基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统
阅读：315发布：2020-05-11
专利汇可以提供基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种基于 电磁感应 的 套管 外铠装光缆定向系统，金属套管外布设特殊铠装光缆；特殊铠装光缆采用连续金属细管和外包的绝缘材料细管封装光纤；在井口处给连续金属细管加载交流电；井口地面 测井 车通过铠装测井 电缆 控制井下三分量电磁感应探测仪器；井下三分量电磁感应探测仪器包括 陀螺仪 、三分量感应 磁场 传感器 。本实用新型采用对连续金属细管上加载交流电使其产生交变感应磁场，通过陀螺仪和三分量感应磁场传感器探测沿特殊铠装光缆分布的感应磁场，从而确定金属套管外铠装光缆沿套管延伸的具体深度 位置 和地理方位，以保证在直井、斜井和 水 平井的金属套管外侧安装的永久性特殊铠装光缆不会在射孔时被射孔弹射断。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统专利的具体信息内容。
1.基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统，其特征在于，包括特殊铠装光缆(1)、井口地面测井车(2)、金属套管(3)、井下三分量电磁感应探测仪器(7)；
所述的特殊铠装光缆(1)内的导电金属细管(4)连接井口交流电的供电装置(6)，特殊铠装光缆(1)布设在金属套管(3)外壁上；
所述的井下三分量电磁感应探测仪器(7)通过铠装测井电缆(8)与井口地面测井车(2)连接，井口地面测井车(2)通过铠装测井电缆(8)控制井下三分量电磁感应探测仪器(7)及其在井中的深度位置；
所述的井下三分量电磁感应探测仪器(7)包括采用无磁性金属或复合材料制造的耐高温耐高压外壳，内部包括陀螺仪(11)、三分量感应磁场传感器(12)、放大及模数转换模块(13)、数据存储模块(14)和数据遥传模块(15)，陀螺仪(11)固定在三分量感应磁场传感器(12)的上方。
2.根据权利要求1所述的基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统，其特征在于，所述的特殊铠装光缆(1)还包括单模或多模或特种光纤(9)、导电金属细管(4)和绝缘材料细管(5)；所述的导电金属细管(4)在井口与交流电的供电装置(6)相连接，并在作业时在其上加载有井口供电装置(6)提供的交流电，所述的单模或多模或特种光纤(9)封装在导电金属细管(4)内，所述的绝缘材料细管(5)包裹在导电金属细管(4)外。
3.根据权利要求1所述的基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统，其特征在于，还包括环形金属卡子(20)，所述的环形金属卡子(20)安装固定在金属套管(3)靴处，保护特殊铠装光缆(1)在下套管过程中不被损坏。
4.根据权利要求1所述的基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统，其特征在于，所述的三分量感应磁场传感器(12)为三个相互正交的感应线圈式磁场传感器，或者为三个相互正交的磁通门式感应磁场传感器，或者是三个相互正交的光纤感应磁场传感器。
基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于测井技术领域，具体涉及一种基于电磁感应的套管外铠装光缆定向系统。
背景技术
