[发明专利]用于测量定向钻井钻具的外角差的测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种外角差测量设备，尤其涉及一种用于测量定向钻井钻具的外角差的测量设备，属于定向钻井钻具外角差测量技术领域。

背景技术

定向钻井技术是目前最先进的钻井技术之一。该技术主要通过定向钻井钻具、测量设备和工艺技术相配合，从而实现井眼轨迹的有效控制，进而使得钻头沿预设轨道钻达井底预定目标。

其中，测量设备主要用于测量定向钻井钻具的外角差，通过对外角差进行测量从而保证定向钻井钻具中工作面的摆放，进而对井眼轨迹进行控制。具体的，定向钻井钻具包括：由上至下依次连接的随钻测量(Measure While Drilling，简称MWD)短节、无磁钻铤和动力钻具，而随钻测量短节上预设的定向键与动力钻具上形成的高边线之间的角度差即为所需测量的角度差。

目前，常见的测量设备，其通常是在随钻测量短节上和动力钻具上分别安装定位器和测量器，然后利用定位器上设置的第一基准点与随钻测量短节上的定向键人工进行定位，然后再通过人工的方式在测量器上将第二基准点与定位器上的第一基准点进行对准（即在测量器上找到与随钻测量短节上的定向键位置相对应的基准点），最后将测量器上对准后的第二基准点到动力钻具上形成的高边线之间的角度进行测量，即可得出外角差的数值。

由于常见的测量设备在使用时，其测量器上的第二基准点通常是通过人工目测进行定位的，其会造成一定的人为误差。尤其是当定向钻井钻具整体长度过长（有时第一基准点到第二基准点之间的距离超过20米），以及受自然光线的影响；都会使得人工目测存在较大误差，从而影响外角差测量的精度，并最终影响到定向钻井中井眼轨迹的控制。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于测量定向钻井钻具的外角差的测量设备，其可有效地提高外角差的测量精度。

本发明提供的一种用于测量定向钻井钻具的外角差的测量设备，包括：

用于套接在所述定向钻井钻具中的随钻测量短节上的第一固定装置，所述第一固定装置沿轴向的下端面处设置有用于垂直向下发射定位信号的发射器；

和用于套接在所述定位钻井钻具中的动力钻具上的第二固定装置，所述第二固定装置沿轴向的上端面处设置有用于接收所述定位信号的接收器，所述第二固定装置上绕轴线形成有角度刻度。

可选的，所述第一固定装置包括具有第一开口的第一圆环，以及用于锁紧所述第一开口的第一锁紧机构。

可选的，所述第一锁紧机构为锁紧螺栓。

可选的，所述第二固定装置包括具有第二开口的第二圆环，以及用于锁紧所述第二开口的第二锁紧机构，所述角度刻度形成于所述第二圆环上。

可选的，所述第二锁紧机构为锁紧螺栓。

可选的，所述第二圆环沿轴向的上端面和/或下端面形成有卡槽，所述卡槽内卡接有与所述卡槽滑动配合连接的拨针。

可选的，所述角度刻度包括零刻度；

所述第二圆环的一侧由所述零刻度至所述第二开口之间形成的第一刻度区间；

以及所述第二圆环的另一侧由所述零刻度至所述第二开口之间形成的第二刻度区间；

其中，所述接收器位于所述零刻度处。

可选的，所述发射器为红外线发射器，所述接收器为红外线感应报警器。

与现有技术相比，本发明提供的用于测量定向钻井钻具的外角差的测量设备，其通过安装在随钻测量短节上的发射器沿垂直向下的方向发射一定位信号，然后通过动力钻具上的接收器对该定位信号进行接收，从而较为精准的在动力钻具上确定随钻测量短节上定向键的相应位置，进而可有效地减少人工目测所带来的误差，并最终有效地提高外角差的测量精度。

同时，通过利用发射器和接收器进行定向键在动力钻具上相应的位置，抗人为或自然因素的干扰性更好，使其定位精度以及使用范围都有所增加。

在进一步的技术方案中，第一固定装置采用具有第一开口的第一圆环，并通过第一锁紧机构用于将第一开口进行锁紧，其结构简单，便于安装，并且第一圆环与随钻测量短节安装的稳定性更高，从而进一步保证发射器的安装精度，进而有效提高外角差的测量精度。

在进一步的技术方案中，第二固定装置采用具有第二开口的第二圆环，并通过第二锁紧机构用于将第二开口进行锁紧，其结构简单，便于安装，并且第二圆环与动力钻具安装的稳定性更高，从而进一步保证接收器的安装精度，进而有效提高外角差的测量精度。