本发明涉及钻井技术领域，具体的，涉及一种适用于钻井防碰的主动磁测距装置及方法。

　　国内各油田进入后期斟探开发，调整井、开发井、地下井眼高密度分布，陆上及海上油田每年都有多口井发生钻穿邻井套管恶性工程事故，丛式井组钻井中，正钻井轨迹在已完成井套管网中穿行，虽然正钻井在设计剖面轨迹时已充分考虑了防碰及作业方法，但由于是被动磁测距方法和存在各种测量数据的误差，依然导致事故无法杜决，国外也没有更好的办法，因为所有防碰措施都是建立在采用最近距离法进行防碰数据扫描的数学模型上。

　　通常做法是采用输入实测数据由软件公式计算来进行防碰提示，但实际施工中是采用被动磁测距方法进行防碰，国内外常用随钻mwd磁测仪器对邻井套管磁场进行监测，然而由于套管柱自身磁场强度相对于大地磁场较弱，常用的随钻仪器探管可探测出的套管磁场半径小，属于被动测量井内套管磁场变化，通常被动测距可确定的套管磁场半径仅为2米，往往当发现磁场异常参数时已和防碰井套管非常近或已发生碰撞，钻井的碰撞事故往往是钻头挤磨套管，再有下部导向钻具组合中的稳定器，在旋转钻进时起稳方位作用的同时、稳定器也将套管及内在的油管打烂。

　　本发明提出一种适用于钻井防碰的主动磁测距装置及方法，解决了相关技术中的钻井安全防碰的问题。

　　磁场强度信号标志装置，所述磁场强度信号标志装置用于安装在邻井防碰井段套管上，所述磁场强度信号标志装置上具有磁性件，所述磁性件用于产生附加磁场；

　　磁通门传感器，所述磁通门传感器用于接收磁信号和将磁信号传输到所述分析计算装置。

　　内置孔，所述内置孔为多个，圆周设置在所述本体上，所述磁性件设置在所述内置孔内；

　　磁柱锁紧螺钉，所述磁柱锁紧螺钉设置在所述内置孔内，位于所述磁性件一端，用于与橡胶垫片共同作用固定所述磁性件；

　　锁定套管螺孔，所述锁定套管螺孔设置在所述导流槽上，所述锁定套管螺孔用于安装螺钉使所述本体与邻井防碰井段套管固定。

　　一种适用于钻井防碰的主动磁测距方法，利用以上任意一项所述的一种适用于钻井防碰的主动磁测距装置进行检测，包括以下步骤：

　　s1：与正钻井相邻的两个邻井，分别为第一邻井、第二邻井，所述第一邻井、所述第二邻井上的所述邻井防碰井段套管上均按照设计好的指定距离加装若干个所述磁场强度信号标志装置，所述磁场强度信号标志装置随所述邻井防碰井段套管下到防碰井段，产生附加磁场；

　　s3：所述正钻井钻头钻至第一测量位置时，停止钻井，启动所述随钻磁感应探测装置，探测并接收所述第二邻井上的第一个所述磁场强度信号标志装置发出的附加磁场信号；

　　s4：所述随钻磁感应探测装置通过钻井液压力脉冲信号，将接收到的磁场信号传到设置在地面的所述分析计算装置中，得到实测bxy，与该位置的标准bxy进行计算，得到△bxy异常值，再计算出磁异常占比，与设定好的磁异常值比进行比较；

　　s5：若大于标准磁异常比，则认定正钻井钻头与所述磁场强度信号标志装置之间的距离小于安全距离，存在碰撞风险，则调整正钻井钻头的方向，向安全位置钻井；

　　若小于标准磁异常比，则定义为未检测到所述磁场强度信号标志装置的附加磁场，认定正钻井钻头与所述磁场强度信号标志装置之间的距离大于安全距离，不存在碰撞风险，则不调整正钻井钻头的方向，继续钻井；

