具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明一种深地空间智能寻靶导入钻井救援系统，如图1所示，包括智能定位装置8、智能推力施加工具3和钻头9。

所述智能定位装置8靠近钻头端设置，具有精确定位功能，能够在其探测范围D内自动测量事故定位数据，包括事故位置距离钻头9的距离以及事故位置与钻头9的方位关系，并将获取的事故定位数据实时传输至智能推力施加工具3。

所述智能推力施加工具3远离钻头端设置，用于控制钻头连通地下目标空间，智能推力施加工具3上设置有推力施加翼肋4，推力施加翼肋4上设置有具有伸缩功能的翼肋，用于为钻头施加推靠力；智能推力施加工具3能够自动测量井斜和方位角并与设计轨道参数进行对比，若事故位置超出智能定位装置8的探测范围，智能推力施加工具3能够控制推力施加翼肋4推动钻头9按照设计轨道钻进，直至事故位置位于智能定位装置8的探测范围以内；若事故位置位于智能定位装置8的探测范围以内，智能推力施加工具3能够实时接收智能定位装置8传输的事故位置定位数据，并根据事故位置定位数据自动控制推力施加翼肋4推动钻头9向事故位置推靠。

所述智能推力施加工具3上方依次设置有柔性短节2和上部钻具组合1，上部钻具组合1、柔性短节2和智能推力施加工具3依次连接；智能推力施加工具3与智能定位装置8之间设置有钻井提速工具5，钻井提速工具5与智能定位装置3之间设置有扶正器7，扶正器7采用普通井下满眼扶正器或旋转外壳扶正器，智能定位装置3和扶正器7均靠近钻头位置处设置，并且，本实施例深地空间智能寻靶导入钻井救援系统中智能定位装置3和扶正器7还能均集成在紧靠钻头的部件6上。

所述智能推力施加工具3包括轨迹参数测量模块、轨迹校对模块、推力施加控制模块和推力施加翼肋；所述轨迹参数测量模块用于实时测量井眼轨迹参数；所述轨迹校对模块用于向推力施加控制模块发出控制指令，若事故位置超出智能定位装置8的探测范围，轨迹校对模块通过对比轨迹参数测量模块实时测量的井眼轨迹参数与设计轨道参数，向推力施加控制模块发出按照设计轨道钻进的控制指令；若事故位置位于智能定位装置的探测范围以内，轨迹校对模块通过接收智能定位装置8传输的事故位置定位数据，向推力施加控制模块发出向事故位置钻进的控制指令；所述推力施加控制模块用于接收轨迹校对模块发送的控制指令，并根据轨迹校对模块发送的控制指令控制推力施加翼肋4；所述推力施加翼肋4上设置有能够伸缩的翼肋，推力施加翼肋4利用翼肋伸缩为钻头提供反向作用力，翼肋所施加力的方向与钻头的运动方向相反，需要增斜时，推力施加翼肋4施加向下的推靠力；需要降斜时，推力施加翼肋4施加向上的推靠力；当钻头需要降方位时，推力施加翼肋4施加沿顺时针方向的推靠力；当钻头增方位时，推力施加翼肋4施加沿逆时针方向的推靠力。

本发明还提出了一种深地空间智能寻靶导入钻井方法，实现了对油气井和矿井内事故位置的精确定位与快速钻通，实现了对深地空间内事故的快速救援。

实施例1

本实施例以油气井事故为例，采用本发明提出的一种深地空间智能寻靶导入钻井方法进行油气井事故钻井连通作业，如图2所示，该方法采用上述深地空间智能寻靶导入钻井救援系统，具体包括以下步骤：

步骤1，制定钻井方案确定设计轨道，计算柔性短节长度、柔性短节与推力施加翼肋之间的距离、推力施加翼肋与扶正器之间的距离以及扶正器与钻头之间的距离。

步骤2，根据步骤1中计算的数据，组装深地空间智能寻靶导入钻井救援系统。

步骤3，利用深地空间智能寻靶导入钻井救援系统在发生事故的油气井周边钻取救援井，进行深地空间作业，深地空间智能寻靶导入钻井救援系统进入深地空间后，智能定位装置8对油气井事故位置11进行定位。

当油气井事故位置11超出智能定位装置8的探测范围时，智能定位装置8无法精确定位发生油气井事故的位置并获取事故位置定位数据，此时智能推力施加工具3测量得到井斜和方位并与设计轨道参数进行对比，根据测量值与设计值之间的差异控制推力施加翼肋4推动钻头9沿设计轨道钻进，直至油气井事故位置11位于智能定位装置8的探测范围以内。

