[发明专利]用于磁定位使用的磁接头、磁定位系统及磁定位方法

说明书

本发明公开了一种用于磁定位使用的磁接头、磁定位系统及磁定位方法，涉及钻井测量技术领域，包括无磁刚体，无磁刚体外周固定缠绕有若干导流线圈，导流线圈的轴线与无磁刚体的轴线平行，无磁刚体内设有腔室，腔室内固定设有振动传感器、电池和控制器，振动传感器和导流线圈均与控制器电联接，电池用于为振动传感器、导流线圈和控制器提供电能。本发明提供的用于磁定位使用的磁接头、磁定位系统及磁定位方法，能够对垂直或近垂直的井眼进行定位测量，并能够避免磁化含有铁磁性物质的地层，提高测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及钻井测量技术领域，特别是涉及一种用于磁定位使用的磁接头、磁定位系统及磁定位方法。

背景技术

在钻井测量领域，有一种主动磁定位技术，该技术理论基础是使用已知磁矩大小及空间姿态的磁性接头(下称磁接头)为信号源，以探管为信号接收源，通过解析交流磁场计算出两者的相对空间位置关系。磁矩即磁接头磁场强度大小，事先可以地面标定，入井后基本不变。空间姿态是指磁接头转轴的井斜和方位，在施工时由随钻仪测得。磁接头的两个姿态参数是整个计算的基本数据，缺一不可。但当磁接头的井斜在3度以内时，即磁接头的转轴与水平面垂直或近垂直时，磁接头在水平面的投影不是一条线而是一个点，没有方向，也就是没有方位数值，在这种工况下当前的定位技术无法正常解析。目前常用办法是人为的将钻井轨迹设计成一个大于3度的斜孔，这样随钻仪就能测到有效方位，使用原测量系统。人为使井眼倾斜满足了测量需求，但增加了钻井工作量，不利于质量控制。而且在某些工程中，井眼轨迹要求保持垂直，这使得当前测量系统无法应用。

目前的主动磁定位技术使用的磁接头，普遍采用永磁材料与无磁钢制成，这种磁场发射源无法关闭，在遇到含有铁磁性物质的地层中，会严重磁化含有铁磁性物质的地层，而目前常用的随钻仪器是通过重力传感器和磁通门传感器来测量井孔的轨迹。磁化后的地层将极大的影响磁通门传感器，使轨迹数据产生较大偏差，不利于以后进测井工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于磁定位使用的磁接头、磁定位系统及磁定位方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对垂直或近垂直的井眼进行定位测量，并能够避免磁化含有铁磁性物质的地层，提高测量结果的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于磁定位使用的磁接头，包括无磁刚体，所述无磁刚体外周固定缠绕有若干导流线圈，所述导流线圈的轴线与所述无磁刚体的轴线平行，所述无磁刚体内设有腔室，所述腔室内固定设有振动传感器、电池和控制器，所述振动传感器和所述导流线圈均与所述控制器电联接，所述电池用于为所述振动传感器、所述导流线圈和所述控制器提供电能。

优选的，所述无磁刚体为圆柱形体，所述无磁刚体轴向设有通孔。

优选的，所述无磁刚体外周设有凹槽，若干所述导流线圈缠绕于所述凹槽内，所述导流线圈外周设有保护层，所述保护层外径与所述无磁刚体的外径相等。

优选的，所述腔室包括若干独立的分腔室，各所述分腔室均密封设置，所述振动传感器、所述电池和所述控制器分别设置于独立的三个所述分腔室内。

优选的，所述无磁刚体两端分别设有公扣和母扣，所述公扣和所述母扣能够分别用于与钻铤和钻头连接。

优选的，所述保护层为胶层，通过所述胶层覆盖于所述导流线圈外表面将所述导流线圈进行保护。

本发明还提供一种磁定位系统，包括以上所述的磁接头和探管，所述探管用于测量所述导流线圈在井眼内通电后产生的磁场强度。

本发明还提供一种基于以上所述的磁定位系统的磁定位方法，包括以下步骤：

S1：所述磁接头随钻头一起钻进时，所述振动传感器监测到振动参数高于设定阈值S₀后，所述控制器控制所述导流线圈断电；

S2：钻头钻进到D1深度；