　　本实施例中，为了解决钻井安全防碰的问题，将被动磁测距改为主动磁测距，设置了磁场强度信号标志装置、随钻磁感应探测装置和分析计算装置，其中磁场强度信号标志装置使用时现场可快速固定在邻井防碰井段套管上，下入井眼内，磁场强度信号标志装置采用特定距离排列在邻井防碰井段套管上，磁场强度信号标志装置上具有磁性件，磁性件在井下可持续的发射出稳定的、强度的远大于套管本身原磁场强度的附加磁场。

　　随钻磁感应探测装置安装在正钻井钻头上部，随钻磁感应探测装置沿竖直方向位于正钻井钻头上方十几米的距离，一般为十七米，随钻磁感应探测装置可以选择正钻井mwd随钻仪器，加装磁场强度信号标志装置后，磁场强度变大，使mwd随钻仪器探测距离扩大到4m；利用正钻井mwd随钻仪器，在与防碰井相距4m时就能探测到附加磁场的磁场信号，将信号传输给地面上的分析计算装置，通过分析计算装置对磁信号进行计算与处理，确定磁信号的方向和距离，最终来指导正钻井钻头调整方向朝着安全防碰的方向钻进。

　　本方案提供了一种在距邻井套管4m时能提前探测到磁信号的主动磁测距防碰装置，增大了磁测距离，实现了变被动磁测距防碰为主动磁测距防碰，正是所需要解决的问题。主动磁测距是人为通过技术方法增加目标磁场强度增大磁探测距离，而被动磁测距只是测量原始目标磁场变化，磁测距离小，钻井过程中容易和邻井套管发生碰撞；国外主动磁测距技术防碰作业，正钻井须起出井下钻具，采用井口电缆下入专用磁测距装置，施工工序复杂、测量分析周期长，时效性差，作业成本高，不适于国内防碰井施工。

　　本方案中通过加装磁场强度信号标志装置，将探测原先薄弱的套管柱自身磁场强度，改变为探测扩大后的附加磁场强度，实现防碰井主动磁测距测量，解决了钻井过程中容易与邻井套管发生碰撞的难题，作业流程简单、可以随钻测量，节省了钻井时间，并且设备投入成本低，降低了钻井成本，防碰效果好、消除了井控安全风险，有很高的工业使用价值。

　　图中：1、磁场强度信号标志装置，101、磁性件，102、本体，103、导流槽，104、内置孔，105、磁柱锁紧螺钉，106、锁定套管螺孔，2、随钻磁感应探测装置，3、邻井防碰井段套管，4、正钻井钻头，5、分析计算装置。

　　下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

　　如图1～图4所示，本实施例提出了一种适用于钻井防碰的主动磁测距装置，其特征在于，包括，

　　磁场强度信号标志装置1，磁场强度信号标志装置1用于安装在邻井防碰井段套管3上，磁场强度信号标志装置1上具有磁性件101，磁性件101用于产生附加磁场；

　　本实施例中，为了解决钻井安全防碰的问题，将被动磁测距改为主动磁测距，设置了磁场强度信号标志装置1、随钻磁感应探测装置2和分析计算装置5，其中磁场强度信号标志装置1使用时现场可快速固定在邻井防碰井段套管3上，下入井眼内，磁场强度信号标志装置1采用特定距离排列在邻井防碰井段套管3上，磁场强度信号标志装置1上具有磁性件101，磁性件101在井下可持续的发射出稳定的、强度的远大于套管本身原磁场强度的附加磁场。

　　随钻磁感应探测装置2安装在正钻井钻头4上部，随钻磁感应探测装置2沿竖直方向位于正钻井钻头4上方十几米的距离，一般为十七米，随钻磁感应探测装置2可以选择正钻井mwd随钻仪器，加装磁场强度信号标志装置1后，磁场强度变大，使mwd随钻仪器探测距离扩大到4米；利用正钻井mwd随钻仪器，在与防碰井相距4米时就能探测到附加磁场的磁场信号，将信号传输给地面上的分析计算装置5，通过分析计算装置5对磁信号进行计算与处理，确定磁信号的方向和距离，最终来指导正钻井钻头4调整方向朝着安全防碰的方向钻进。