[0002] 光纤传感技术始于1977年，伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，光纤传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。世界上已有光纤传感技术上百种，诸如温度、压力、流量、位移、振动、转动、弯曲、液位、速度、加速度、声场、电流、电压、磁场及辐射等物理量都实现了不同性能的传感。
[0003] 井下光纤传感系统可以用于井下进行压力、温度、噪声、振动、声波、地震波、流量、组分分析、电场和磁场的测量。该系统以全铠装光缆结构为基础，传感器和连接及数据传输缆都用光纤制成。目前有多种井下铠装光缆的布设方法，比如安放在井下控制管线内、投放到连续油管内、直接集成到复合材料制成的连续油管管壁中、捆绑固定在油管外侧、投放在套管内和捆绑在套管外并用固井水泥进行永久性固定等布设方法。
[0004] 当铠装光缆捆绑固定在垂直井、斜井或水平井的套管外侧并用固井水泥永久性固定后，如果要在储层段进行射孔作业，则需要探测铠装光缆在套管外的不同深度位置的具体地理方位，在射孔时采用定向射孔技术，在射孔段避开套管外的铠装光缆。
[0005] 英国Silixa公司利用声学原理，在铠装光缆旁边安放一个由电池驱动的声音发生器，在电池的驱动下定时发出声音信号，然后将铠装光缆的首端连接到放置在井口的分布式光纤声波传感(DAS)调制解调仪器上，通过测量沿井下铠装光缆分布的声波信号，通过计算井下声音发生器在井下的深度位置和地理方位，可以基本上确定安放在井下声音发生器旁边的铠装光缆在井下的具体深度位置和地理方位。
[0006] 虽然Silixa公司利用井下声音发生器能够基本上确定井下铠装光缆在声音发生器安装点的具体深度位置和地理方位，但是有以下几点缺点：(1)井下声音发生器里面的电池容量有限，只能连续工作30天左右，一旦电池的电能耗尽，井下声音发生器将立即停止工作。因为井下声音发生器与铠装光缆同时被固井水泥永久性的固定在了套管外，无法给声音发生器进行充电或更换电池，井下声音发生器将永久性失效。一旦因为井下固井或完井作业超过30天，则无法利用井下声音发生器来测定套管外铠装光缆的具体深度位置和地理方位；(2)井下声音发生器成本较高，如果沿铠装光缆布设密集的声音发生器，则会造成井下装备成本太高； (3)如果沿铠装光缆布设的声音发生器太少，虽然可以降低井下装备的总体成本，但是对每两个井下声音发生器之间的铠装光缆的定位和定向将会出现较大的误差或无法定位定向。
[0007] 中国发明专利申请“套管外铠装光缆定位定向系统及其数据采集方法” (201910618067.4)提供一种套管外铠装光缆定位定向系统及其数据采集方法，金属套管外布设特殊铠装光缆；所述的特殊铠装光缆外部设有永磁体；井下磁性探测仪器通过铠装测井电缆与井口地面测井车连接，井口地面测井车通过铠装测井电缆控制井下磁性探测仪器；井下磁性探测仪器包括陀螺仪、三分量磁场传感器。本发明采用带有永磁体的特殊铠装光缆，在金属套管内使用陀螺仪和三分量磁场传感器探测永磁体具体深度位置和地理方位，从而确定铠装光缆沿套管延伸的具体深度位置和地理方位，以保证在直井、斜井和水平井的套管外侧安装的永久性特殊铠装光缆不会在射孔时被射孔弹射断。此方法虽然简单易行，但是如果在安装井下套管和铠装光缆的过程中，不小心造成了永磁体和铠装光缆的分离，或者永磁材料在井下的高温高压环境下发生了退磁现象，会造成井下磁力探测仪器无法准确的探测套管外铠装光缆的位置和地理方位。实用新型内容
