1.一种水平定向钻控向系统的定位方法,所述水平定向钻控向系统包括:
地面磁源,所述地面磁源的南北极朝向与竖直方向平行或垂直;
井下施工组件,包括磁通门传感器,用于获得所述井下施工组件所处位置的三轴磁分量,所述磁通门传感器的磁信号为交流,
所述定位方法包括:
根据所述三轴磁分量获得实时磁场的和,并根据所述三轴磁分量和所述实时磁场的和的至少一个获得收敛因子;
根据所述收敛因子移动所述地面磁源至所述井下施工组件的正上方,并在所述地面磁源位于所述井下施工组件的正上方时,根据所述三轴磁分量的和的强度获得所述井下施工组件相对所述地面磁源的深度;
根据所述地面磁源的位置和所述井下施工组件相对所述地面磁源的深度确定所述井下施工组件的实时位置。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其中,所述根据所述三轴磁分量获得实时磁场的和的步骤之前还包括:
对所述三轴磁分量进行预处理,所述预处理包括:
异常值剔除;
减去平均值;
去除线性趋势项。
3.根据权利要求2所述的定位方法,其中,在对所述三轴磁分量进行预处理之后,根据所述三轴磁分量获得实时磁场的和之前,还包括:
对进行预处理后的所述三轴磁分量进行数字滤波处理。
4.根据权利要求3所述的定位方法,其中,
在对进行预处理后的所述三轴磁分量进行数字滤波处理的步骤中,采用窗函数带通滤波器进行所述数字滤波处理。
5.根据权利要求1所述的定位方法,其中,
所述地面磁源包括旋转磁铁,所述旋转磁铁的南北极朝向与垂直方向垂直;
采用公式
6.根据权利要求5所述的定位方法,其中,根据所述收敛因子移动所述地面磁源至所述井下施工组件的正上方的步骤包括:
在所述收敛因子处于0.97至1范围时,确定所述地面磁源位于所述井下施工组件的正上方。
7.根据权利要求6所述的定位方法,其中,
采用公式
8.根据权利要求5所述的定位方法,其中,
所述旋转磁铁包括多个可选旋转频率。
9.根据权利要求1所述的定位方法,其中,
所述地面磁源包括通电螺线管,且提供的磁场的南北极朝向与垂直方向平行;
采用公式
10.根据权利要求9所述的定位方法,其中,根据所述收敛因子移动所述地面磁源至所述井下施工组件的正上方的步骤包括:
在所述收敛因子的值处于0.97至1范围时,确定所述地面磁源位于所述井下施工组件的正上方。
11.根据权利要求9所述的定位方法,其中,
采用公式
12.根据权利要求9所述的定位方法,其中,
所述通电螺线管的供电为交流电,且包括多个可调频率。
13.一种水平定向钻控向系统,包括:
地面磁源,所述地面磁源的南北极朝向与竖直方向垂直或平行;
井下施工组件,包括磁通门传感器,用于获得所述井下施工组件所述位置的三轴磁分量;
控向装置,用于根据所述井下施工组件的位置控制所述井下施工组件的钻进方向,其中,
所述控向装置根据权利要求1至12任一项所述的定位方法获得所述井下施工组件的位置。
14.根据权利要求13所述的水平定向钻控向系统,其中,
所述地面磁源为旋转磁铁,所述旋转磁铁包括:
框架;
沿所述框架的轴向依次设置的第一轴承、转轴、第二轴承、电机、水平仪,所述转轴两端分别通过所述第一轴承和所述第二轴承固定至所述框架,所述转轴连接所述电机,以根据所述电机的驱动而转动,所述电机和所述水平仪固定在所述框架上;
磁体,固定安装在所述转轴上,所述磁体的南北极朝向与所述框架的轴向垂直,
其中,所述电机为可调速电机。
15.根据权利要求14所述的水平定向钻控向系统,其中,所述旋转磁铁还包括:
把手,设置在所述框架的顶部。
16.根据权利要求14所述的水平定向钻控向系统,其中,所述旋转磁铁还包括:
可调节支撑腿,设置在所述框架的底部。
17.根据权利要求13所述的水平定向钻控向系统,其中,所述地面磁源包括:
框架;
螺线管,所述螺线管的绕组绕所述框架的垂直轴螺旋;
驱动电路,设置在框架上,用于提供所述螺线管的供电,且提供的供电为频率可调的交流电源;
水平仪,设置在所述框架的顶部。
18.根据权利要求17所述的水平定向钻控向系统,其中,所述地面磁源还包括:
把手,设置在所述框架的顶部。
19.根据权利要求17所述的水平定向钻控向系统,其中,所述地面磁源还包括:
可调节支撑腿,设置在所述框架的底部。