CN211038622U - 一种丛式井井眼防碰撞短节及防碰撞*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种丛式井井眼防碰撞短节及防碰撞***，所述防碰撞***包括防碰短节装置、磁强度测量装置和数据处理中心10，所述防碰短节装置包括本体3，所述本体3上安装有永磁环2，所述本体3的一端安装有钻头1，另一端本体3与上部钻具4连接，所述磁强度测量装置包括磁场强度测量仪7，所述磁场强度测量仪7通过线缆8连接在数据处理中心10上，所述防碰短节装置放置于当前井5内，所述磁强度测量装置放置于邻井9内，所述当前井5和邻井9之间的距离通过数据处理中心10计算得出。本实用新型可有效降低测量及计算上的误差，以及有效地避免井眼轨迹交碰的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种井眼防碰撞短节及防碰撞***，更具体的说，本实用新型主要涉及一种丛式井的井眼防碰撞短节及防碰撞***。
背景技术
目前，随着特殊工艺井在各大油田广泛应用，丛式井数量越来越多，井与井之间的距离越来越小，意外井眼交碰事故时有发生，井眼相碰带来的环境问题和经济损失可能是灾难性的，因此对井眼轨迹进行防碰评价和规避井眼交碰风险也越来越重要；
防碰问题是确保密集井口丛式井组安全、快速施工的核心问题，防碰工作贯穿密集井口丛式井组钻前准备、工程设计和施工的各个环节，在钻井过程中，地质目标和地层造斜率的不确定性给丛式井施工带来了一定难度，存在着不可预知的风险，而如何确保钻头与临井之间的距离保持在安全距离之内成为丛式井开发的关键问题，此外现有的方法只能通过扫描方法计算两井之间的距离，理论计算与实际存在误差，仍然不能避免井眼轨迹交碰，存在较大的安全隐患。
实用新型内容
本专利的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、安全可靠、操作简单的防止井眼轨迹碰撞***。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型所提供的一种丛式井井眼防碰撞短节，其特征在于：所述防碰短节装置包括本体和永磁环，所述永磁环安装在本体上，所述本体的一端设有短节公扣，另一端设有短节母扣。
本实用新型所提供的一种预防丛式井井眼防碰撞***，其特征在于：所述本体(3)上设有多个环形凹槽(12)，环形凹槽(12)与永磁环(2)的深度、厚度和宽度均相等，每个环形凹槽(12)内均套设有永磁环(2)。
本实用新型所提供的一种预防丛式井井眼防碰撞***，其特征在于：包括丛式井井眼防碰撞短节、磁强度测量装置和数据处理中心(10)，所述磁强度测量装置包括磁场强度测量仪 (7)，所述磁场强度测量仪(7)通过线缆(8)连接在数据处理中心(10)上，所述防碰撞短节放置于当前井(5)内，所述磁强度测量装置放置于邻井(9)内，所述当前井(5)和邻井(9)之间的距离通过数据处理中心(10)计算得出。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.通过在本体3的上安装可以永久性持续性的产生磁场的永磁环2，再将本体3放置在当前井5的最底部，使得在不需要通电的情况下即可在当前井5井底产生磁场，并且有效的简化装置的结构。
2.在邻井9内放置磁场强度测量仪7，磁场强度测量仪7可感应并检测处来自永磁环2的磁场强度，磁场强度测量仪7上连接有线缆8，线缆8的另一端连接在数据处理中心10上；磁场强度测量仪7检测到的磁场强度，通过线缆8传入数据处理中心10，数据处理中心10根据磁场的强度，计算出当前井5和邻井9之间的最短距离，从而可有效并及时的避免井眼轨迹交碰的风险。
3.磁场强度测量仪7将数据传输至数据处理中心10，数据处理中心10按预置计算方法进行计算，可以有效减小因计算产生的错误。
附图说明
图1为本体的结构示意图；
图2为用于说明本实用新型一个实施例的结构示意图；
图3为钻井过程中，防碰短节及磁感应强度测量仪的工作示意图；
图4为两井距离最小的点；
图中，1为钻头、2为永磁环、3为本体、4为动力钻具、5为当前井、6为上部钻具、7为磁场强度测量仪、8为线缆、9为邻井、10为数据处理中心、11为短节公扣、12为环形凹槽、13为短节母扣。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
参考图1所示一种丛式井井眼防碰撞短节，所述短节包括本体3和永磁环2，永磁环2 可以持续不间断的产生磁场，为了使永磁环2能稳定的发挥产生磁场的功能，因此，在本体 3上设置多个环形凹槽12，每个环形凹槽12的尺寸完全一致，并且，环形凹槽12与永磁环2深度、厚度和宽度上的尺寸相同，并且，为了方便安装和后期的维护，两者之间为间隙配合，为了保证磁场的强度，本体3上一共有三个环形凹槽12，且每个环形凹槽12上均设置一个永磁环2。