[0008] 为了保证在直井、斜井和水平井的套管外侧安装的永久性铠装光缆不会在射孔时被射孔弹射断，需要在实施定向射孔前事先测量好套管外铠装光缆的具体深度位置和地理方位，为定向射孔作业提供避射井段铠装光缆的具体深度和地理方位数据。鉴于现有的利用铠装光缆旁边安置声音发生器或永久性磁性材料来探测套管外铠装光缆位置和地理方位的缺点，需要一种低成本、长周期、高精度、高可靠性探测套管外铠装光缆的具体深度位置和地理方位的方法和技术。本实用新型提出了采用导电金属细管和外套的绝缘材料细管来封装单模或多模或特种光纤来制作铠装光缆，通过安放在井口的交流电源给封装光纤的导电金属细管加载交流电(I)，根据电磁感应原理，沿封装光纤的导电金属细管流动的交流电(I)，会使其产生沿铠装光缆分布的电磁感应磁场(B)，通过在金属套管内使用陀螺仪和三分量感应磁场传感器探测沿特殊铠装光缆分布的感应磁场(B)，即可以探测确定套管外永久布设的特殊铠装光缆沿套管延伸的具体深度位置和地理方位。
[0009] 通电的直导体周围的磁场由导体向外呈同心圆状分布，且越远离导体强度越弱，具体公式为B＝μI/(2πr)(无限长直导体)(μ真空磁导率，μ＝4π*10-7T·m/A，I为沿导体传导的电流，r为待测点与导体的距离)。磁场的强弱与电流的大小有关；电流越大，产生的磁场越强，磁场的方向则取决于电流的方向，一般用右手定则(也称安倍定则、右手螺旋定则、安培右手定则)辨别通电导线的电流方向及其产生的磁场方向。
[0010] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用导电金属细管和外包的绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤来制作铠装光缆，在给铠装光缆内的导电金属细管加载交流电源(I)时，通过在金属套管内使用陀螺仪和三分量感应磁场传感器探测沿特殊铠装光缆分布的感应磁场(B)，从而确定套管外永久布设的铠装光缆沿套管延伸到不同深度位置的地理方位的定向系统和方法。
[0011] 为实现上述目的，本实用新型提供一种套管外铠装光缆定向系统，包括金属套管、井口地面测井车、井口安放的交流电供电装置、井下三分量电磁感应探测仪器；金属套管外布设特殊铠装光缆；所述的特殊铠装光缆采用导电金属细管和外包绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤。
[0012] 所述的井下三分量电磁感应探测仪器通过铠装测井电缆与井口地面测井车连接，井口地面测井车通过铠装测井电缆控制井下磁性探测仪器的数据采集作业、仪器的下井与提升；地面井口附近同时安放给铠装光缆内的导电金属细管加载交流电源的供电装置；所述的井下三分量电磁感应探测仪器包括采用无磁性金属或复合材料制造的耐高温耐高压外壳，内部包括陀螺仪、三分量感应磁场传感器、低频信号放大及模数转换模块、数据存储模块和数据遥传模块，陀螺仪固定在三分量感应磁场传感器上方。
[0013] 所述陀螺仪可以为机械陀螺仪，或者是电子陀螺仪，或者是光纤陀螺仪。
[0015] 放大及模数转换模块、数据存储模块和数据遥传模块，分别对陀螺仪和三分量感应磁场传感器信号进行放大、模数转换、存储和数据遥传，井下三分量电磁感应探测仪器在作业时同步向地面测井车里面的控制和记录计算机系统实时传输仪器采集的陀螺仪三分量姿态数据和三分量磁场数据。
[0017] 所述的特殊铠装光缆系采用导电金属细管和外包绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤来制作的特殊铠装光缆。
[0018] 采用导电金属细管和外包绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤来制作的特殊铠装光缆，在地面井口附近给铠装光缆内的导电金属细管加载交流电源I时，可以使铠装光缆变成一条其上有交流电感应磁场B分布标志的特殊铠装光缆。
[0019] 还包括环形金属卡子，所述的环形金属卡子安装固定在两根金属套管相连接的金属套管靴处，保护特殊铠装光缆在下套管和固井作业时不会移动和/或被损坏。
