無線隨鑽自動定向系統的製作方法

2023-04-30 04:36:36

專利名稱：無線隨鑽自動定向系統的製作方法
技術領域：
本發明是涉及一種受控定向鑽探的無線隨鑽自動定向系統。
國內外定向鑽探中已有一些定向儀。這些定向儀是按隨鑽監測的數據，通過人工操作調整孔內造斜工具的方位。根據中國地質科學信息研究所檢索查新提供的報告，目前國內外還沒有自動調節孔內造斜工具方位的儀器和裝置。
該項發明的目的是在本發明者發明的「電流場型隨鑽監測儀」實用新型專利(90221655·4)的基礎上，為受控定向鑽探提供一種無線隨鑽自動定向系統，不但可以實現無線隨鑽監測，而且可以實現隨鑽自動定向。
本發明的結構原理見附圖
。其中1為原理框圖，2為結構原理圖。造斜工具1是檢測和控制對象，工具面向角傳感器2檢測造斜工具1的方位並調製發送機3輸出電脈衝的周期。輸出的電信號經鑽杆柱4和地層傳送到接收電極5並送入接收機6。信號經濾波、放大、整形後，由接收機6上面的顯示器顯示造斜工具的方位，同時信號被送入自動控制電路7。自動控制電路7控制電動機8的工作狀態，再通過調節器9，鑽杆柱4調節造斜工具1的面向角。
由附圖可以看出，由造斜工具1-工具面向角傳感器2-脈衝信號發送機3-鑽杆柱4-接收電極5-接收機6-自動控制電路7-電動機8-調節器9-鑽杆柱4-造斜工具1，構成閉環自動控制系統。
該發明是在《電流場型隨鑽監測儀》基礎上實現的。由2至6是電流場型無線隨鑽監測器，7至9是自動定向控制器，整個閉環自動定向系統不但可以實現無線隨鑽監測，而且可以實現隨鑽自動定向。
其具體結構和自動控制過程參看附圖之2。
脈衝信號發送機3發送的脈衝信號周期T由工具面向角傳感器2調製，當孔內造斜工具1處於設計方位(0°)時，T＝T0，不在設計方位時T＜T0或＞T0。脈衝信號不用電纜而通過鑽杆柱4和地層傳到地面。
自動控制電路7由脈衝周期鑑別電路10、正向開關11、反向開關12和保護電路13組成。
調節器6由齒輪14和蝸輪蝸杆減速器15組成。15中的蝸輪中間為六方孔套在六方立軸16上，立軸16通過卡盤17卡緊鑽杆柱4。調節器9由電動機8驅動，通過鑽杆柱4、正向或反向調節孔內鑽具的方位。
當孔內造斜工具1不在設計方位，如果脈衝信號周期T＜T0時，正向開關11導通，電動機8經調節器9和鑽杆柱4帶動造斜工具1作正向調節;T＞T0時反向開關12導通，電動機8經調節器9和鑽杆柱4帶動造斜工具1作反向調節;T＝T0時，調節器9靠蝸輪蝸杆的自鎖作用制動孔內鑽具，使造斜工具1維持在設計方位。
按本發明製成的無線隨鑽自動定向儀，結構簡單、性能可靠，經生產試驗證明，在頂角≥3°的鑽孔中，定向精度可達±3°。
權利要求
1.一種無線隨鑽自動定向系統，其特徵是採用電流場型電磁信號通道傳輸遙測信號的閉環自動控制系統。自動控制對象為孔內造斜工具1。該閉環自動控制系統是孔內造斜工具1-電流場型無線隨鑽監測器2至6-自動定向控制器7至9-鑽杆柱4-造斜工具1。
2.按權利要求1所述的無線隨鑽自動定向系統，其特徵是電流場型無線隨鑽監測器由工具面向角傳感器2、脈衝信號發送機3，鑽杆柱4、接收電極5和接收機6組成;自動定向控制器由自動控制電路7、電動機8和調節器9組成。
3.按權利要求2所述的自動定向控制器，其特徵是自動定向控制電路7由脈衝周期監別電路10、正向開關11、反向開關12和保護電路13組成。
4.按權利要求2所述的自動定向控制器，其特徵是調節器9由齒輪14和蝸輪蝸杆減速器15構成。
全文摘要
本發明是為受控定向鑽探提供一種無線隨鑽自動定向系統。它是在本發明者發明的「電流場型隨鑽監測儀」基礎上增加了自動定向控制器(包括自動控制電路、電動機和調節器)構成閉環自動定向系統。信號傳送採用電流場型電磁信號通道。調節器由齒輪和蝸輪蝸杆減速器組成；自動控制電路由脈衝周期鑑別、正向開關、反向開關及保護電路組成。受控定向鑽探使用該系統可以在無線隨鑽監測的基礎上進一步實現隨鑽自動定向。
文檔編號E21B44/00GK1063526SQ92101219
公開日1992年8月12日 申請日期1992年3月2日 優先權日1992年3月2日
發明者阮學謙 申請人:河北省地質礦產局