非開挖穿越磁靶參數優化方法研究

黃洋，車陽，馮福平，姜春雷，杜衛強，張正矩

（1.東北石油大學電氣信息工程學院，黑龍江 大慶 163318；2.中國石油集團工程技術研究院有限公司，北京 102206；3.油氣鉆完井技術國家工程研究中心，北京 102206；4.東北石油大學石油工程學院，黑龍江 大慶 163318；5.COMSOL中國，北京 100081）

0 引 言

非開挖工程技術是利用特定的鉆掘設備和技術手段，通過定向鉆進等方式，進行各類地下管線的鋪設、更新、修復以及各類穿越工程[1-5]。其首先是通過磁信標（地面鋪設線圈和磁靶）產生磁信號，再利用井下探管探測磁場信號，最后通過算法反解出鉆頭當前所在位置，從而控制鉆進軌跡。

較地面鋪設線圈而言，磁靶在穿越大山、河流時不受限于空間，更易于鋪設，因此，應用范圍更加廣闊。目前，美國Vector Magnetics公司推出的信標跟蹤系統（Beacon Tracker System），磁靶導向范圍可達200 m。由于關鍵材料和技術受限，中國的磁靶導向技術與之還存在很大差距[6]，導向范圍普遍在45 m以內。在實際工程應用中，主要還是采用進口設備[7-9]。

磁靶導向范圍與磁感應強度呈正相關，物理室內實驗成本高，且不能充分研究磁靶各參數對磁感應強度的影響，開展理論分析和數值模擬就成為研究磁靶最有效的手段。中國也有學者在磁靶導向方面做了大量理論分析和數值模擬研究，但現有的研究導向范圍無法滿足工程需求，同時缺少適用范圍的分析[10-11]。此外，現有研究未考慮到出現磁飽和現象后，繼續采用理論分析方法得到的數據誤差大的情況，在磁飽和現象出現后如何進一步優化磁靶，也尚未給出建議。……