[0020] 该套管外铠装光缆定向系统的数据采集方法，包括以下步骤：
[0021] (a)把金属套管和特殊铠装光缆同步缓慢的下入完钻的井孔里；
[0022] (b)、在井口把所述的环形金属卡子安装在两根金属套管的连接处，固定并保护特殊铠装光缆(1)在下套管过程中不会移动和/或被损坏；
[0024] (d)先在井口对井下三分量电磁感应探测仪器里面的陀螺仪进行标定，然后将井下三分量电磁感应探测仪器从金属套管轴心线处缓慢的下放到井底；
[0025] (e)将特殊铠装光缆内封装光纤的导电金属细管在井口处连接到可对其加载交流电的供电装置上并开始持续不断地向导电金属细管进行交流电I的供电；
[0026] (f)井口地面测井车发出指令启动井下三分量电磁感应探测仪器开始采集陀螺仪的三分量姿态数据和三分量感应磁场传感器的三分量感应磁场B数据，同时缓慢的将井下三分量电磁感应探测仪器向上提升；陀螺仪和三分量感应磁场传感器沿着金属套管内壁连续测量三分量感应磁场传感器的实时姿态和金属套管周围一定范围内的感应磁场强度B的变化；测量完成全井段或计划射孔段金属套管附近的磁场分布后，将井下三分量电磁感应探测仪器提出井口；
[0027] (g)对三分量感应磁场传感器测量的感应磁场B进行场强矢量合成处理，其最强感应磁场的场强矢量指示的方向就是金属套管外侧特殊铠装光缆的地理方位；铠装测井电缆在井下的长度就是特殊铠装光缆的测量深度。
[0028] 把三分量感应磁场传感器沿金属套管内壁测量到的最强感应磁场的场强矢量投影到与井下测量深度相对应的陀螺仪的井轨迹上去，即可以绘制出套管外特殊铠装光缆在井下的不同深度位置的地理方位。
[0029] 由于井下金属套管自身在地磁场中产生的磁性在套管内外表面之间(钢质套管的钢材内) 基本上是呈圆环形均匀分布的。由于钢质套管即金属套管外侧安装了特殊铠装光缆，特殊铠装光缆为一根采用导电金属细管和外包绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤来制作的特殊铠装光缆，当通过安放在井口附近的交流供电装置给特殊铠装光缆内的导电金属细管加载交流电I时，沿导电金属细管传导的交变电流会在连续的金属细管周围产生垂直于交变电流传导方向的电磁感应磁场B，在一定强度的交变电流I作用下，导电金属细管周围产生的电磁感应磁场会远远大于普通钢质套管的磁性，此时钢质套管周围的磁性将不再基本上呈圆环形均匀分布了。在套管外侧固定了特殊铠装光缆的位置附近就会出现很强感应磁场B异常。
[0030] 通电的直导体周围的磁场由导体向外呈同心圆状分布，且越远离导体强度越弱，具体公式为B＝μI/(2πr)(无限长直导体)(μ真空磁导率，μ＝4π*10-7T·m/A，I为沿导体传导的电流，r为待测点与导体的距离)。磁场的强弱与电流I的大小有关；电流越大，产生的磁场越强，磁场的方向则取决于电流I的方向，一般用右手定则(也称安倍定则、右手螺旋定则、安培右手定则)辨别通电导线的电流I方向及其产生的感应磁场B方向。
[0031] 井下三分量感应磁场探测仪器的上下方都安装了扶正器，保证井下三分量感应磁场探测仪器在作业时一直处于套管的中心位置。井下三分量感应磁场探测仪器里面的陀螺仪和三分量感应磁场传感器沿着套管内壁连续测量套管周围一定范围内的感应磁场强度B的变化。对三分量感应磁场传感器测量的感应磁场B进行场强矢量合成处理，其最强场强矢量指示的方向就是套管外侧固定的采用导电金属细管和外包绝缘材料细管封装光纤的特殊铠装光缆在所测深度位置的地理方位。井下三分量感应磁场探测仪器的三分量感应磁场传感器上方固定有陀螺仪，把三分量感应磁场传感器沿井筒套管内壁测量到的最强感应磁场B的场强矢量投影到与三分量感应磁场传感器在井下测量时的位置(深度)相对应的井下陀螺仪沿井筒的轨迹上去，即可以绘制出套管外特殊铠装光缆在井下的不同深度位置的地理方位。
