一种旋转磁测距系统及其测距方法与流程

本发明涉及旋转磁测距技术领域，具体为一种旋转磁测距系统及其测距方法。

背景技术

地热井主要是为了开发利用地热资源，提供供暖、温泉洗浴、水疗养生和一些工业应用等，表现出良好的经济效益，开发规模、参与企业和力度越来越大。旋磁导向系统可以直接测量钻头到目标井的距离和方位，且随着井深的增加不会产生累计误差。系统

可用于各种定向钻井工程，包括：连通井、定向井防碰技术、为平行井段分离提供控制技术、双水平井。rmrs旋磁导向系统传输系统突出两个优点：测量参数中增加姿态、温度参数和基于单芯铠装电缆通信技术。

旋转磁测距系统,作为一种主动物探磁测技术，能够实现直径小于1m的靶区的导航要求,具有较高的精确度。它可以测量钻头与目标靶点间的方位和距离偏差,而且随着井深的增加不会产生累积误差。因此在定向钻进过程中,经常采用此技术,以使钻进进入设定的靶区。

传统的旋磁导向系统有以下两个问题：a无法测量探管姿态和温度参数；b必须使用多芯铠装电缆，绳帽头制作复杂井下密封效果不好掌握。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种(1)旋转磁测距系统本体中测量参数中增加姿态、温度参数和基于单芯铠装电缆通信技术，营造人工磁场，距靶点越近，精度越高，单芯电缆传输数据，操作简单，井底探管直径小，入井通过性强的一直播那个旋转磁测距系统及其测距方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋转磁测距系统,包括旋转磁测距系统本体，所述旋转磁测距系统本体上设有地面主机，所述地面主机的一段接口与计算机连接，所述地面主机的另一端口与绞车连接，所述绞车与铠装电缆连接，所述铠装电缆的一端设有探管。

优选的，所述面主机内部架构上设有通信控制板，所述通信控制板的左侧连接端设有data端口、rs232端口、power端口，所述通信控制板的另一连接端设有fsk双向通信器，通信控制板与fsk双向通信器之间通过rxd端口与txd端口进行连接，所述fsk双向通信器的另一连接端与升压电路连接，所述升压电路的另一连接端设有可充电电池，所述可充电电池的另一连接端设有充电电路。

优选的，所述探管的内部设有前端信号处理模块，所述信号采集处理器的左侧连接端设有磁通门传感器、三轴磁传感器，所述磁通门传感器、三轴磁传感器相互并联，所述信号采集处理器的另一连接端设有a\d采集控制系统，a\d采集控制系统的另一连接端设有fsk双向通信器，所述a\d采集控制系统与fsk双向通信器之间通过rxd端口与txd端口进行连接，所述fsk双向通信器的另一连接端接入18v-75vdc电源，fsk双向通信器也接入18v-75vdc电源。

优选的，所述信号采集处理器上设有a\d采集模块，所述a\d采集模块的右侧连接端设有mcu模块，所述mcu模块的右侧连接端设有参考源、rs232接口、存储器、时钟电路，存储器具备10000组数据储存功能，所述a\d采集模块的左侧连接端设有可编程增益、有源低通滤波器a，所述可编程增益、有源低通滤波器a与a\d采集模块并联，可编程增益的另一端设有有源低通滤波器b，有源低通滤波器b的另一连接端设有模拟开关，所述模拟开关的另一连接端设有有源低通滤波器a，高通滤波器。

优选的，所述fsk双向通信器上设有mcu单元，所述mcu单元的右侧连接端设有函数发生器a、函数发生器b,函数发生器a通过txd端口与mcu单元连接，函数发生器b通过rxd与mcu单元连接，所述函数发生器a、函数发生器b与mcu单元并联，所述函数发生器a的另一连接端设有驱动单元，所述驱动单元的另一连接端设有2.2uf200v电容，所述函数发生器b的另一连接端设有1uf200v电容,所述2.2uf200v电容与1uf200v电容的另一连接端均与铠装电缆连接。

优选的，所述fsk双向通信器的通信速率为4800bit/s。

优选的，一种旋转磁测距系统，其测距方法包括以下步骤：

a、磁信标安装于泥浆马达输出轴上,磁信标的末端连通钻头，在泥浆马达驱动下,磁信标与钻头一起旋转,产生一个动态的旋转磁场；

b、将探管采用测井绞车下入目标井内靶点深度处,它采集旋转磁信标产生的信号,传输至地面主机；

c、地面主机最终将信号通过无线信号传输传送给计算机；

d、计算机进行解析,最终计算出磁信标与靶点之间的距离、顶角和方位偏差。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)旋转磁测距系统本体中测量参数中增加姿态、温度参数和基于单芯铠装电缆通信技术，营造人工磁场，距靶点越近，精度越高，单芯电缆传输数据，操作简单，井底探管直径小，入井通过性强。

附图说明

图1为本发明旋转磁测距系统本体结构示意图；

图2为本发明地面主机架构示意图；

图3为本发明探管架构示意图；

图4为本发明信号采集处理器示意图；

图5为本发明fsk双向通信器架构示意图。

图中：1、旋转磁测距系统本体；2、地面主机；3、计算机；4、绞车；5、铠装电缆；6、探管；7、充电电路；8、可充电电池；9、升压电路；10、fsk双向通信器；11、通信控制板；12、信号采集处理器；13、a\d采集控制系统；14、dc电源；15、磁通门传感器；16、三轴磁传感器；17、有源低通滤波器a；18、高通滤波器；19、模拟开关；20、有源低通滤波器b；21、可编程增益；22、a\d采集模块；23、mcu单元；24、参考源；25、rs232接口；26、存储器；27、时钟电路；28、函数发生器a；29、函数发生器b。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,本发明提供一种技术方案：一种旋转磁测距系统,包括旋转磁测距系统本体1，旋转磁测距系统本体1上设有地面主机2，地面主机2的一段接口与计算机3连接，地面主机2的另一端口与绞车4连接，绞车4与铠装电缆5连接，铠装电缆5的一端设有探管6。

