专利名称：无线随钻自动定向系统的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种受控定向钻探的无线随钻自动定向系统。
国内外定向钻探中已有一些定向仪。这些定向仪是按随钻监测的数据，通过人工操作调整孔内造斜工具的方位。根据中国地质科学信息研究所检索查新提供的报告，目前国内外还没有自动调节孔内造斜工具方位的仪器和装置。
该项发明的目的是在本发明者发明的“电流场型随钻监测仪”实用新型专利(90221655·4)的基础上，为受控定向钻探提供一种无线随钻自动定向系统，不但可以实现无线随钻监测，而且可以实现随钻自动定向。
本发明的结构原理见附图
。其中1为原理框图，2为结构原理图。造斜工具1是检测和控制对象，工具面向角传感器2检测造斜工具1的方位并调制发送机3输出电脉冲的周期。输出的电信号经钻杆柱4和地层传送到接收电极5并送入接收机6。信号经滤波、放大、整形后，由接收机6上面的显示器显示造斜工具的方位，同时信号被送入自动控制电路7。自动控制电路7控制电动机8的工作状态，再通过调节器9，钻杆柱4调节造斜工具1的面向角。
由附图可以看出，由造斜工具1-工具面向角传感器2-脉冲信号发送机3-钻杆柱4-接收电极5-接收机6-自动控制电路7-电动机8-调节器9-钻杆柱4-造斜工具1，构成闭环自动控制系统。
该发明是在《电流场型随钻监测仪》基础上实现的。由2至6是电流场型无线随钻监测器，7至9是自动定向控制器，整个闭环自动定向系统不但可以实现无线随钻监测，而且可以实现随钻自动定向。
其具体结构和自动控制过程参看附图之2。
脉冲信号发送机3发送的脉冲信号周期T由工具面向角传感器2调制，当孔内造斜工具1处于设计方位(0°)时，T＝T0，不在设计方位时T＜T0或＞T0。脉冲信号不用电缆而通过钻杆柱4和地层传到地面。
自动控制电路7由脉冲周期鉴别电路10、正向开关11、反向开关12和保护电路13组成。
调节器6由齿轮14和蜗轮蜗杆减速器15组成。15中的蜗轮中间为六方孔套在六方立轴16上，立轴16通过卡盘17卡紧钻杆柱4。调节器9由电动机8驱动，通过钻杆柱4、正向或反向调节孔内钻具的方位。
当孔内造斜工具1不在设计方位，如果脉冲信号周期T＜T0时，正向开关11导通，电动机8经调节器9和钻杆柱4带动造斜工具1作正向调节;T＞T0时反向开关12导通，电动机8经调节器9和钻杆柱4带动造斜工具1作反向调节;T＝T0时，调节器9靠蜗轮蜗杆的自锁作用制动孔内钻具，使造斜工具1维持在设计方位。
按本发明制成的无线随钻自动定向仪，结构简单、性能可靠，经生产试验证明，在顶角≥3°的钻孔中，定向精度可达±3°。
权利要求
1.一种无线随钻自动定向系统，其特征是采用电流场型电磁信号通道传输遥测信号的闭环自动控制系统。自动控制对象为孔内造斜工具1。该闭环自动控制系统是孔内造斜工具1-电流场型无线随钻监测器2至6-自动定向控制器7至9-钻杆柱4-造斜工具1。
2.按权利要求1所述的无线随钻自动定向系统，其特征是电流场型无线随钻监测器由工具面向角传感器2、脉冲信号发送机3，钻杆柱4、接收电极5和接收机6组成;自动定向控制器由自动控制电路7、电动机8和调节器9组成。
3.按权利要求2所述的自动定向控制器，其特征是自动定向控制电路7由脉冲周期监别电路10、正向开关11、反向开关12和保护电路13组成。
4.按权利要求2所述的自动定向控制器，其特征是调节器9由齿轮14和蜗轮蜗杆减速器15构成。
全文摘要
本发明是为受控定向钻探提供一种无线随钻自动定向系统。它是在本发明者发明的“电流场型随钻监测仪”基础上增加了自动定向控制器(包括自动控制电路、电动机和调节器)构成闭环自动定向系统。信号传送采用电流场型电磁信号通道。调节器由齿轮和蜗轮蜗杆减速器组成；自动控制电路由脉冲周期鉴别、正向开关、反向开关及保护电路组成。受控定向钻探使用该系统可以在无线随钻监测的基础上进一步实现随钻自动定向。
文档编号E21B44/00GK1063526SQ92101219
公开日1992年8月12日 申请日期1992年3月2日 优先权日1992年3月2日
发明者阮学谦 申请人:河北省地质矿产局