[0032] 本实用新型提供的套管外铠装光缆定向系统及其数据采集方法，为低成本、高精度、高可靠性探测套管外铠装光缆的具体深度位置和地理方位的方法和技术。本实用新型提出了采用导电金属细管和外包的绝缘材料细管封装单模或多模或特种光纤来制作铠装光缆，通过安放在井口附近的交流供电装置给特殊铠装光缆内的导电金属细管加载交流电I，使其产生沿特殊铠装光缆连续分布的感应磁场B，通过在金属套管内使用陀螺仪和三分量感应磁场传感器探测沿特殊铠装光缆分布的感应磁场B，即可确定套管外永久布设的特殊铠装光缆沿套管延伸的具体深度位置和地理方位。在定向射孔前事先测量出的套管外铠装光缆的具体深度位置和地理方位，可以为定向射孔作业提供避射井段铠装光缆的具体深度和地理方位数据，以保证在直井、斜井和水平井的套管外侧安装的永久性铠装光缆后不会在射孔时被射孔弹射断。附图说明
[0033] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0034] 图2是本实用新型的井下三分量电磁感应探测仪器的结构示意图。
[0035] 图3是本实用新型的特殊铠装光缆的套管外安装示意图。
[0036] 图4是本实用新型的特殊铠装光缆的结构示意图。
[0037] 图5a是长金属细管上加载交流电后的交变感应磁场分布的立体示意图。
[0038] 图5b是长金属细管上加载交流电后的交变感应磁场分布的俯视示意图。
[0039] 图5c是长金属细管上加载交流电后的交变感应磁场分布的截面示意图。
具体实施方式
[0040] 下面结合附图详细说明本实用新型的实施方式，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已，同时通过说明本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。
[0041] 本实用新型的一种基于电磁感应原理的套管外铠装光缆定向系统的具体实施方式，如下所示：
[0042] 实施例1
[0043] 如图1到图4，套管外铠装光缆定向系统，包括金属套管3外布设的特殊铠装光缆1、井口地面测井车2、井下三分量电磁感应探测仪器7、连接井下三分量电磁感应探测仪器7的铠装测井电缆8；特殊铠装光缆1由导电金属细管4和外包的绝缘材料细管5封装的单模或多模或特种光纤9构成；在特殊铠装光缆1中的导电金属细管4上加载交流电的供电装置6；特殊铠装光缆1在金属套管3外布设；井下三分量电磁感应探测仪器7采用无磁性金属或复合材料制造的耐高温耐高压外壳，里面安装有陀螺仪11、三分量感应磁场传感器12，还有对陀螺仪11和三分量感应磁场传感器12信号进行放大及模数转换的多通道模块13、数据存储模块14、数据遥传模块15；陀螺仪11固定在三分量感应磁场传感器12上方；井下三分量电磁感应探测仪器7通过铠装测井电缆8与井口地面测井车2连接，井口地面测井车2上的铠装测井电缆8控制井下三分量电磁感应探测仪器7的作业及其在井中的深度位置。
[0044] 套管外铠装光缆定向系统，还包括环形金属卡子20，环形金属卡子20安装固定在金属套管3靴处，保护特殊铠装光缆1在下套管过程中不移动和/或被损坏。
[0045] 为了适应井下高温高压的恶劣环境，井下布设的光缆大都采用了不同材质和不同结构的铠装，其目的是增强下井光纤的耐高温、耐高压、抗拉伸、抗挤压和抗冲击能力，保证其在井下作业时的完整性和通畅性。其中一种比较常用的铠装技术就是把单根或数根耐高温的单模或多模或特种光纤放置到密封的细小不锈钢管里面保护起来。根据井下压力的大小和井下作业过程中的外力强度，有时会在安放有单根或数根耐高温光纤的细小不锈钢管外面套上一层或数层稍大直径的不锈钢管，甚至在数层不锈钢管外面再缠绕上一层或数层铠装钢丝以增强铠装光缆的抗压和抗冲击能力。
