一种合页式激光投影螺杆角差定位仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种合页式激光投影螺杆角差定位仪，属于角差定位领域。合页式激光投影螺杆角差定位仪包括：高边刻痕定位装置、两个合页及将两个合页连在一起的连接轴；所述合页带有弧度，其平行固定在无磁钻铤的刻痕上；所述高边刻痕定位装置的一端固定在连接轴上，另一端用来固定激光发射器；所述激光发射器用来产生激光束，激光束投影出来的那个点和无磁钻铤的刻痕的投影点在同一平面内。以上所述合页式激光投影螺杆角差定位仪具有定位精确度高的效果；并且所述合页式激光投影螺杆角差定位仪还具有安全系数高，使用范围广，适应性强，体积小重量轻操作方便，成本低的优点。
【专利说明】一种合页式激光投影螺杆角差定位仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及角差定位领域，尤其涉及一种合页式激光投影螺杆角差定位仪。【背景技术】
[0002]目前世界各地的油田区块开发大多都已经步入了中后期，伴随着薄油层及剩余油藏的开发，大斜度井，水平井及多分枝井的钻探技术已经成了当前的主流。由于油藏定位准确性的提高，对无线随钻仪器(LWD/MWD)精度的要求也在不断的提高。但是，我国所采用进口或自主研发的仪器在现场施工过程中却忽略了一个人为导致误差的因素一整套仪器配合误差校正。针对该误差我们设计了合页式-激光投影螺杆角差定位仪。它在操作，生产成本，安全系数，日常维护，误差校正等方面都大大优于进口或国产同类型工具。
[0003]泥浆脉冲随钻测斜仪(MWD)由井下仪器和地面设备和两部分组成。用来提供实时地理参数和方向参数的定向探管是井下仪器的重要组成部分。它是利用当地已知的重力场和磁场做为基准定义方向参数的，且根据该探管建立的坐标系和基准坐标系的相互关系来计算出方向参数和地理参数。图1是现有技术中的测量头坐标系示意图。其内置的测量头装有6个传感器为3个加速度计Gx，Gy，Gz和3个磁通门Bx，By，Bz分别平行于0X，ΟΥ, 0Z。以Χ，Υ，Ζ，0，为直角坐标系的XOZ平面与T形槽6定位面平行。而Z轴平行于测量头的轴向。所以当重力加速度计感受到其三个方向上的分量和三个磁通门感受到地磁场三个方向上的分量时，与其连接的相关电路通过一系列的运算将其转化为泥浆脉冲信号传到地面。然后通过地面的解码设备解算出工具面，井斜，方位等实时数据提供给定向工程师。图1中与XOZ平面平行的T形槽6定位平面就是人为规定的参考基准平面。该测量头被封装在抗压筒之内，然后安装在一个带有“外部刻痕”(人为规定的能够看到的标记)的无磁钻铤中。然后通过地面设备计算出“外部刻痕”与内部的T形槽6之间的角度误差。该误差定义为MWD仪器内部T形槽6与外部刻痕之间角度的差值一仪器内角差。
[0004]系统角差归零:当MWD/LWD仪器与定向动力钻具(马达)组装之后，马达弯度所形成的“高边线”与MWD/LWD仪器外部刻痕同样形成角度差——外部角差。而系统角差归零的最终目的是将测量头坐标系中XOZ平面和马达高边线所在的平面通过一系列的测量和计算校正为两个相互平行的平面。因此正常工作的时候地面仪器所显示的工具面的角度就是马达所对应的高边角度。工程师通过调整工具面的角度来调整马达的角度从而达到定向钻井的目的。
[0005]目前，国外所使用的仪器外部角差定位工具，以美国哈里伯顿公司的仪器外部角差定位工具为例，该工具被固定在无磁钻铤后，上提至15-20米左右的高空，然后现场施工人员通过目测的方法来标记该工具的水平投影。其不足之处为:
[0006]1、测量误差大，由于两次目测的结果差别很大，这种目测方法导致的后果就是与实际的系统误差归零相差20-50度。由于仪器自身存在15-20米的探测盲区，所以在开始施工或重新更换仪器或马达的之后。工程师只能凭直觉来判断人为造成的误差大概是多少。当钻进距离超过盲区之后，测出该井段内的造斜效果。才能确定自己的目测误差大概值。一旦测量出来的实际值与之前的估计值相反。此时工程师如果再想达到刚开始的预期目的，就需要再次钻进超过30米的井段才能实现。这样不但延长了钻井周期，增加了生产成本，而且使后期作业更加复杂。情况严重还会造成填井事故。
[0007]2、安全性差，该工具为金属链条与三角架形成的闭环系统来固定在无磁钻铤上的。在极寒地区工作时由于工具与钻铤金属表面有冰，一方面在固定过程中带来困难，另一方面在钻具上提过程中由于振动随时有可能滑落掉入井内造成复杂的井下状况或者伤害现场施工人员。
[0008]3、应用范围小，该工具不能使用于任意尺寸的仪器，当无磁钻铤的直径小于该闭环系统的内切圆直径或大于第三条边时，无法起到固定作用。
[0009]4、替换性差，成本高，该工具是哈里伯顿公司的专利产品，一旦损毁，国内厂家不能大批生产，如果专门进口则增加生产成本。
[0010]由于在国内使用的无线随钻仪器大多是国产。因此用来定位的工具比哈里伯顿公司的更为简单。用胶带把一个简单的纸筒固定在无磁钻铤上即可。可以看出这种方法操作性虽然简单，但是带来的人为误差更大。在刮风或雨雪，大雾天气尤其严重。有时候晚上井队设备的灯光不好，更本就看不清白色纸筒的具体位置。
[0011]针对以上问题，亟需要一种新的角差定位仪。
【发明内容】
[0012]本实用新型的目的在于提供一种合页式激光投影螺杆角差定位仪，所述合页式激光投影螺杆角差定位仪具有定位精度高的效果。
[0013]所述合页式激光投影螺杆角差定位仪还具有安全系数高，使用范围广，适应性强，体积小重量轻，操作方便，成本低的优点。
[0014]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0015]一种合页式激光投影螺杆角差定位仪，包括:
[0016]高边刻痕定位装置、两个合页及将两个合页连在一起的连接轴；
[0017]所述合页带有弧度，其平行固定在无磁钻铤的刻痕上；
[0018]所述高边刻痕定位装置的一端固定在连接轴上，另一端用来固定激光发射器；
[0019]所述激光发射器用来产生激光束，激光束投影出来的那个点和无磁钻铤的刻痕的投影点在同一平面内。
[0020]作为优选，所述高边刻痕定位装置一端为定位销，所述定位销与连接轴套在一起，用来指向无磁钻铤的刻痕，另一端是与定位销相差180度的定位柱，所述激光发射器插在定位柱中。
[0021]作为优选，所述定位销与定位柱之间通过连接部相连接。
[0022]作为优选，所述连接部为肋板。
[0023]作为优选，所述高边刻痕定位装置的定位销一端外圆周面上带有圆锥凸起。
[0024]作为优选，所述高边刻痕定位装置包括定位销以及与定位销垂直连接的连接部，所述定位销与连接轴套在一起，用来指向无磁钻铤的刻痕，所述连接部与激光指示器固定连接，所述激光发射器插在激光指示器内。
[0025]作为优选，还包括固定装置，所述固定装置用于将整个合页式激光投影螺杆角差定位仪固定在无磁钻铤上。
[0026]作为优选，所述固定装置为带有松紧的子母粘布毛刺贴。
[0027]作为优选，所述合页由铝制造。
[0028]本实用新型的有益效果为:本实用新型提供一种合页式激光投影螺杆角差定位仪，由于其包括:高边刻痕定位装置、两个合页及将两个合页连在一起的连接轴；所述合页带有弧度，其平行固定在无磁钻铤的刻痕上；所述高边刻痕定位装置的一端固定在连接轴上，另一端用来固定激光发射器；所述激光发射器用来产生激光束，激光束投影出来的那个点和无磁钻铤的刻痕的投影点在同一平面内。所以合页式激光投影螺杆角差定位仪具有定位精确度高的效果。并且所述合页式激光投影螺杆角差定位仪还具有安全系数高，使用范围广，适应性强，体积小重量轻操作方便，成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是现有技术中测量头坐标系示意图；
