專利名稱：一種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及監(jiān)測裝置，尤其是一種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
在鉆井工程中，尤其是在IOOm以上的豎井施工中，鉆頭的偏斜問題一直存在，并沒有很好的解決?，F(xiàn)有的技術(shù)一般通過配置穩(wěn)定鉆桿來解決。現(xiàn)場施工過程中一般根據(jù)場地地質(zhì)條件，預(yù)先在某節(jié)鉆桿上配置穩(wěn)定鉆桿，通過這樣的方式降低偏斜率。而鉆頭在作業(yè)時(shí)，當(dāng)遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件，或者遇到突發(fā)事件，現(xiàn)場施工人員不能根據(jù)出現(xiàn)的問題，采取有效的措施來解決問題。如果在每節(jié)鉆桿上均配置穩(wěn)定鉆桿，此方式消耗成本過大，工程量也大大增加，并且配置穩(wěn)定鉆桿位置的方案并沒有 足夠理論依據(jù)來支撐，僅依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，并不能滿足實(shí)際工程需求。而通過GPS衛(wèi)星空間定位技術(shù)可以定位鉆頭位置，根據(jù)鉆頭軌跡曲線，觀測偏移趨勢，用配置穩(wěn)定鉆桿的方法來對鉆頭進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。雖然GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括車輛、航天、軍事等。但由于GPS衛(wèi)星定位地面的信號強(qiáng)度為-155 158dBW，載波頻率為I. 2 I. 5GHz, GPS衛(wèi)星定位地面的信號強(qiáng)度受地面環(huán)境影響很大，衛(wèi)星信號將被環(huán)境噪聲信號淹沒，不能很好定位地下作業(yè)中的鉆頭。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了一種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案—種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置包括鉆桿、導(dǎo)孔鉆頭、若干臺GPS發(fā)射機(jī)、GPS接收機(jī)、計(jì)算機(jī)；其中GPS發(fā)射機(jī)安裝在以井口，GPS接收機(jī)置于鉆桿和導(dǎo)孔鉆頭之間，GPS接收機(jī)通過有線網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)連接；所述GPS發(fā)射機(jī)將測量到的鉆井鉆頭位置信息GPS傳送至接收機(jī)，GPS接收機(jī)將接收到的位置信息傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)鉆井鉆頭的位置信息得到鉆井鉆頭位置的坐標(biāo)。進(jìn)一步的，所述的鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置中，鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置包括至少三臺GPS發(fā)射機(jī)。進(jìn)一步的，所述的鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置中，導(dǎo)孔鉆頭的上部焊有鋼網(wǎng)框，鋼網(wǎng)框頂部焊有鋼板罩，鋼板罩的高度小于鉆桿與導(dǎo)孔鉆頭之間空隙的高度。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本低，可重復(fù)實(shí)用。實(shí)時(shí)跟蹤鉆頭，對整個(gè)導(dǎo)孔過程實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬。

