随钻测量和旋转磁导向技术及在对接井应用

从随钻测量的原理出发对随钻测量设备的误差特性进行了分析,指出了随钻测量在实现两井对接的不足之处,介绍了旋转磁导向的原理及在韩城煤层气开采中的应用情况。

旋转磁导向系统井下磁源优化设计

为了提高随钻探测过程中永磁体磁源的磁性能,增大磁源信号的使用范围,对旋转磁导向系统井下磁源进行了优化设计研究。根据电磁场理论及所用磁源的特点,建立了圆柱形永磁体电流模型;利用矢量磁位方程推导出圆柱形永磁体截面直径和长度与其空间磁场强度的关系,圆柱形永磁体的截面直径和长度决定了其空间磁场强度;并对不同几何参数的圆柱形永磁体和其所在磁短节的空间磁场强度进行了测量和分析。永磁体长度一定时,直径从10mm增大到20mm,其空间磁感应强度增加了近80%;长度从50mm增大到100mm,其空间磁感应强度增大了近200%。试验表明,内部并排平行放置永磁体的磁短节空间磁场强度与圆柱形永磁体的直径和长度均呈单调递增关系。等体积永磁体的空间磁场测量结果表明,长度与直径之比越大,永磁体空间磁场越强。因此,合理设计永磁体的几何参数,可以增强磁短节的空间磁感应强度,提高测量的准确性。

数据处理技术在旋转磁定位导向中的应用

定向水平对接连通井已广泛应用于可溶性矿(盐、钾盐、天然碱及芒硝等)及煤层气开发中,在连通过程中,均采用旋转磁定位导向技术,而旋转磁场所产生的信号为与正弦三角函数。基于数据处理软件,正弦信号的分析研究已作了很多工作,但难以直观快速地对大量测试数据进行分析研究。采用Excel,通过对测试数据先期去噪、趋势旋转处理,再回归基准坐标,从而得出测试数据的标准正弦三角函数模型,为旋转磁定位导向技术提供可行的计算依据。

有源交变磁场导向定位方法及实验研究

以往传统的随钻测量设备无法满足复杂结构井钻井技术高可靠,高精度的需求。为了精确钻进井眼轨迹,提出了1种基于有源交变磁场导向定位的钻井测量技术。通过研究旋转正交磁偶极子在空间的传播特性,利用低频交变磁场作为信号源,经目标靶区磁场信号采集与处理,结合常规随钻测量技术,计算出钻头与目标靶点间的相对方位和距离偏差,进而为钻进工程提供必要数据,以指导钻进操作,最终实现准确钻进目标靶区的目的。初步的地面实验结果表明源端钻头与目标靶点之间的距离越小,定位误差越小,精度越高。