一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置及方法，装置包括机架、Y向支撑架、Z向支撑架、三向转动平台、磁短节以及探管，机架上设有用于装配探管的探管装配结构；Y向支撑架上设有第一驱动机构，Z向支撑架的顶端设有第二驱动机构，Z向支撑架上还设有第三驱动机构；机架的顶部设有X向光栅尺，Y向支撑架上设有Y向光栅尺，Z向支撑架上设有Z向光栅尺；三向转动平台与译码器连接，Y向支撑架的两端滑动设置在机架的顶部并能够在第一驱动机构的驱动下沿X向运动，Z向支撑架的顶端滑动设置在Y向支撑架上并能够在第二驱动机构的驱动下沿Y向运动，三向转动平台滑动设置在Z向支撑架上；磁短节安装在三向转动平台上。磁短节安装在三向转动平台上。磁短节安装在三向转动平台上。

【技术实现步骤摘要】
一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置及方法


[0001]本专利技术涉及稠油开采
，具体涉及一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置及方法。

技术介绍

[0002]双水平井钻井技术是由两口平行水平井组成，位于下部的为生产井，位于上部的为注气井，通过
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上注下采
””
的方式， 提高稠油油藏的采油效率。 为了有效地控制两井水平井段的相对位置，以
ꢀ“
人工磁导向+传统随钻测量系统
”ꢀ
联合监控的方式，实时控制并保持两井水平段的相对误差在设计范围之内。
[0003]磁导向钻井技术是通过引入旋转磁场定位技术，实时磁场测量修正正钻井与目标井的相对位置，并引导两井精确定向，旋转磁场定位技术主要由磁性短节和磁场信号测量探管组成，通过算法实现正钻井相对目标井方位偏差和距离偏差的求导。
[0004]常规外场标定采用粗糙简易测试装置进行磁导向工具地面测试，为了获取可用的标定数据，需要程序繁琐的测试准备，耗费大量人力物力；同时受限于装置简易，复杂工况难以仿真模拟，对磁导向工具只能做定性评价，难以达到精确标定。
[0005]双水平井磁导向工具用于复杂结构井精确轨迹控制施工，因此需要对其自身的测量精度进行测试评价与标定。目前并未有对双水平井磁导向工具进行室内模拟标定的装置及方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置及方法。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，包括机架、Y向支撑架、Z向支撑架、三向转动平台、磁短节以及探管，所述机架上设有用于装配探管的探管装配结构；所述Y向支撑架上设有第一驱动机构，所述Z向支撑架的顶端设有第二驱动机构，所述Z向支撑架上还设有第三驱动机构；所述机架的顶部设有X向光栅尺，所述Y向支撑架上设有Y向光栅尺，所述Z向支撑架上设有Z向光栅尺，三向转动平台与译码器连接，所述X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺以及译码器与上位机终端通信连接；所述Y向支撑架的两端滑动设置在所述机架的顶部并能够在第一驱动机构的驱动下沿X向运动，所述Z向支撑架的顶端滑动设置在所述Y向支撑架上并能够在第二驱动机构的驱动下沿Y向运动，所述三向转动平台滑动设置在Z向支撑架上且能够在第三驱动机构的驱动下沿Z向运动；所述磁短节安装在所述三向转动平台上且能够在三向转动平台带动下多方位转动。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术的装置利用X向支撑架、Y向支撑架、Z向支撑架以及三向转动平台，能够控制磁短节在6个自由度的运动，能够精确模拟磁短节与探管之间的各个方位的相对位置，为双水平井磁导向工具测试与标定过程提供多维度的数据支持，提高
标定精度。本专利技术的装置能够对双水平井磁导向工具进行全面标定，提升工具测量精度，为双水平井钻井提供更为精确的轨迹测控数据，节省施工成本，更好的服务于现场生产。本专利技术装置利用光栅尺和译码器实时反馈磁短节与探管的位置信息和转动角度信息，能够获得短节与探管之间的实时姿态和运动轨迹，填补了双水平井磁导向工具测试与标定平台的空白，实现双水平磁导向工具测试与标定的自动化、标准化；通过对双水平磁导向工具测试与标定，可以提升双水平磁导向工具本身的测量精度。 本专利技术的双水平井磁导向测量室内模拟标定装置能够解决SAGD磁导向工具室内的测试和标定的技术难题，实现双水平井磁导向工具的精确轨迹施工。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述三向转动平台包括支撑平台以及与译码器连接的第一转动机构、第二转动机构和第三转动机构，所述支撑平台滑动设置在Z向支撑架上，所述第一转动机构装配在支撑平台上，所述第一转动机构的驱动端竖直朝上布置且与第二转动机构连接，所述第二转动机构的驱动端朝向背离所述Z向支撑架的方向布置且与第三转动机构连接，所述第三转动机构的驱动端水平布置且与磁短节连接。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：利用三向转动平台，可以对其上的磁短节进行左右方向、前后方向的摆动，还能够利用第三转动机构驱动磁短节自转，提供了多自由度转动，使探管与磁短节之间可以实现任意姿态调整，能够尽可能的模拟实际工况。
[0012]进一步，所述第一转动机构的驱动端与第二转动机构的驱动端垂直布置。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：将第一转动机构的驱动端与第二转动机构的驱动端垂直布置，有利于精确计算磁短节的相对位置。