[0013]圖I為鉆井鉆頭位置監(jiān)測裝置的示意圖。圖2為導(dǎo)孔鉆頭示意圖。圖3為GPS接收機(jī)的安裝示意圖。圖4為地上GPS發(fā)射機(jī)的布置示意圖。圖中標(biāo)號說明1、GPS發(fā)射機(jī)；2、GPS接收機(jī)；3、導(dǎo)孔鉆頭；4、鉆桿；5、BMC200型反井鉆機(jī)；6、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明如圖I所示的鉆井鉆頭位置監(jiān)測裝置，包括三臺GPS發(fā)射機(jī)1，GPS接收機(jī)2，導(dǎo)·孔鉆頭3，鉆桿4，BMC200型反井鉆機(jī)5，計(jì)算機(jī)6。圖2為導(dǎo)孔鉆頭3的示意圖，導(dǎo)孔鉆頭直徑跟鉆桿直徑大小相近，鉆桿跟鉆頭之間通過掛鉤相連，中間留有一定高度空間，可此空間布置接收裝置。圖3為接收機(jī)的示意圖，鋼網(wǎng)框內(nèi)部頂面焊接30mm的鋼板罩，在鋼板罩內(nèi)部頂面放置接收器，以達(dá)到耐潮濕和耐高壓的目的，能夠保護(hù)接收器不受損害。圖4為地上GPS發(fā)射機(jī)的布置示意圖，在井口軸線為中心的等邊三角形各點(diǎn)(E、W、N)上，布置GPS發(fā)射器I，發(fā)射定位信息。GPS接收機(jī)2接收地面三個(gè)GPS發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號，通過對不同發(fā)射器發(fā)出的信號進(jìn)行編碼，使之與相應(yīng)發(fā)射機(jī)對應(yīng)，并能夠得到信號傳播時(shí)間，傳播時(shí)間與光速的乘積即為鉆頭到發(fā)射點(diǎn)的距離。得到的三個(gè)距離分別命為Er、Wr、Nr，他們到地面的投影分為兩種情況一是在E、W、N三個(gè)主軸上；二是在以En、Ew、We、Wn、Ne、Nw劃分的六個(gè)區(qū)域內(nèi)。分別以Er、Wr、Nr為半徑，指向地下做半球面，有且唯一的交點(diǎn)即為鉆頭的位置，進(jìn)而可通過計(jì)算機(jī)作圖軟件(CAD等類似畫圖軟件即可)顯示出鉆頭的三維坐標(biāo)，即鉆頭軌跡曲線。由于GPS衛(wèi)星定位地面的信號強(qiáng)度為-155 158dBW，載波頻率為I. 2 I. 5GHz，GPS衛(wèi)星定位地面的信號強(qiáng)度受地面環(huán)境影響很大，衛(wèi)星信號將被環(huán)境噪聲信號淹沒，不能很好定位地下作業(yè)中的鉆頭。本實(shí)用新型采用了 GPS發(fā)射機(jī)發(fā)射信號，避免了 GPS衛(wèi)星信號易受干擾的問題。
權(quán)利要求1.一種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置，其特征在于包括鉆桿、導(dǎo)孔鉆頭、若干臺GPS發(fā)射機(jī)、GPS接收機(jī)、計(jì)算機(jī)； 其中GPS發(fā)射機(jī)安裝在井口，GPS接收機(jī)置于鉆桿和導(dǎo)孔鉆頭之間，GPS接收機(jī)通過有線網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)連接； 所述GPS發(fā)射機(jī)將測量到的鉆井鉆頭位置信息GPS傳送至接收機(jī)，GPS接收機(jī)將接收到的位置信息傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)鉆井鉆頭的位置信息得到鉆井鉆頭位置的坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置，其特征在于所述鉆井鉆頭位置的監(jiān)控裝置包括至少三臺GPS發(fā)射機(jī)。
3.據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置，其特征在于所述導(dǎo)孔鉆頭的上部焊有鋼網(wǎng)框，鋼網(wǎng)框頂部焊有鋼板罩，鋼板罩的高度小于鉆桿與導(dǎo)孔鉆頭之間空隙的高度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測裝置，尤其是一種鉆井鉆頭位置的監(jiān)測裝置。所述監(jiān)測裝置包括鉆桿、導(dǎo)孔鉆頭、若干GPS發(fā)射機(jī)、GPS接收機(jī)，計(jì)算機(jī)。GPS接收機(jī)接收GPS發(fā)射機(jī)測量的鉆井鉆頭位置信息，GPS接收機(jī)將接收到的位置信息傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)判斷鉆井鉆頭位置的偏離程度后調(diào)整鉆井鉆頭的運(yùn)動方向。所述監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本低，可重復(fù)實(shí)用。實(shí)時(shí)跟蹤鉆頭，對整個(gè)導(dǎo)孔過程實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬。
文檔編號E21B47/12GK202690035SQ20122016056
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者韓亮, 徐矯, 李豐果 申請人:中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司