[发明专利]一种用于丛式井防碰的主动测距系统及方法

权利要求书

1.一种用于丛式井防碰的主动测距系统，其特征在于，包括：

电流注入系统，包括电压控制或电流控制发射器、发射电极和返回电极，电压控制或电流控制发射器连接于发射电极和返回电极之间，经发射电极流出的交流电在目标井筒中流动；

磁测量系统，用于测量目标井筒中导电构件上电流产生的电磁场，包括设置于在钻井中的电磁传感器；

导电构件为套管或衬管；导电构件为由发射电极流出的交流电提供沿井筒电流流动的路径；

所述电磁传感器至少包含一个磁梯度传感器,测量发射电极在目标井筒的导电构件上产生的磁场在钻进井筒处的磁梯度和绝对磁场强度，通过测量的磁梯度计算井间相对距离和位置；

四口井：第一井筒、第二井筒、第三井筒和第四井筒；第一井筒和第二井筒为目标井，第三井筒为在钻井，第四井筒为已钻成井；

返回电极位于第四井筒内，返回电极通过绝缘导线连接到电压控制或电流控制发射器；

发射电极包括发射电极E1和发射电极E2；发射电极E1位于第一井筒中，并与第一井筒内的导电构件接触；发射电极E2位于第二井筒中，并与第二井筒内的导电构件接触；发射电极E1由绝缘导线连接到电压控制或电流控制发射器，在发射电极E1与电压控制或电流控制发射器之间的绝缘导线上设置有开关A，发射电极E2由绝缘导线连接到电压控制或电流控制发射器，在发射电极E2与电压控制或电流控制发射器之间的绝缘导线上设置有开关B；

当开关A闭合、开关B断开时，电流沿导电构件向第一井筒的井底方向传播，在导电构件上产生电磁场，沿着导电构件流动的电流通过地层回到返回电极；当开关B闭合、开关A断开时，电流沿导电构件向第二井筒的井底方向传播，在导电构件上产生电磁场，沿着导电构件流动的电流通过地层回到返回电极。

2.根据权利要求1所述的一种用于丛式井防碰的主动测距系统，其特征在于，所述第三井筒内部具有底部钻具组合，底部钻具组合通过传送机构连接钻井地面设备。

3.根据权利要求2所述的一种用于丛式井防碰的主动测距系统，其特征在于，所述底部钻具组合包括钻头和用于驱动钻头的功率模块，所述电磁传感器靠近钻头安装。

4.根据权利要求2所述的一种用于丛式井防碰的主动测距系统，其特征在于，所述钻井地面设备包括设置于地表的钻井平台和设置于井口的防喷器。

5.一种用于丛式井防碰的主动测距方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的用于丛式井防碰的主动测距系统，包括以下步骤：

步骤（1）发射电极与目标井筒接触或通过导线相连，发射电极和返回电极分别通过导线与交流电源相连；

步骤（2）电流沿导电构件从目标井筒的井口向其井底方向传播，使之在导电构件上产生电磁场；

步骤（3）沿导电构件流动的电流随后通过地层回到返回电极；

步骤（4）通过电磁传感器测量得到电流在导电构件上产生的磁场梯度。