请参阅图2，地面主机2内部架构上设有通信控制板11，通信控制板11的左侧连接端设有data端口、rs232端口、power端口，通信控制板11的另一连接端设有fsk双向通信器10，fsk双向通信器10同时具备双向通信功能，数据上传至计算机3和下传指令，下传指令包括开始采集、上传数据、dc或ac信号切换、采样速率切换，fsk双向通信器10的通信速率为4800bit/s，在通信控制板11与fsk双向通信器10之间通过rxd端口与txd端口进行连接，fsk双向通信器10的另一连接端与升压电路9连接，升压电路9的另一连接端设有可充电电池8，可充电电池8的另一连接端设有充电电路7。

请参阅图3，探管6的内部设有信号采集处理器12，前端型号处理模块12的左侧连接端设有磁通门传感器15、三轴磁传感器16，磁通门传感器15、三轴磁传感器16相互并联，信号采集处理器12的另一连接端设有a\d采集控制系统13，a\d采集控制系统13的另一连接端设有fsk双向通信器10，a\d采集控制系统13与fsk双向通信器10之间通过rxd端口与txd端口进行连接，fsk双向通信器10的另一连接端接入18v-75vdc电源，fsk双向通信器10也接入18v-75vdc电源，在探管6上同步采集三轴磁传感器dc或ac信号、加速度信号、温度信号。

请参阅图4，信号采集处理器12上设有a\d采集模块22，a\d采集模块22的右侧连接端设有mcu模块23，mcu模块23的右侧连接端设有参考源24、rs232接口25、存储器26、时钟电路27，存储器26具备10000组数据储存功能，a\d采集模块22的左侧连接端设有可编程增益21、有源低通滤波器a17，可编程增益21、有源低通滤波器a17与a\d采集模块22并联，有源低通滤波器a的频率为1hz，高通滤波器18的频率为0.1hz，在可编程增益21的另一端设有有源低通滤波器b20，源低通滤波器b20频率为20hz，在有源低通滤波器b20的另一连接端设有模拟开关19，模拟开关19的另一连接端设有有源低通滤波器a17，高通滤波器18。

请参阅图5，fsk双向通信器10上设有mcu单元23，mcu单元23的右侧连接端设有函数发生器a28、函数发生器b29,函数发生器a28通过txd端口与mcu单元23连接，函数发生器b29通过rxd与mcu单元23连接，函数发生器a28、函数发生器b29与mcu单元23并联，函数发生器a28的另一连接端设有驱动单元31，驱动单元31的另一连接端设有2.2uf200v电容，函数发生器b29的另一连接端设有1uf200v电容,所述2.2uf200v电容与1uf200v电容的另一连接端均与铠装电缆5连接。

旋转磁测距系统本体1在进行测距的时候，磁信标安装于泥浆马达输出轴上,磁信标的末端连通钻头，在泥浆马达驱动下,磁信标与钻头一起旋转,产生一个动态的旋转磁场，然后将探管6采用测井绞车下入目标井内靶点深度处,它采集旋转磁信标产生的信号,传输至地面主机2，地面主机2最终将信号通过无线信号传输传送给计算机3，计算机3进行解析,最终计算出磁信标与靶点之间的距离、顶角和方位偏差。

旋转磁测距系统本体1克服了mwd产生累计误差的固有缺陷,其偏差并不依赖于井距,因此其靶区直径可低至1m，抛开地磁,以人工强磁场方式检测钻头与靶点之间的方位和距离,具有异类方法检测的优势，而且旋转磁测距系统本体1可总结出某一地区某种型号的mwd可能产生惯性偏差,从而对以后的钻井作业提供预纠偏指导，比被动测距系统的测距范围大,可提前调整方向,实现一次中靶，特别是目标井采用小尺寸套管或非磁性套管时,更具有不可替换的优势。

旋转磁测距系统本体中测量参数中增加姿态、温度参数和基于单芯铠装电缆通信技术，营造人工磁场，距靶点越近，精度越高，单芯电缆传输数据，操作简单，井底探管直径小，入井通过性强。

一种旋转磁测距系统，其测距方法包括以下步骤：

a、磁信标安装于泥浆马达输出轴上,磁信标的末端连通钻头，在泥浆马达驱动下,磁信标与钻头一起旋转,产生一个动态的旋转磁场；

b、将探管6采用测井绞车下入目标井内靶点深度处,它采集旋转磁信标产生的信号,传输至地面主机2；

c、地面主机2最终将信号通过无线信号传输传送给计算机3；

d、计算机3进行解析,最终计算出磁信标与靶点之间的距离、顶角和方位偏差。

本发明的有益效果是：

旋转磁测距系统本体中测量参数中增加姿态、温度参数和基于单芯铠装电缆通信技术，营造人工磁场，距靶点越近，精度越高，单芯电缆传输数据，操作简单，井底探管直径小，入井通过性强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。