一种位置测量装置及方法与流程

技术特征：
1.一种位置测量装置，其特征在于，包括：用于穿过曲率半径在预设范围内的井眼的短节串列(y)、控制单元和/或信号采集单元(5)、以及位置解算单元(19)；所述短节串列包括：以铰接的方式相连接的至少一个收发短节(3)和多个传送短节(1)；用于收发探测信号的信号收发单元(4)设置于所述收发短节(3)上；所述控制单元和/或信号采集单元(5)通过跨接测量线路(10)与所述信号收发单元(4)电连接，当所述控制单元和/或信号采集单元(5)为控制单元时则用于控制所述信号收发单元(4)发射信号，当所述控制单元和/或信号采集单元(5)为信号采集单元时则用于采集所述信号收发单元(4)接收到的探测信号；还包括位置解算单元(19)，能利用采集的探测信号解算目标井(b)与仪器容置井(a)的相对位置关系，所述位置解算单元(19)与控制单元和/或信号采集单元(5)采用通讯线路连接。2.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：钻柱(x)，设置于所述短节串列(y)的上方，用于传送所述短节串列(y)进入所述井眼；至少一个容置短节(2)用于容置控制单元和/或信号采集单元(5)，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)以铰接的方式串接于所述短节串列(y)中任意位置，或，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(y)的上方，或，用于容置所述控制单元和/或信号采集单元(5)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(y)的下方。3.如权利要求2所述的一种位置测量装置，其特征在于，至少一个容置短节(2)用于容置所述位置解算单元(19)，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)以铰接的方式串接于所述短节串列(y)中任意位置，或，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(y)的上方，或，用于容置所述位置解算单元(19)的所述容置短节(2)设置于所述短节串列(y)的下方；所述收发短节(3)、所述容置短节(2)、所述传送短节(1)的轴线长度均小于或等于所述传送短节(1)外直径的5倍。4.如权利要求2或3所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：自下而上顺次电连接的下通讯电路(6)、跨接线路(7)、上通讯电路(8)和泥浆脉冲器(9)；所述下通讯电路(6)与所述控制单元和/或信号采集单元(5)电连接；所述下通讯电路(6)用于将来自所述控制单元和/或信号采集单元(5)的探测信号通过所述跨接线路(7)传递给所述上通讯电路(8)，并通过所述上通讯电路(8)传递至设置于短节串列(y)上方的泥浆脉冲器(9)；所述泥浆脉冲器(9)用于将探测信号经所述钻柱(x)发送至井口处的接收端。5.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：至少一个信标(20)，所述信标设置于目标井(b)中，所述信标中设置有换能器、电机、磁体、线圈或天线，所述信标能发送声信号、电场、磁场或电磁波，能辅助一种位置测量装置探测目标井的信息。6.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，所述信号收发单元(4)包括：至少两个收发线圈，采用电磁波的形式发射和/或接收信号；一种位置测量装置每个所述收发线圈设置在一个对应的所述收发短节(3)上。
7.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，所述信号收发单元(4)包括：至少两个换能器，采用声波的形式发射和/或接收信号；每个所述换能器设置在一个对应的所述收发短节(3)上一种位置测量装置。8.如权利要求6所述的一种位置测量装置，其特征在于，包括至少一个电磁波发射单元和至少两个电磁波接收单元；所述电磁波发射单元用于产生电磁场，在目标井中的金属套管或金属钻具上产生感应信号，所述电磁波接收单元用于接收来自目标井中的金属套管或金属钻具反馈的信号；所述电磁波发射单元包括发射线圈，所述电磁波接收单元包括电磁波接收线圈。9.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，所述信号收发单元(4)包括电极，采用发射和接收电流的形式发射和/或接收信号；所述一种位置测量装置包含至少两个载有电极的所述信号收发单元(4)。10.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，包括多个相互电连接的所述控制单元和/或信号采集单元(5)；多个所述控制单元和/或信号采集单元(5)用于协同控制多个信号收发单元(4)。11.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：弹性件(17)，贯穿于所述短节串列(y)中，用于使多个所述收发短节(3)处于同轴状态。12.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，还包括：姿态测量单元，设置在所述收发短节(3)和/或所述容置短节(2)上。13.如权利要求12所述的一种位置测量装置，其特征在于，所述姿态测量单元包括：至少一个加速度计和一个磁力计，所述加速度计和所述磁力计设置在所述收发短节(3)的轴线上，用于测量所述收发短节(3)的倾斜角和方位角。14.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，所述控制单元和/或信号采集单元(5)是采用厚膜电路工艺制作的而成的。15.如权利要求1所述的一种位置测量装置，其特征在于，在所述短节串列(y)中，相邻两个短节通过铰接结构的结构死点控制相邻两个短节的轴线之间的最大可偏转角度，当相邻两个短节间达到结构死点位置时，所述最大可偏转角度为2
°‑
10
°
。16.利用权利要求1-15任一项所述一种位置测量装置进行空间位置测量的方法，其特征在于，所述方法包括：将具有探测功能的短节串列(y)穿过曲率半径在预设范围内的井眼，所述短节串列包括：以铰接的方式相连接的至少一个收发短节(3)和多个传送短节(1)；利用容置短节(2)上的控制单元和/或信号采集单元(5)控制信号收发单元(4)发射探测信号；利用所述控制单元和/或信号采集单元(5)采集所述信号收发单元(4)接收到的探测信号；所述位置解算单元(19)根据所述控制单元和/或信号采集单元(5)采集到的信号判断仪器溶置井(a)与所述目标井(b)的相对位置关系。

技术总结
本发明公开了一种位置测量装置及方法，该一种位置测量装置包括：短节串列、收发单元、控制单元和/或信号采集单元，用于穿过曲率半径在预设范围内的高曲率井段，探测仪器容置井与目标井的位置关系；短节串列包括：以铰接方式相连接的至少一个收发短节、多个传送短节；收发短节上设置有用于收发探测信号的信号收发单元；还包括控制单元和/或信号采集单元，控制单元用于控制信号收发单元发射信号，信号采集单元用于采集信号收发单元接收到的探测信号；多个传送短节用于串接高通过性短节串列或用于连接收发短节及容置短节。本发明可以在高曲率井段及其延伸井段内实现双平行井或连通井作业。作业。作业。


技术研发人员：徐梓辰
受保护的技术使用者：徐梓辰
技术研发日：2021.06.02
技术公布日：2022/12/5