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1、10申请公布号CN102305064A43申请公布日20120104CN102305064ACN102305064A21申请号201110276462222申请日20110916E21B47/00201201E21B47/06201201G01V3/0820060171申请人中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司地址062552河北省沧州市任丘市燕山南道72发明人苏俊赵书俊赵世军袁孟雷杜国良王静隋青美夏明俊74专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人王吉勇54发明名称基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统57摘要本发明涉及一种基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，包。
2、括设置于钻头后端的磁源，以及设置于竖井中与磁源相配合的磁场测量仪，磁场测量仪通过电缆与数据处理系统相连，数据处理系统与显示系统相连。本发明中磁场测量仪可以测得六组磁感应强度信号，在整个水平井联通过程中磁场测量仪放置在竖井中静止不动，实时采集磁源在该点处的磁感应强度信号，达到数据实时处理、轨迹实时显示的目的，能够为水平连通井、定向井、羽状井等复杂的井眼提供精确、实时的轨迹导航。本发明结构简单、操作简单，可以在很短的时间内完成测量、实时处理数据、实时显示数据，节约信号传输的延迟。本发明为水平连通井提供精确测量，具有更高精度的导向作用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权。
3、利要求书1页说明书3页附图1页CN102305070A1/1页21一种基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于，包括设置于钻头后端的磁源，以及设置于竖井中与磁源相配合的磁场测量仪，磁场测量仪通过电缆与数据处理系统相连，数据处理系统与显示系统相连。2根据权利要求1所述的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于，所述磁源由无磁钻铤和若干永磁体组成，所述若干永磁体平行并列分布。3根据权利要求2所述的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于，所述若干永磁体由多个钕铁硼柱状磁铁排列组成。4根据权利要求1所述的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于。
4、，所述磁场测量仪包括无磁金属骨架和设置于无磁金属骨架外部的无磁金属外壳，无磁金属外壳内设有两个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器，所述两个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器均通过485信号传输线与信号处理模块相连，信号处理模块通过电缆与数据处理系统相连；其中，一个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器固定于无磁金属外壳内部的底部，另一个三轴磁场传感器固定在无磁金属外壳内部的顶部。5根据权利要求4所述的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于，所述两个三轴磁场传感器的Z轴位于同一条直线上，X轴、Y轴分别位于相同的平面内。6根据权利要。
5、求1所述的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，其特征在于，所述数据处理系统为工业计算机。权利要求书CN102305064ACN102305070A1/3页3基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统技术领域0001本发明涉及一种基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统。背景技术0002在石油、天然气及煤层气开采过程中，水平连通井、定向井、羽状井等要求钻探轨迹必须达到一定的精度。目前，国外针对定向羽状井对煤层气和稠油等非常规能源开发时，水平井精确连通过程研发了独特的磁矢量测量引导系统，该系统采用强磁源对水平井眼轨迹进行引导，最终实现定向羽状水平井的水平段与直井连通。但是该技术还处于保密。
6、和垄断阶段，普通人还无法得知该技术。发明内容0003本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便，可以在很短的时间内完成测量、实时处理数据、实时显示数据，节约信号传输的延迟，提供三维画面显示方便用户使用，测量精确高的基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统。0004为实现上述目的，本发明采用下述技术方案0005一种基于LABVIEW显示的水平连通井导向系统，包括设置于钻头后端的磁源，以及设置于竖井中与磁源相配合的磁场测量仪，磁场测量仪通过电缆与数据处理系统相连，数据处理系统与显示系统相连。0006所述磁源由无磁钻铤和若干永磁体组成，所述若干永磁体平行并列分布。0007所。