　　本方案提供了一种在距邻井套管4m时能提前探测到磁信号的主动磁测距防碰装置，增大了磁测距离，实现了变被动磁测距防碰为主动磁测距防碰，正是所需要解决的问题。主动磁测距是人为通过技术方法增加目标磁场强度增大磁探测距离，而被动磁测距只是测量原始目标磁场变化，磁测距离小，钻井过程中容易和邻井套管发生碰撞；国外主动磁测距技术防碰作业，正钻井须起出井下钻具，采用井口电缆下入专用磁测距装置，施工工序复杂、测量分析周期长，时效性差，作业成本高，不适于国内防碰井施工。

　　本方案中通过加装磁场强度信号标志装置1，将探测原先薄弱的套管柱自身磁场强度，改变为探测扩大后的附加磁场强度，实现防碰井主动磁测距测量，解决了钻井过程中容易与邻井套管发生碰撞的难题，作业流程简单、可以随钻测量，节省了钻井时间，并且设备投入成本低，降低了钻井成本，防碰效果好、消除了井控安全风险，有很高的工业使用价值。

　　进一步，随钻磁感应探测装置2包括，磁通门传感器，磁通门传感器用于接收磁信号和将磁信号传输到分析计算装置5。

　　本实施例中，随钻磁感应探测装置2上的磁通门传感器可以在井下接收到磁场强度信号标志装置1主动发射出的磁力线方向及磁场强度，通过钻井液泥浆介质上传到分析计算装置5。

　　本体102，本体102上设置有通孔，通孔用于套设在邻井防碰井段套管3上；

　　内置孔104，内置孔104为多个，圆周设置在本体102上，磁性件101设置在内置孔104内；

　　磁柱锁紧螺钉105，磁柱锁紧螺钉105设置在内置孔104内，位于磁性件101一端，用于与橡胶垫片共同作用固定磁性件101；

　　锁定套管螺孔106，锁定套管螺孔106设置在导流槽103上，锁定套管螺孔106用于安装螺钉使本体102与邻井防碰井段套管3固定。

　　本实施例中，为了便于设置安装磁场强度信号标志装置1以及将磁性件101安装在磁场强度信号标志装置1上，磁场强度信号标志装置1包括本体102、导流槽103、内置孔104、磁柱锁紧螺钉105和锁定套管螺孔106；本体102上设置有通孔，邻井防碰井段套管3穿过通孔，本体102就套设在邻井防碰井段套管3上了。为了下邻井防碰井段套管3的过程中能够顺利提供钻井液，本体102外侧有4道与轴线，还可满足固井顶替效率要求。

　　以通孔的圆心为圆心，本体102上圆周排列了8列直径为ф15mm的可安装磁性件101的内置孔104，磁性件101为圆柱形永磁铁，井下温度小于200℃时，磁源稳定不退磁，直径ф15mm磁柱磁通量大于500gs；内置孔104的一端车有丝扣，磁柱锁紧螺钉105和橡胶垫片共同作用，用于将磁性件101固定和封闭在内置孔104内；锁定套管螺孔106沿垂直于本体102圆截面的方向，设置在本体102上，螺栓从锁定套管螺孔106拧入，使邻井防碰井段套管3与本体102之间紧密结合，不发生位移。

　　为了减小磁场强度信号标志装置1的占地空间，一般会将锁定套管螺孔106设置在导流槽103上，螺栓拧紧后即便有凸起，也不会超出本体102外表面的高度。

　　本实施例中，因为磁性件101封闭的设置在本体102内，为了防止对磁性件101的磁场产生屏蔽影响，本体102采用高强度铝合金材料制成，可实现磁性件101的磁力线正常发射。

