钻孔装置、目标信息的确定方法、存储介质及电子装置与流程

1.本发明实施例涉及通信领域，具体而言，涉及一种钻孔装置、目标信息的确定方法、存储介质及电子装置。


背景技术：

2.在进行定向钻井的过程中，通常使用的钻具包括(但不限于)钻头、稳定器、弯曲子、钻杆、旋转导向或用于转动钻头的涡轮电机(泥浆马达)等。除这些钻具外，为保证钻井方向可控，通常还需要设置随钻测量系统(mwd)，该系统包括若干传感器及相关仪器，随钻测量系统能够提供必要的指导信息以进行安全地钻孔。
3.由于在钻具周围的机械结构较为复杂，且安装空间受限，使得mwd系统通常被放置在电机组件的上方，此时地面的通信链路通常以mwd系统为核心来建立，包括但不限于以有线连接、泥浆脉冲遥测或电磁无线传输等通信链路来进行通信连接。
4.但是由于钻头距离监测钻井进度的传感器较远，使得钻头与传感器之间存在滞后，在钻头偏离预期方向或出现故障时，工作人员往往无法及时发现，从而容易造成钻井工程的失败或重新钻井，降低了钻井效率。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种钻孔装置、目标信息的确定方法、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中由钻井信息滞后造成的钻井效率低的问题。
6.根据本发明的一个实施例，提供了一种钻孔装置，包括：
7.钻孔组件，至少包括钻头以及与所述钻头同轴线连接的钻柱，其中，所述钻柱具备导电的能力；
8.第一通信组件，包括供电装置以及至少一组第一通信线圈，所述第一通信线圈位于所述钻柱上靠近钻头的一端；所述第一通信线圈用于在所述供电装置的作用下生成第一电流，所述第一电流用于生成感应磁场以在所述钻柱上感应生成第二电流，其中，所述第一电流为交变电流；
9.目标接收器，用于通过所述钻柱接收由所述第二电流所传输的目标数据，并基于所述目标数据确定目标信息。
10.在一个示例性实施例中，所述钻柱包括第二通信组件，所述第二通信组件设置在远离所述钻头的预定位置上；所述第二通信组件用于通过所述钻柱接收由所述第二电流所传输的所述目标数据，并将所述目标数据传输至所述目标接收器。
11.在一个示例性实施例中，所述第一通信线圈包括以下线圈至少之一：
12.圆形线圈、卵洞线圈、方形线圈、多边形线圈。
13.在一个示例性实施例中，所述第一通信线圈设置为方形线圈，且所述方形线圈中的第一对侧边与所述钻柱的轴线平行。
14.在一个示例性实施例中，所述方形线圈中的第二对侧边与所述钻柱的轴线的夹角
小于50度。
15.在一个示例性实施例中，所述钻孔组件还包括与所述钻头同轴连接的泥浆马达，其中，与所述钻头的之间的距离最小的第一通信线圈位于所述钻头的钻孔端部与所述泥浆马达之间，所述钻头的钻孔端部位于所述钻头远离所述泥浆马达的一端。
16.在一个示例性实施例中，所述第二通信组件位于所述泥浆马达远离所述钻头的一侧，所述第一通信线圈位于所述泥浆马达远离所述第二通信组件的一侧。
17.在一个示例性实施例中，所述目标信息包括以下之一：
18.所述钻头所在的位置信息、所述钻头所在位置的地质信息、所述钻头的钻探方向。
19.在一个示例性实施例中，所述钻孔组件还包括传感探测装置，其中，所述传感探测装置与对应的所述第一通信线圈电连接；在所述传感探测装置探测到对应的数据的情况下，所述传感探测装置触发对应的所述第一通信线圈，以使对应的所述第一通信线圈在所述供电装置的作用下生成第一电流。
20.根据本发明的另一个实施例，提供了一种目标信息的确定方法，应用于前述的钻孔装置，包括：
21.所述第一通信线圈在所述供电装置的作用下生成第一电流，所述第一电流用于生成感应磁场以在所述钻柱上感应生成第二电流，其中，所述第一电流为交变电流；
22.所述目标接收器通过所述钻柱接收由所述第二电流所传输的目标数据，并基于所述目标数据确定目标信息。
23.在一个示例性实施例中，所述目标接收器通过所述钻柱接收由所述第二电流所传输的目标数据，并基于所述目标数据确定目标信息包括：
24.所述目标接收器接收第二通信组件传输的所述目标数据，其中，所述第二通信组件用于通过所述钻柱接收由所述第二电流所传输的所述目标数据；
25.所述目标接收器基于所述目标数据确定所述目标信息。
26.根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法实施例中的步骤。
27.根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
28.通过本发明，由于第一通信线圈距离钻头较近，使得第一通信线圈能够及时感应到钻头的状态，从而能够及时以第二电流的形式将钻头的状态传输至目标接收器，因此，可以解决由钻井信息滞后造成的钻井效率低的问题，达到提高钻井效率的效果。
附图说明
29.图1是根据本发明实施例的一种钻孔装置的结构图；
30.图2是根据本发明实施例的第一通信组件的结构图；
31.图3是根据本发明实施例的第一通信线圈的感应磁场图；
32.图4是根据本发明实施例的一种钻孔装置的一个实施例结构图一；