[0046] 实施例提出了采用导电金属细管4和外包的绝缘材料细管5封装的单模或多模或特种光纤9来制作特殊铠装光缆1，在特殊铠装光缆1中的导电金属细管4上加载交流电I使其产生沿特殊铠装光缆1连续分布的感应磁场B。在金属套管3内使用安装有陀螺仪11和三分量感应磁场传感器12的井下三分量电磁感应探测仪器7，通过测量沿特殊铠装光缆分布的感应磁场B，从而确定金属套管3外永久布设的特殊铠装光缆1沿金属套管3延伸的具体深度位置和地理方位。
[0047] 通过铠装测井电缆8连接井口地面测井车2和井下三分量电磁感应探测仪器7。作业时在井口处给特殊铠装光缆1中的导电金属细管4上加载交流电I，井下三分量电磁感应探测仪器7同步向井口地面测井车2里面的控制和记录计算机系统实时传输仪器采集的三分量陀螺仪数据和三分量感应磁场B数据。
[0048] 所述陀螺仪11可以为机械陀螺仪，或者是电子陀螺仪，或者是光纤陀螺仪。
[0049] 所述三分量磁场传感器12可以是三个相互正交的感应线圈式磁场传感器，或者是三个相互正交的磁通门式感应磁场传感器，或者是三个相互正交的光纤感应磁场传感器。
[0050] 由于井下金属套管3的磁性在套管内外表面之间(钢质套管的钢材内)基本上是呈圆环形均匀分布的。由于钢质套管即金属套管3外侧安装了特殊铠装光缆1，特殊铠装光缆1为一根采用导电金属细管4和外包绝缘材料细管5封装的单模或多模或特种光纤来制作的特殊铠装光缆1，当通过安放在井口附近的交流供电装置6给特殊铠装光缆1内的导电金属细管4 加载交流电I时，沿导电金属细管4传导的交变电流会在导电金属细管4周围产生垂直于交变电流传导方向的电磁感应磁场B，在一定强度的交变电流作用下，导电金属细管4周围产生的电磁感应磁场B会远远大于普通钢质套管3的磁性，此时钢质套管3周围的磁性将不再基本上呈圆环形均匀分布了。在套管外侧固定了特殊铠装光缆1的位置就会出现很强感应磁场异常B。
[0051] 通电的直导体周围的磁场由导体向外呈同心圆状分布，且越远离导体强度越弱，具体公式为B＝μI/(2πr)(无限长直导体)(μ真空磁导率，μ＝4π*10-7T·m/A，I为沿导体传导的电流，r为待测点与导体的距离)。磁场的强弱与电流I的大小有关；电流I越大，产生的磁场B越强，磁场B的方向则取决于电流I的方向，一般用右手定则(也称安倍定则、右手螺旋定则、安培右手定则)辨别通电导线的电流I方向及其产生的感应磁场B方向，如图5a、图5b和图5c。
[0052] 井下三分量电磁感应探测仪器7的上下方都安装了扶正器，保证井下三分量电磁感应探测仪器7在作业时一直处于套管的中心位置。井下三分量电磁感应探测仪器7里面的陀螺仪 11和三分量感应磁场传感器12沿着套管内壁连续测量三分量感应磁场传感器12的实时姿态和金属套管3周围一定范围内的感应磁场强度B的变化。对三分量感应磁场传感器12测量的感应磁场B进行场强矢量合成处理，其最强场强矢量指示的方向就是金属套管3外侧固定的安装了特殊铠装光缆1的地理方位。此时铠装测井电缆8在井下的长度即是特殊铠装光缆 1的测量深度。井下三分量电磁感应探测仪器7的三分量感应磁场传感器12上方固定有陀螺仪11，把三分量感应磁场传感器12沿井筒套管内壁测量到的最强感应磁场B的场强矢量投影到与三分量感应磁场传感器12在井下测量时的位置即深度相对应的井下陀螺仪11沿井筒的轨迹上去，即可以绘制出金属套管3外特殊铠装光缆1在井下不同深度位置的地理方位。