　　本实施例中，为了便于磁场强度信号标志装置1安装在邻井防碰井段套管3上后，邻井防碰井段套管3能够安全下入，在本体102两端设置有45°倒角，并且将锁定套管螺孔106设置在导流槽103上，并且本体102的外径与套管刚性扶正器相同，这样可以保障套管居中，有利于提高固井质量。

　　一种适用于钻井防碰的主动磁测距方法，利用以上任意一项的一种适用于钻井防碰的主动磁测距装置进行检测，其特征在于，包括以下步骤：

　　s1：与正钻井相邻的两个邻井，分别为第一邻井、第二邻井，第一邻井、第二邻井上的邻井防碰井段套管3上均按照设计好的指定距离加装若干个磁场强度信号标志装置1，磁场强度信号标志装置1随邻井防碰井段套管3下到防碰井段，产生附加磁场；

　　s3：正钻井钻头4钻至第一测量位置时，停止钻井，启动随钻磁感应探测装置2，探测并接收第二邻井上的第一个磁场强度信号标志装置1发出的附加磁场信号；

　　s4：随钻磁感应探测装置2通过钻井液压力脉冲信号，将接收到的磁场信号传到设置在地面的分析计算装置5中，得到实测bxy，与该位置的标准bxy进行计算，得到△bxy异常值，再计算出磁异常占比，与设定好的磁异常值比进行比较；

　　s5：若大于标准磁异常比，则认定正钻井钻头4与磁场强度信号标志装置1之间的距离小于安全距离，存在碰撞风险，则调整正钻井钻头4的方向，向安全位置钻井；

　　若小于标准磁异常比，则定义为未检测到磁场强度信号标志装置1的附加磁场，认定正钻井钻头4与磁场强度信号标志装置1之间的距离大于安全距离，不存在碰撞风险，则不调整正钻井钻头4的方向，继续钻井；

　　本实施例中，使用钻井防碰的主动磁测距装置达到正钻井钻头角度调整、实现防碰的步骤如下；

　　s1：在相邻的两个邻井，第一邻井、第二邻井的邻井防碰井段套管3上均设置了磁场强度信号标志装置1，第一邻井自井下200m开始，每50米设置一个磁场强度信号标志装置1；第二邻井自井下200m开始，每40米设置一个磁场强度信号标志装置1，邻井防碰井段套管3下入井内固井后，磁场强度信号标志装置1发射出稳定的附加磁场。

　　s2：将随钻磁感应探测装置2设置在正钻井钻头4上，随钻头的深入测量邻井防碰井段套管3上磁场强度信号标志装置1的磁场参数；

　　s3：井下的第一个测量位置，是第二邻井位于井下240m的位置，正钻井钻头4钻至该测量位置时，正钻井停止钻井，启动随钻磁感应探测装置2对该位置的磁场强度信号标志装置1进行磁场测量；

　　s4：随钻磁感应探测装置2通过钻井液压力脉冲信号，将接收到的磁场信号传到设置在地面的分析计算装置5中，得到实测bxy，与该位置的标准bxy进行计算，得到△bxy异常值，再计算出磁异常占比，与设定好的磁异常值比进行比较，设定好的磁异常值比为3％；

　　s5：若磁异常占比大于3％，则认定正钻井钻头4与磁场强度信号标志装置1之间的距离小于安全距离，存在碰撞风险，则调整正钻井钻头4的方向，向安全位置钻井；

　　若磁异常占比小于3％，则定义为未检测到磁场强度信号标志装置1的附加磁场，认定正钻井钻头4与磁场强度信号标志装置1之间的距离大于安全距离，不存在碰撞风险，则不调整正钻井钻头4的方向，继续钻井；

　　本实施例中，井下深度不同，标准bxy也不同，有时候会出现磁异常比大于3％，但是实际距离大于4m的情况，△bxy异常值＝实测bxy－标准bxy；磁异常比％＝100×△bxy异常/标准bxy。

　　以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。米博体育 米博官网米博体育 米博官网

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