測(cè)信號(hào)的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制對(duì)象為孔內(nèi)造斜工具1。該閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)是孔內(nèi)造斜工具1-電流場(chǎng)型無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)器2至6-自動(dòng)定向控制器7至9-鉆桿柱4-造斜工具1。
2.按權(quán)利要求1所述的無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)，其特征是電流場(chǎng)型無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)器由工具面向角傳感器2、脈沖信號(hào)發(fā)送機(jī)3，鉆桿柱4、接收電極5和接收機(jī)6組成;自動(dòng)定向控制器由自動(dòng)控制電路7、電動(dòng)機(jī)8和調(diào)節(jié)器9組成。
3.按權(quán)利要求2所述的自動(dòng)定向控制器，其特征是自動(dòng)定向控制電路7由脈沖周期監(jiān)別電路10、正向開(kāi)關(guān)11、反向開(kāi)關(guān)12和保護(hù)電路13組成。
4.按權(quán)利要求2所述的自動(dòng)定向控制器，其特征是調(diào)節(jié)器9由齒輪14和蝸輪蝸桿減速器15構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是為受控定向鉆探提供一種無(wú)線隨鉆自動(dòng)定向系統(tǒng)。它是在本發(fā)明者發(fā)明的“電流場(chǎng)型隨鉆監(jiān)測(cè)儀”基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)定向控制器(包括自動(dòng)控制電路、電動(dòng)機(jī)和調(diào)節(jié)器)構(gòu)成閉環(huán)自動(dòng)定向系統(tǒng)。信號(hào)傳送采用電流場(chǎng)型電磁信號(hào)通道。調(diào)節(jié)器由齒輪和蝸輪蝸桿減速器組成；自動(dòng)控制電路由脈沖周期鑒別、正向開(kāi)關(guān)、反向開(kāi)關(guān)及保護(hù)電路組成。受控定向鉆探使用該系統(tǒng)可以在無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)隨鉆自動(dòng)定向。
文檔編號(hào)E21B44/00GK1063526SQ92101219
公開(kāi)日1992年8月12日 申請(qǐng)日期1992年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月2日
發(fā)明者阮學(xué)謙 申請(qǐng)人:河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局