[0053] 井下数百到数千米长的连续金属套管3是通过把几十到几百根长度在10米左右的金属套管连续下放到井孔里来实现的。每根长度在10米左右的金属套管底部有直径略大于金属套管 3的套管靴，用来把两根金属套管3的首尾固定在一起，同时保证上下两根金属套管3在对接点不会出现偏心或对不齐的现象。为了保护特殊铠装光缆1不会在和金属套管3同时下井的作业过程中被磨损坏或者在套管靴的部位被挤压断或撞断，在每根金属套管靴的位置上安装固定一个环形金属卡子20，用于保护金属套管3外穿过套管靴位置处的特殊铠装光缆1不移动和/或被损坏。
[0054] 当把特殊铠装光缆1布设到直井、斜井或水平井的金属套管3外侧并且用固井水泥把金属套管3与外侧的特殊铠装光缆1和地层永久固定在一起后，通过安放在井口附近的交流供电装置6给特殊铠装光缆1内的导电金属细管4加载交流电I以产生沿铠装光缆1连续分布的感应磁场B，在金属套管3内放入安装有陀螺仪11和三分量感应磁场传感器12的井下三分量电磁感应探测仪器7，通过测量沿特殊铠装光缆1分布的感应磁场B，从而确定金属套管3外永久布设的特殊铠装光缆1沿套管延伸的具体深度位置和地理方位。
[0055] 采用上述套管外特殊铠装光缆定向系统的数据采集方法，包括以下步骤：
[0056] a、采用连续金属细管4和外包的绝缘材料细管5封装单模或多模或特种光纤9来制作特殊铠装光缆1；
[0057] b、把固定在金属套管3外侧的特殊铠装光缆1和金属套管3同步同时缓慢的下入完钻的井孔里；
[0058] c、在井口把所述的环形金属卡子20安装在两根金属套管3的连接处，固定并保护特殊铠装光缆1在下套管过程中不会移动和/或被损坏；
[0059] d、用高压泵车从井底泵入水泥浆，使水泥浆从井底沿金属套管3外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，就把金属套管3、特殊铠装光缆1和地层永久性的固定在一起了；
[0060] e、将特殊铠装光缆1内封装光纤的导电金属细管4在井口处连接到可对其加载交流电I 的供电装置6上并开始持续不断地向导电金属细管4进行供电；
[0061] f、先在井口对将要放入井中的井下三分量电磁感应探测仪器7里面的陀螺仪11进行标定，然后将井下三分量电磁感应探测仪器7缓慢的下放到井底。在井下三分量电磁感应探测仪器7的上下方都安装扶正器，保证井下三分量电磁感应探测仪器7在作业时一直处于套管的中心位置；
[0062] g、从井口附近的地面测井车2发出指令启动井下磁性探测仪器7开始采集陀螺仪11的三分量姿态数据和三分量感应磁场传感器12的三分量感应磁场B数据，同时缓慢的将井下三分量电磁感应探测仪器7向上提动。井下三分量电磁感应探测仪器7里面的陀螺仪11和三分量感应磁场传感器12沿着套管内壁连续测量三分量感应磁场传感器12的实时姿态数据和金属套管3周围一定范围内的感应磁场强度B的变化。测量完成全井段或计划射孔段金属套管3附近的感应磁场B分布后，将井下三分量电磁感应探测仪器7提出井口；
[0063] h、对三分量感应磁场传感器12测量的三分量感应磁场B进行场强矢量合成处理，其最强感应磁场B的场强矢量指示的方向就是金属套管3外侧固定的特殊铠装光缆1的地理方位。此时铠装测井电缆8在井下的长度就是特殊铠装光缆1的测量深度。井下三分量电磁感应探测仪器7的三分量感应磁场传感器12上方固定有陀螺仪11，把三分量磁场传感器12沿井筒金属套管3内壁测量到的最强感应磁场B的场强矢量投影到与三分量感应磁场传感器12在井下测量时的位置深度相对应的井下陀螺仪11沿井筒的轨迹上去，即可以绘制出金属套管3 外特殊铠装光缆1在井下不同深度位置的地理方位。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
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