使用安装在钢井壁管上的螺旋线圈源以电磁方式确定钻头的相对位置

摘要

安装在基准井中的电能供电的电磁场源信标与所钻探的钻孔中的钻头附近的与下井的随钻测量(MWD)电子勘测仪器相结合，来实现钻探导向的距离和方向测量。每个磁场源信标包括缠绕在基准井中的两节钢管之间的钢连接件上的导线线圈，并由电子组件供电。电子组件中的控制电路持续“监听”并识别由钻机发起的“起动”信号，在接收到“起动”信号后，信标被短时间供能，在这段时间内产生可由MWD装置测量的电磁场。所产生的电磁场可以是AC磁场，或开关电路可周期地翻转所产生的DC电磁场的方向，并且测得的电磁场矢量分量通过已知的数学方法确定钻头和信标的相对位置坐标。磁场源和供电电子组件可以是基准井井壁管的一体部分，或者是安装在其中的临时作业管列的一部分。一般来说，可沿基准井的长度安装多个信标，尤其是在钻探蒸汽协助重力泄油(SAGD)井对的重要油田应用中。

主权项

测量伸入地层的两孔眼之间的距离和方向的装置，所述装置包括：安装在第一孔眼中第一选定点的螺旋线圈组件，所述第一孔眼在所述第一选定点具有已知斜度和方向；井下的电路，用来为所述螺旋线圈组件供能以短时间产生特征已知的螺旋线圈磁场；在所述螺旋线圈组件中的电子电路，所述电子电路有源地等待启动信号，并且一旦接收到所述启动信号即开始使规定的电流流入所述螺旋线圈；布置在第二孔眼中的第二选定点处的磁场传感器，所述磁场传感器测量在所述第二选定点处的所述特征螺旋线圈磁场的三个矢量分量；用于确定所述第二孔眼中的所述第二选定点处的所述磁场传感器的空间方向的方向电路；以及处理器，所述处理器响应所述传感器的所述空间方向和所述第二孔眼中的所述第二选定点处的所述测得的矢量分量并进一步响应所述特征已知的螺旋线圈磁场来确定所述第一选定点和第二选定点之间的距离和方向。