参考图2所示的一种预防丛式井井眼防碰撞，***包括防碰短节、磁强度测量装置和数据处理中心10三个部分，其中丛式井井眼防碰撞短节安置在当前井5内，本体3的一端设有短节公扣11，另一端设有短节母扣13，短节公扣11与井下动力钻具4配合，配合方式为螺纹配合，动力钻具4顶部安装有上部钻具，短节母扣13配合连接钻头1；磁强度测量装置放置在邻井9中，且包括磁场强度测量仪7，磁场强度测量仪7的上部连接有线缆8，线缆8的另一端连接在数据处理中心10上，磁场强度测量仪7可实时检测来自永磁环2的磁场强度，并将强度数据传输至数据处理中心10，工作人员需要提前向数据处理中心10输入的当前井5和邻井9的相关数据，包括当前井5的斜度、直径、邻井9的直径等，数据处理中心10再根据内置算法，计算出两个井当前的最短距离，以及将在什么位置发生碰撞。
参考图3、4所示的一种预防丛式井井眼防碰撞，包括磁场强度变化确定井间最近距离的测量、根据磁场强度计算两井最近距离以及井眼防交碰；
磁场强度变化确定井间最近距离的测量包括以下步骤：
S11：先利用防碰扫描，计算正钻的当前井与邻井之间的最近距离，找到当前井和邻井最
近距离点的垂深；
S12：在当前井下入该防碰短节到指定垂深；
S13：在邻井中下入磁感应强度测量仪，到指定垂深，记录磁感应强度测量仪的读数，记
为：a；
S14：邻井在当前井井深的基础上，上提线缆2m通过磁感应强度测量仪测得磁感应强度的大小，记为：b；
S15：再将线缆下放2m测得磁感应强度，记为：c；
S16：对比a、b、c三个值的大小，如果a>b且a>c,说明该位置就是两口井距离最近处，否则，在a、b、c三个值中选取一个最大值，在该位置基础上，上提下放各2米测得磁场强度，直到找到中间数据大，两头数据小的点，该点就是两井距离最小的点
所述根据磁场强度计算两井最近距离包括：
在防碰短节永磁环上建立空间坐标系：防碰短节在均匀磁化的情况磁场的各分量的表达式为(式1)：
式中Hax、Hay、Haz为测量点P的空间的三个相互垂直的分量，r为空间任意测点p到微元Q之间的距离，Mx、My、Mz为磁化强度在空间坐标中的分量，u0为地层的磁导率，u为磁体体积变量。
假设永磁环的总长度为2h，横截面积s，磁截面的微元为Q(0,η,0),当永磁体磁化方向沿着Y轴是，mx和mz都是0通过推导上述1式，得到P点的磁感应强度各分量为(式2)：
在邻井中下入磁测量设备，可得到磁感应强度的分量值(H1，H2，H3)与式2中的各分量一一对应，根据式2可以得出：
将式3带入式2可以得到：
把H当作一个变量，其他的参数为已知量，建立H、x、y之间关系的数据库和变化规律，再通过实测值在数据库中找到H，就得到对应的x,y，最后根据空间距离计算公式得到，在该测量数据下，两井之间的位置关系。
井眼交碰预警方法：井眼分离系数概念：先求出井眼轨迹中目标点与邻井参考点的误差椭球方程，将两个误差椭球的最大主轴长度作为球径，以各点为球心作出一个球体，两点之间的距离与两球半径之和的比值定义为井眼分离系数。传统分离系数的计算公式：
r1,r2分别为目标点和参考点的井眼半径；
R1,R2为目标点和参考点的误差椭球的最大长半轴；
国际上通用的防碰规则(如表1)：根据上述方法得到两井距离最小的点，根据上述方法得到两井最近距离，再根据误差分析解误差椭球方程得两井误差椭球最大长半轴，根据上述井眼分离系数公式计算分离系数，根据计算结果来预警。
表1国际上通用的防碰规则
| 分离系数(SF) | 交碰风险 | 措施 |
| 1.5≤SF≤5.0 | 警戒 | 仔细检测邻井的靠近情况 |
| 1.0≤SF＜1.5 | 较小风险 | 到了可以安全钻进的下限，同时做好防碰工作 |
| SF≤1.0 | 重大风险 | 直到风险消除，否则不能继续钻进 |
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本邻域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本邻域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (1)
1.一种丛式井井眼防碰撞***，其特征在于：所述防碰撞短节包括本体（3）和永磁环（2），所述永磁环（2）安装在本体（3）上，所述本体（3）的一端设有短节公扣（11），另一端设有短节母扣（13）；所述本体（3）上设有多个环形凹槽（12），环形凹槽（12）与永磁环（2）的深度、厚度和宽度均相等，每个环形凹槽（12）内均套设有永磁环（2）；还包括防碰撞短节、磁强度测量装置和数据处理中心（10），所述磁强度测量装置包括磁场强度测量仪（7），所述磁场强度测量仪（7）通过线缆（8）连接在数据处理中心（10）上，所述防碰撞短节放置于当前井（5）内，所述磁强度测量装置放置于邻井（9）内，所述当前井（5）和邻井（9）之间的距离通过数据处理中心（10）计算得出。
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Cited By (2)
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2019
- 2019-09-10 CN CN201921502134.8U patent/CN211038622U/zh not_active Expired - Fee Related
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