33.图5是根据本发明实施例的一种钻孔装置的一个实施例结构图二；
34.图6是根据本发明实施例的一种目标信息确定方法的流程图。
具体实施方式
35.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
36.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
37.在本实施例中提供了一种钻孔装置，图1是根据本发明实施例的一种钻孔装置的结构图，图2是根据本发明实施例的第一通信组件的结构图，如图1及图2所示，该装置包括：
38.钻孔组件，至少包括钻头1以及与钻头1同轴线连接的钻柱2，其中，钻柱2具备导电的能力；
39.第一通信组件，包括供电装置以及至少一组第一通信线圈104，第一通信线圈104位于钻柱2上靠近钻头1的一端；第一通信线圈104用于在供电装置的作用下生成第一电流，第一电流用于生成感应磁场以在钻柱上感应生成第二电流；
40.目标接收器，用于通过钻柱接收由第二电流所传输的目标数据，并基于目标数据确定目标信息。
41.在本实施例中，如图3所示，在第一通信线圈104在供电装置的作用下生成第一电流，由于第一电流为交变电流，使得第一电流在沿第一通信线圈104传输的过程中产生变化的感应磁场，从而使得具备导电能力的钻柱2上产生第二电流，随后当目标接收器接收到由第二电流所传输的目标数据时，能够根据目标数据确定目标信息；其中，第一线圈104产生的磁场如磁场线200所示；由于第一通信线圈距离钻头较近，因而由第一通信线圈间接生成的第二电流能够对应的标识钻头1当前的状态，从而减少钻头1与目标接收器之间的信息滞后，避免因信息滞后造成的钻井效率的降低。
42.其中，目标接收器可以(但不限于)是设置在地面并用于接收目标数据的信号接收器或其它信号接收装置。
43.在一个可选的实施例中，目标信息包括以下之一：
44.钻头1所在的位置信息、钻头1所在位置的地质信息、钻头1的钻探方向。
45.在本实施例中，目标信息还可以(但不限于)是钻头1的温湿度数据、工作时长等信息。
46.在一个可选的实施例中，如图1所示，钻头组件还包括：位于地面的地面平台4、与地面平台4转动连接并带动钻头1转动的旋转台3、用于向旋转台3提供动力的驱动电机5、带动钻柱2升降的牵引工具6以及用于保护钻柱2的壳体7，其中，钻柱2位于壳体7内，且钻柱2的内部为空心状；在实际工作时，将预备的钻井液(通常称为泥浆)由钻柱2的内部向下泵入以协助钻井，钻井过程中产生的钻屑被钻井液冲洗回钻柱2外与壳体7之间的环形空间2a中，并沿环形空间2a被泵出钻井中。
47.在一个可选的实施例中，如图2所示，钻头组件还包括位于壳体7内并用于保护钻柱2的钻铤100，钻铤100的壁上开设有钻铤切口106，第一通信线圈104位于钻铤切口106中。
48.在一个可选的实施例中，第一通信线圈104(其中，多个104构成通信线圈组108)包括以下线圈至少之一：
49.圆形线圈、卵洞线圈、方形线圈、多边形线圈。
50.在本实施例中，将第一通信线圈104设置为不同的形状，是为了适应不同的使用环境以及不同的使用方式，扩大了使用钻孔装置的使用范围。
51.其中，第一通信线圈104可以(但不限于)是铁氧体或铁磁性磁芯。当第一通信线圈104为铁氧体或铁磁性磁芯时，用绝缘材料沿第一通信线圈104的长度将磁芯进行覆盖，以保护磁芯，防止泥浆和水的进入钻铤切口106后对磁芯造成破坏。进一步的，第一通信线圈104也可以由部分电阻较小的绝缘材料组成，其电阻率可大于10欧姆、100欧姆、1000欧姆或1015欧姆；第一通信线圈104也可以完全由绝缘材料构成。
52.需要说明的是，第一通信线圈104的激励频率范围从10hz到100khz，或从100hz到10khz，或从400hz到4khz不等。第一通信线圈104产生的感应磁场是通过设置在钻柱2上或钻柱周围的电感器(通常是导线线圈)形成的，此时，铁氧体或铁磁材料等高渗透材料制成的铁芯可增大电感器产生的磁通以及电感的有效面积，在这一过程中，铁氧体或铁磁性材料充当感应磁场的管道。
53.在一个可选的实施例中，如图2所示，第一通信线圈104设置为方形线圈，且方形线圈中的第一对侧边与钻柱2的轴线平行。
54.在本实施例中，方形线圈包括第一线圈侧110和第二线圈侧112，且第一线圈侧110的长度可以远大于第二线圈侧112的长度，第一线圈侧110与第二线圈侧的长度之比可以(但不限于为)1：1、1000：1、10：1、100：1、20：1、200：1；当第一线圈侧110边长超过第二线圈侧112长度时，第一通信线圈104呈拉长矩形，在此状态下，第一通信线圈104在钻铤切割106中的面积大于第一线圈侧110的长度小于或等于第二线圈侧112的情况下的第一通信线圈104的面积。
55.在一个可选的实施例中，第一通信线圈104可以用于检测钻柱2上的第二电流，钻柱2上的第二电在第一通信线圈104中产生交变磁场，使得第一通信线圈104两端产生电压，此时只需要对该电压进行检测即可确定第二电流的状态，此时，第一通信线圈104的一端可连接到钻柱2或设置在钻柱2的内侧壁上的传感器包，传感器包用于检测第二电流的状态。
