旋轉(zhuǎn)磁場測量系統(tǒng)中永磁短節(jié)設(shè)計的基礎(chǔ)研究.pdf

1、應(yīng)用多分支水平井對煤層氣進(jìn)行開發(fā)具有很大的優(yōu)勢，且未來煤層氣的開發(fā)趨勢將形成以多分支水平井為主，直井為輔的模式。目前，水平井與目標(biāo)井精確連通是煤層氣開采的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是我們目前技術(shù)發(fā)展的一大瓶頸問題。如何實現(xiàn)水平井與豎井的精確連通，為了解決這一問題迫切需要研制旋轉(zhuǎn)磁場測量技術(shù)與裝備，而該技術(shù)裝備中的永磁短節(jié)又是其中的關(guān)鍵部分。結(jié)合國內(nèi)外對該技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對該問題的研究與突破，將有助于解決煤層氣開發(fā)建設(shè)中的技術(shù)難題，打破國

2、外相關(guān)技術(shù)的高昂價格及技術(shù)封鎖，形成綜合配套的煤層氣多分支水平井鉆井技術(shù)與裝備，全面推動我國煤層氣勘探開發(fā)工作的飛躍性發(fā)展。
　　本課題采用數(shù)值模擬與試驗分析相結(jié)合的方法，對旋轉(zhuǎn)磁場測量系統(tǒng)中永磁短節(jié)設(shè)計的基礎(chǔ)問題進(jìn)行了探討。首先，利用電磁場的相關(guān)基礎(chǔ)理論和磁偶極子模型推導(dǎo)得出在固定坐標(biāo)系下，當(dāng)磁偶極子模型位于坐標(biāo)系空間中任意一點(lnm M,處時，坐標(biāo)系空間中其它任意一點,）（zyx P,,）處產(chǎn)生的X，Y，Z方向的磁場分布計算

3、公式；其次，應(yīng)用電磁場理論及磁路設(shè)計基本原理，設(shè)計提出四種組合磁路排布方式，并利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，選取第四種磁路排布為最佳的磁路排布方式；第三，對最佳磁路排布方式中相鄰永磁體之間夾角大小對永磁短節(jié)產(chǎn)生的磁場大小的影響進(jìn)行分析，并利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，確定夾角大小與組合磁路產(chǎn)生磁場強度信號之間的關(guān)系，相鄰永磁體之間夾角越小，在周圍空間中產(chǎn)生的磁場強度越強；最后，通過實際的試驗對上述分析進(jìn)行試驗