[0014]进一步，所述第三转动机构包括装配壳体和第三转动电机，所述第二转动机构的驱动端与所述装配壳体固定连接，所述第三转动电机安装在所述装配壳体内，所述第三转动电机的驱动端与磁短节连接并驱动磁短节自转。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置装配壳体，有利于磁短节的装配保护，也方便装配第三转动电机。
[0016]进一步，所述第一驱动机构包括第一驱动电机和第一驱动齿轮，所述第一驱动电机的驱动端与第一驱动齿轮连接并驱动第一驱动齿轮沿机架上的X向齿条运动。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：利用驱动电机与驱动齿轮配合驱动齿条运动，有利于结构的稳定性。
[0018]进一步，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和第二驱动齿轮，所述第二驱动电机的驱动端与第二驱动齿轮连接并驱动第二驱动齿轮沿Y向支撑架上的Y向齿条运动。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：利用驱动电机与驱动齿轮配合驱动齿条运动，有利于结构的稳定性。
[0020]进一步，所述第三驱动机构包括第三驱动电机和丝杠，所述第三驱动电机与所述丝杠一端连接并驱动丝杠转动，所述三向转动平台通过丝杠螺母螺纹连接在丝杠上并在第三驱动电机驱动丝杠转动下沿Z向运动。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是：利用第三驱动电机驱动丝杠转动使与丝杠螺母连接的三向转动平台沿Z向运动，有利于运动的稳定可靠。
[0022]进一步，所述机架中部设有探管装配架，所述探管装配架沿Y向架设在机架上，所
述探管装配架的顶部中间位置设有探管装配结构。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置探管装配结构，有利于探管的装配。
[0024]进一步，所述机架的底部、顶部、中部均设有探管装配结构。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是：可以为探管提供任意角度、多方位的装配，提供多种磁短节与探管之间的相对位置关系。
[0026]一种双水平井磁导向测量室内模拟标定方法，采用上述的双水平井磁导向测量室内模拟标定装置实现，包括以下步骤：S1，将探管装配在机架上，将磁短节装配在三向转动平台上；S2，利用第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构以及三向转动平台，将磁短节按照设定自转速度以及运行轨迹运动，并利用X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺以及译码器获得探管相对于磁短节之间的实际相对井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，其特征在于，包括机架、Y向支撑架、Z向支撑架、三向转动平台、磁短节以及探管，所述机架上设有用于装配探管的探管装配结构；所述Y向支撑架上设有第一驱动机构，所述Z向支撑架的顶端设有第二驱动机构，所述Z向支撑架上还设有第三驱动机构；所述机架的顶部设有X向光栅尺，所述Y向支撑架上设有Y向光栅尺，所述Z向支撑架上设有Z向光栅尺，三向转动平台与译码器连接，所述X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺以及译码器与上位机终端通信连接；所述Y向支撑架的两端滑动设置在所述机架的顶部并能够在第一驱动机构的驱动下沿X向运动，所述Z向支撑架的顶端滑动设置在所述Y向支撑架上并能够在第二驱动机构的驱动下沿Y向运动，所述三向转动平台滑动设置在Z向支撑架上且能够在第三驱动机构的驱动下沿Z向运动；所述磁短节安装在所述三向转动平台上且能够在三向转动平台带动下多方位转动。2.根据权利要求1所述一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，其特征在于，所述三向转动平台包括支撑平台以及与译码器连接的第一转动机构、第二转动机构和第三转动机构，所述支撑平台滑动设置在Z向支撑架上，所述第一转动机构装配在支撑平台上，所述第一转动机构的驱动端竖直朝上布置且与第二转动机构连接，所述第二转动机构的驱动端朝向背离所述Z向支撑架的方向布置且与第三转动机构连接，所述第三转动机构的驱动端水平布置且与磁短节连接。3.根据权利要求2所述一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，其特征在于，所述第一转动机构的驱动端与第二转动机构的驱动端垂直布置。4.根据权利要求2所述一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，其特征在于，所述第三转动机构包括装配壳体和第三转动电机，所述第二转动机构的驱动端与所述装配壳体固定连接，所述第三转动电机安装在所述装配壳体内，所述第三转动电机的驱动端与磁短节连接并驱动磁短节自转。5.根据权利要求1所述一种双水平井磁导向测量室内模拟标定装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜卫强，乔磊，林盛杰，袁光杰，车阳，刘奕杉，王辰龙，蓝海峰，王开龙，何爱国，董胜祥，任宪可，郑李，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：