[发明专利]一种地热井钻孔偏离预警及自动纠正装置

说明书

本发明公开了一种地热井钻孔偏离预警及自动纠正装置，涉及深井钻孔装置技术领域。本发明包括钻井装置以及与钻井装置信号连接的控制装置；钻井装置包括钻头、以及设置在钻头上且用于对钻头进行定位的定位单元；控制装置包括一与定位单元建立LoRa无线信号对接的LoRa无线接收机；定位单元包括第一处理器、第一定位模块和第一LoRa无线模块；LoRa无线接收机包括第二处理器、第二LoRa无线模块、显示模块、报警模块和操作模块。本发明通过包括建立LoRa无线信号对接的控制装置和定位单元设置，实现对位于地底的钻头的位置和横向偏角进行实时监测，满足了钻井作业的工程需求。

技术领域

本发明属于深井钻孔装置技术领域，特别是涉及一种地热井钻孔偏离预警及自动纠正装置。

背景技术

钻井工程中，尤其在百米以上的深井钻井工程中，百米以下的复杂地质条件不能被完整地勘察，施工时常遇到大块岩体、软弱夹层等情况，钻头在这些条件下会产生偏斜，最终导致钻井产生偏斜。控制钻井偏斜率是钻井工程中的主要任务，也是主要技术难点，迄今没有被很好地解决。

而通过GPS卫星空间定位技术可以定位钻头位置，根据钻头轨迹曲线，观测偏移趋势，用配置稳定钻杆的方法来对钻头进行实时调整。虽然GPS卫星定位技术已经广泛应用于各个领域，包括车辆、航天、军事等。但由于GPS卫星定位地面的信号强度为-155～158dBW，载波频率为1.2～1.5GHz，GPS卫星定位地面的信号强度受地面环境影响很大，卫星信号将被环境噪声信号淹没，不能很好定位地下作业中的钻头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地热井钻孔偏离预警及自动纠正装置，通过包括建立LoRa无线信号对接的控制装置和定位单元设置，解决了现有不能很好定位地下作业中的钻头的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种地热井钻孔偏离预警及自动纠正装置，包括钻井装置以及与钻井装置信号连接的控制装置；所述钻井装置包括钻头、以及设置在钻头上且用于对钻头进行定位的定位单元；所述控制装置包括一与定位单元建立LoRa无线信号对接的LoRa无线接收机；所述定位单元包括第一处理器、第一定位模块和第一LoRa无线模块；所述LoRa无线接收机包括第二处理器、第二LoRa无线模块、显示模块、报警模块和操作模块。

进一步地，所述第一定位模块用于获取钻头的信息，并将其传输至第一处理器，第一处理器用于处理定位信息，获得处理结果，第一LoRa无线模块用于将第一处理器的处理结果转换成LoRa信号发送至LoRa无线接收机。

进一步地，所述第二LoRa无线模块用于接收第一LoRa无线模块发送的LoRa信号，并将其转换成定位信息传输至第二处理器，第二定位模块用于获取LoRa无线接收机的定位信息，并将其传输至第二处理器，第二处理器用于对第二定位模块、第二LoRa无线模块传送的相应信息进行处理，并获得相应的处理结果，显示模块用于显示第二处理器的处理结果；操作模块用于进行钻头控制信号的输入。

进一步地，所述报警模块包括三色灯和蜂鸣器，所述第一处理器和第二处理器均采用MT6261D型处理器，所述第一LoRa无线模块和第二LoRa无线模块均采用SX1278IMLTRT型射频芯片进行射频信号的转换，所述第一定位模块和第二定位模块均采用AT6558R定位芯片来获取相应定位信信息；所述操作模块为键盘或控制面板。

进一步地，还包括安装在钻头上用于检测钻头偏转角度的偏转检测机构；所述偏转检测机构包括安装在钻头内部的四个呈矩形分布的竖管，四个所述竖管且端面平行设置，四个所述竖管底部之间连通一“十”字型的导管二；任意一所述竖管的端侧均设置有一支管，四个所述支管之间连通一“十”字型的导管一；任意一所述竖管的顶部均设置封口、且封口的底侧面设置有液位传感器。

进一步地，所述竖管的轴向方向与所述钻头的轴向方向相同。