当油气井事故位置11位于智能定位装置8的探测范围以内时，智能定位装置8实时测量得到事故位置定位数据并传输至智能推力施加工具3，事故位置定位数据包括油气井事故位置11与钻头9之间的距离以及油气井事故位置11与钻头9之间的方位，智能推力施加工具3进行导向钻井作业，智能推力施加工具3根据事故位置定位数据自动控制推力施加翼肋4推动钻头9向油气井事故位置11处推靠，直至钻头9钻至油气井发生事故位置11处，钻通救援井与事故井，实现对油气井事故的救援。

其中，智能推力施加工具3控制钻头9沿设计轨道钻进时，轨迹参数测量模块实时测量井眼轨迹参数，并将井眼轨迹参数传送至轨迹校对模块，轨迹校对模块通过将井眼轨迹参数与设计轨道参数进行对比，向推力施加控制模块发出轨迹控制指令，推力施加控制模块根据轨迹校对模块发出的钻进控制指令控制推力施加翼肋4施加推靠力。

智能推力施加工具3控制钻头9向油气井事故位置11推靠时，轨迹校对模块实时获取智能定位装置8传输的事故位置定位数据，并根据事故位置定位数据向推力施加控制模块发出钻进指令，控制推力施加翼肋施加推靠力。推力施加控制模块根据轨迹校对模块发出的指令控制推力施加翼肋4施加推靠力，当轨迹校对模块发来增斜指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加向下推靠力；当轨迹校对模块发来降斜指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加向上推靠力；当轨迹校对模块发来降方位指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加沿顺时针方向的推靠力；当轨迹校对模块发来增方位指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加沿逆时针方向的推靠力。

实施例2

本实施例以矿井事故为例，采用本发明提出的一种深地空间智能寻靶导入钻井方法进行矿井事故钻井连通作业，该方法采用上述深地空间智能寻靶导入钻井救援系统，具体包括以下步骤：

步骤1，制定钻井方案确定设计轨道，计算柔性短节长度、柔性短节与推力施加翼肋之间的距离、推力施加翼肋与扶正器之间的距离以及扶正器与钻头之间的距离；

步骤2，根据步骤1中计算的数据，组装深地空间智能寻靶导入钻井救援系统；

步骤3，利用深地空间智能寻靶导入钻井救援系统在发生事故的矿井周边钻取救援井，深地空间智能寻靶导入钻井救援系统进入深地空间进行垂直钻进。

当矿井事故位置12超出智能定位装置8的探测范围时，智能推力施加工具3将其测量得到的井斜和方位与设计轨道参数进行对比，根据测量值与设计值之间的差异控制推力施加翼肋4推动钻头9沿设计轨道钻进，直至矿井事故位置12位于智能定位装置8的探测范围以内。

当矿井事故位置12位于智能定位装置8的探测范围以内时，智能定位装置8实时测量获取事故位置定位数据并传送至智能推力施加工具3，事故位置定位数据包括矿井事故位置12与钻头9之间的距离以及矿井事故位置12与钻头9之间的方位；若智能定位装置8测量数据显示矿井位于设计轨道上，如图3所示，则智能推力施加工具3进行导向钻井作业，控制推力施加翼肋4推动钻头9继续向下垂直钻进，钻头9按照设计轨道继续向矿井事故位置12推靠，直至钻头9钻进至矿井发生事故位置12处，钻通救援井与矿井，实现对矿井事故的救援；若智能定位装置8显示矿井未处于设计轨道上，矿井与设计轨道之间存在偏离角度α，如图4所示，利用智能定位装置8获取事故位置定位数据并传输至智能推力施加工具3，事故位置定位数据包括矿井事故位置12与钻头9之间的距离以及矿井事故位置12与钻头9之间的方位，智能推力施加工具3进行导向钻井作业，根据事故位置定位数据自动控制推力施加翼肋4推动钻头9向矿井事故位置12推靠，直至钻头9钻至矿井事故位置12处，钻通救援井与矿井，实现对矿井事故的救援。

其中，智能推力施加工具3控制钻头9沿设计轨道钻进时，轨迹参数测量模块实时测量井眼轨迹参数，并将井眼轨迹参数传送至轨迹校对模块，轨迹校对模块通过将井眼轨迹参数与设计轨道参数进行对比，向推力施加控制模块发出轨迹控制指令，推力施加控制模块根据轨迹校对模块发出的钻进控制指令控制推力施加翼肋4施加推靠力。

智能推力施加工具3控制钻头9向矿井事故位置12推靠时，轨迹校对模块实时获取智能定位装置8传输的事故位置定位数据，并根据事故位置定位数据向推力施加控制模块发出钻进指令控制推力施加翼肋施加推靠力。推力施加控制模块根据轨迹校对模块发出的指令控制推力施加翼肋4施加推靠力，当轨迹校对模块发来增斜指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加向下推靠力；当轨迹校对模块发来降斜指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加向上推靠力；当轨迹校对模块发来降方位指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加沿顺时针方向的推靠力；当轨迹校对模块发来增方位指令时，推力施加控制模块控制推力施加翼肋4施加沿逆时针方向的推靠力。

在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。