56.在一个可选的实施例中，方形线圈中的第二对侧边与钻柱的轴线的夹角小于50度。
57.在一个可选的实施例中，钻柱2包括第二通信组件，第二通信组件设置在远离钻头2的预定位置上；第二通信组件用于通过钻柱2接收由第二电流所传输的目标数据，并将目标数据传输至目标接收器。
58.在本实施例中，通过设置第二通信组件来接收第二电流，再对第二电流所传输的目标数据以磁信号的形式进行传输，从而提高了信号传输效率，并降低了信号传输过程中的损耗。
59.其中，如图4所示，第二通信组件570包括(但不限于)与目标接收器通信连接的泥浆脉冲接收器以及以下的至少一个：间隙电极、频带电极、环形天线或第二通信线圈、绝缘间隙电极；其中，绝缘间隙电极可以用于短跳通信链路的上电触点，以及用作表面链路的下端，其中，表面通信链路可以通过泥浆脉冲类型来完成，短跳通信链路的上电接触也可以是环形天线、频带电极或第二通信线圈，此时，第一通信线圈可用作多点通信网络的一部分，其中系统中的每个节点都使用收发器。
60.需要说明的是，在使用油基泥浆时，第一通信线圈104可以用作发射机，接收机是第二通信组件中的环形天线、绝缘间隙型电极或第二通信线圈中的任意一种。
61.在一个可选的实施例中，如图4所示，钻孔组件还包括与钻头2同轴线连接的泥浆
马达540，其中，与钻头2的之间的距离最小的第一通信线圈104位于钻头2的钻孔端部与泥浆马达540之间，钻头2的钻孔端部位于钻头2远离泥浆马达540的一端。
62.在一个可选的实施例中，第二通信组件位于泥浆马达540远离钻头1的一侧，第一通信线圈104位于泥浆马达540远离第二通信组件的一侧。
63.在一个可选的实施例中，钻孔组件还包括与钻头1相连接的钻头盒520、近钻头子530、接头550，其中，接头550可以包括(但不限于)泥浆脉冲发生器、mwd传感器，地面电场变送器及其控制接头560位于2号钻柱内第二通信组件570靠近钻头1的一侧，其中，401可以是用于连接第二通信组件570和2号钻柱的连接部件。
64.在一个可选的实施例中，钻孔组件还包括传感探测装置，其中，传感探测装置与对应的第一通信线圈104电连接；在传感探测装置探测到对应的数据的情况下，传感探测装置触发对应的第一通信线圈104，以使对应的第一通信线圈在供电装置的作用下生成第一电流。
65.在本实施例中，如图5所示，传感探测装置800包括(但不限于)mwd系统801、地层电阻率传感器802、旋转导向装置803、近位传感器804，其中，近位传感器804可以(但不限于)是自然伽马射线传感器、测斜仪或其他用于钻孔测井及地质导向的传感器，在图5中，806为钻头。
66.在本实施例中提供了应用于前述钻孔装置的一种目标信息的确定方法，图6是根据本发明实施例的一种目标信息的确定方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：
67.步骤s602，第一通信线圈104在供电装置的作用下生成第一电流，第一电流用于生成感应磁场以在钻柱2上感应生成第二电流；
68.步骤s604，目标接收器通过钻柱2接收由第二电流所传输的目标数据，并基于目标数据确定目标信息。
69.在一个可选的实施例中，目标接收器通过钻柱2接收由第二电流所传输的目标数据，并基于目标数据确定目标信息包括：
70.步骤s606，目标接收器接收第二通信组件传输的目标数据，其中，第二通信组件用于通过钻柱接收由第二电流所传输的目标数据；
71.步骤s608，目标接收器基于目标数据确定目标信息。
72.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
73.本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法实施例中的步骤。
74.在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-only memory，简称为rom)、随机存取存储器(random access memory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
75.本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储
有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
76.在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
77.本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
78.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
79.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。