[0030]图2是本实用新型【具体实施方式】提供的合页式激光投影螺杆角差定位仪的结构示意图；
[0031]图3是本实用新型【具体实施方式】提供的连接轴的结构示意图；
[0032]图4是本实用新型【具体实施方式】提供的第一合页的结构示意图；
[0033]图5是本实用新型【具体实施方式】提供的第二合页的结构示意图；
[0034]图6是本实用新型【具体实施方式】提供的高边刻痕定位装置的结构示意图。
[0035]其中:
[0036]1:无磁钻铤；2:合页；3:连接轴；4:高边刻痕定位装置；5:激光发射器；6:T型槽；
[0037]11:刻痕；
[0038]21:第一合页；22:第二合页；
[0039]211:第一叶片；212:第一连接柱；
[0040]221:第二叶片；222:第二连接柱；
[0041 ]41:定似柱；42:连接部；43:定似销；44:圆维凸起；
[0042]51:激光束；52:激光束投影区。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0044]以下结合图2至图6对合页式激光投影螺杆角差定位仪进行详细描述。
[0045]图2是本实用新型【具体实施方式】提供的合页式激光投影螺杆角差定位仪的结构示意图。如图2所述，该种合页式激光投影螺杆角差定位仪包括:
[0046]高边刻痕定位装置4、两个合页2及将两个合页连在一起的连接轴3。
[0047]所述合页2带有弧度，其固定在无磁钻铤I的刻痕11上，并且其方向与刻痕11方向相互平行。于本实施例中，合页2可固定在任意直径的无磁钻铤I上，满足不同井眼的仪器。
[0048]所述高边刻痕定位装置4的一端固定在连接轴3上，另一端用来固定激光发射器50
[0049]所述激光发射器5用来产生激光束51，激光束投影出来的那个点和无磁钻铤的刻痕的投影点在同一平面内，激光束在激光束投影区52的投影点就是刻痕的水平投影，从而取代的目测找投影点的方法。
[0050]由于激光具有高度定向性。如果利用激光的准直性进行测距与定位，从地球到月球之间的误差不超过1.5米。如果利用该性能来投影20米的距离误差几乎可以忽略不计。而激光的高亮性不论在任何天气情况下都能得到其投影。该投影仪所用的激光指示器在市场上随处可见，价格5元左右。且只用一节普通的5号或7号电池供电。
[0051]具体的，两个所述合页2分别为第一合页21和第二合页22，第一合页21和第二合页22分布在无磁钻铤I刻痕11的两端，其中第一合页21由第一叶片211和固定连接在第一叶片211上的两个第一连接柱212组成，两个第一连接柱212分布在第一叶片211 —侧的两端，如图4所示。第二合页22由第二叶片221和固定连接在第二叶片221 —侧中部的一个第二连接柱222组成，如图5所示。所述连接轴3依次穿过第一合页21和第二合页22上的连接柱第一连接柱212和第二连接柱222，将两个合页连在一起。并且连接轴3固定设置在无磁钻铤I的刻痕11上。
[0052]图6是本实用新型【具体实施方式】提供的高边刻痕定位装置的结构示意图。如图6所示，高边刻痕定位装置4 一端为定位销43，所述定位销43与连接轴3套在一起，用来指向无磁钻铤的刻痕，另一端是与定位销相差180度的定位柱41，所述激光发射器5插在定位柱41中，被定位柱41固定住。
[0053]于本实施例中，作为优选方案，所述高边刻痕定位装置4的定位销43 —端外圆周上带有圆锥凸起44,所述圆锥 凸起44用于与无磁钻铤I的刻痕11相配合。
[0054]于本实施例中，作为优选方案，所述定位销43与定位柱41之间通过连接部42相连接。当然定位销43与定位柱41之间也可以直接相连。
[0055]于本实施例中，作为优选方案，所述连接部42为肋板。