7、述若干永磁体由多个钕铁硼柱状磁铁排列组成。0008所述磁场测量仪包括无磁金属骨架和设置于无磁金属骨架外部的无磁金属外壳，无磁金属外壳内设有两个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器，所述两个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器均通过485信号传输线与信号处理模块相连，信号处理模块通过电缆与数据处理系统相连；其中，一个三轴磁场传感器、一个重力加速度计和一个温度湿度传感器固定于无磁金属外壳内部的底部，另一个三轴磁场传感器固定在无磁金属外壳内部的顶部。0009所述两个三轴磁场传感器的Z轴位于同一条直线上，X轴、Y轴分别位于相同的平面内。0010所述数据处理系统为工业计算。
8、机。0011信号处理模块即SPECTRAMAG6六通道频谱分析仪的作用在于将三轴磁场传感器测的磁场信号转换为420MA的信号，便于信号的传输。0012LABVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器NI公司研制开发。0013本发明中磁场测量仪可以测得六组磁感应强度信号，在整个水平井联通过程中磁场测量仪放置在竖井中静止不动，实时采集磁源在该点处的磁感应强度信号，达到数据实时处理、轨迹实时显示的目的，能够为水平连通井、定向井、羽状井等复杂的井眼提供精确、实时的轨迹导航。信号处理模块将测量到的磁场感应强度信号转换为电流信号，增加信号说明书CN102305064ACN102305070A2/3页4传输。
9、距离，并减小信号传输过程中的衰减。0014磁源的作用是产生旋转磁场，是该系统的信号源。在钻进过程中，磁源放置于钻头的后面。两个三轴磁场传感器之间的距离已知，而且两个三轴磁场传感器轴向在同一平面内。显示系统采用了基于虚拟仪器LABVIEW环境，可以将磁场测量仪传输来的信号进行相应计算，并将计算所得的钻头的空间位置、倾斜角及方位角以时间戳的顺序存储到数据库中。0015本发明结构简单、操作简单，可以在很短的时间内完成测量、实时处理数据、实时显示数据，节约信号传输的延迟。显示界面简单明了，功能按键齐全，而且提供三维画面显示方便用户使用。本发明为水平连通井提供精确测量，比现在普通使用的随钻测量工具WMD。
10、具有更高精度的导向作用。附图说明0016图1是本发明水平连通井工作系统的工作原理示意图；0017图2是井下磁场测量仪的内部传感器轴线分布结构图；0018图3是本发明工作原理结构框图；0019图中1水平井，2竖井，3钻井塔，4工作台，5磁源，6钻头，7磁场测量仪，8电缆，9磁力线，10三轴磁场传感器，11重力加速度计。具体实施方式0020下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0021如图1所示，基于LABVIEW显示的水平连通井钻探系统，包括设置于钻头6后端的磁源5，以及设置于竖井2中与磁源5相配合的磁场测量仪7，磁场测量仪7通过电缆8与数据处理系统相连，数据处理系统与显示系统相连。磁源5放置。
11、于钻头6的后面，随钻头6放入水平井1中。水平井1的上端设有钻井塔3，竖井2的上端设有工作台4。磁源5是本系统的信号源，紧随钻头6的后面，在钻进过程中可以将磁源5的空间位置认为是钻头6的空间位置。0022磁源5由无磁钻铤和若干永磁体组成，所述若干永磁体平行并列分布。若干永磁体由多个钕铁硼柱状磁铁排列组成。0023磁场测量仪7包括无磁金属骨架和设置于无磁金属骨架外部的无磁金属外壳。无磁金属外壳内设有两个三轴磁场传感器10、一个重力加速度计11、温度湿度传感器。所述两个三轴磁场传感器10、一个重力加速度计11和一个温度湿度传感器均通过485信号传输线与信号处理模块相连，信号处理模块通过电缆与数据处理。
12、系统相连；磁场测量仪7能测量磁源5的磁力线9产生的三轴XYZ磁矢量，经过数据处理系统即水平连通井信号处理钻探系统处理后存入数据库，地面显示系统从数据库中读出数据以文字、数字、动态图画的方式显示给现场工程师。数据处理系统为工业计算机。0024井下磁场测量仪井下磁场测量仪7中的一个三轴磁场传感器10、一个重力加速度计11、温度湿度传感器固定于无磁金属外壳内部的底部，另一个三轴磁场传感器10固定在无磁金属外壳内部的上部，其中两个三轴磁场传感器10之间的距离已知。如图2所示，其中三轴磁场传感器的Z轴位于同一条直线上，X轴、Y轴分别位于相同的平面内。磁场测量说明书CN102305064ACN102305。
13、070A3/3页5仪7的功能是能检测井下三轴磁场传感所在的重力场、温度湿度、地磁场大小、磁源短节空间磁感应强度，为系统计算提供基础数据。0025本发明系统的工作流程图如图3所示。经过基于LABVIEW显示水平连通井钻探系统中水平连通井信号处理钻探系统将磁场测量仪所得的信号经过滤波取出地磁场及其它电磁干扰外的信号以时间戳的顺序存入到数据库中，地面显示系统连接数据库，取出所得的数据以文字、数字、动态图画的方式显示给现场工程师。为工程师的现场操作提供可靠的操作建议。从而实现水平连通的精确钻探。说明书CN102305064ACN102305070A1/1页6图1图2图3说明书附图CN102305064A。