[0056]于本实施例中，所述高边刻痕定位装置也可以只包括定位销43与连接部42，连接部42与定位销垂直连接，所述定位销43与连接轴3套在一起，用来指向无磁钻铤的刻痕，所述连接部42与激光指示器固定连接，所述激光发射器5插在激光指示器内。
[0057]所述合页式激光投影螺杆角差定位仪还包括固定装置，所述固定装置用于将整个合页式激光投影螺杆角差定位仪固定在无磁钻铤上。
[0058]于本实施例中，作为优选方案，所述固定装置为带有松紧的子母粘布毛刺贴。带有松紧的子母粘布毛刺贴用于将整个投影仪固定在无磁钻铤上的，价格I米一元钱，非常便宜，成本较低。
[0059]于本实施例中，作为优选方案，所述合页2由铝制造。普通的金属铝一是在潮湿环境中不会被氧化上锈而造成折叠困难，不用单独维护保养；二是操作简单，体积小，重量轻，加工方便，价格低廉；再者一旦落入井内对钻井不会产生影响。
[0060]以上所述合页式-激光投影螺杆角差定位仪具有定位精确度高，安全系数高，使用范围广，适应性强，体积小重量轻操作方便，成本低(总价格不超过20元钱)等优点。
[0061]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，包括: 高边刻痕定位装置(4 )两个合页(2 )及将两个合页连在一起的连接轴(3 ); 所述合页(2 )带有弧度，其平行固定在无磁钻铤(I)的刻痕(11)上； 所述高边刻痕定位装置(4)的一端固定在连接轴(3)上，另一端用来固定激光发射器(5)； 所述激光发射器(5)用来产生激光束(51)，激光束投影出来的那个点和无磁钻铤(I)的刻痕(11)的投影点在同一平面内。
2.根据权利要求1所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述高边刻痕定位装置(4 ) 一端为定位销(43 ),所述定位销(43 )与连接轴(3 )套在一起,用来指向无磁钻铤(I)的刻痕(11)，另一端是与定位销相差180度的定位柱(41)，所述激光发射器(5)插在定似柱(41)中。
3.根据权利要求2所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述定位销(43)与定位柱(41)之间通过连接部(42)相连接。
4.根据权利要求3所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述连接部(42)为肋板。
5.根据权利要求2所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述高边刻痕定位装置(4)的定位销(43) —端外圆周面上带有圆锥凸起(44)。
6.根据权利要求1所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述高边刻痕定位装置(4)包括定位销(43)以及与定位销垂直连接的连接部(42)，所述定位销(43)与连接轴(3)套在一起，用来指向无磁钻铤的刻痕，所述连接部(42)与激光指示器固定连接，所述激光发射器(5 )插在激光指示器内。
7.根据权利要求1所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，还包括固定装置，所述固定装置用于将整个合页式激光投影螺杆角差定位仪固定在无磁钻铤上。
8.根据权利要求7所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述固定装置为带有松紧的子母粘布毛刺贴。
9.根据权利要求1所述的合页式激光投影螺杆角差定位仪，其特征在于，所述合页(2)由招制造。
【文档编号】E21B47/024GK203499676SQ201320542136
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】马鸿彦, 赵虎, 权虎林 申请人:马鸿彦