1.一种井眼轨迹电磁定位系统,其特征在于,包括:电流注入模块、磁场接收模块、位置计算模块和轨迹定位模块;所述电流注入模块用于通过在目标井的井口注入电流激发磁场;所述磁场接收模块用于在正钻井中接收所述磁场的磁场信号;所述位置计算模块用于根据所述磁场信号结合预设方法计算所述正钻井相对于所述目标井的目标位置信息;所述轨迹定位模块用于根据所述位置信息确定密集井网的井眼轨迹定位结果;其中,所述密集井网包括多个正钻井和多个目标井;该定位系统包括探管、承托环、电缆、钻具、旁通、地面工控机、计算设备、激励电流源和回收极;其中,正钻井中井下工具自下而上依次为:探管下放到正钻井钻具的最底端承托环上,通过电缆穿过旁通与地面工控机连接,旁通连接在钻具上接近转盘面;地面工控机的另一端接计算设备;探管包括三轴磁通门传感器、三轴加速度传感器、温度传感器和电路板;三轴磁通门传感器用于探测目标井管柱所产生的交变磁场和所在区域的地磁场信号,三轴加速度传感器用于探测探管的重力分量,计算探管自身的井斜角、方位角,辅助进行定位;温度传感器用于监测探管所处位置的温度,确保传感器在合适的温度环境运行;当正钻井钻至目的井深时,将用电缆连接的探管放入钻具承托环的上方;电缆的另一端穿过旁通与地面工控机连接,地面工控机与计算设备相连,接入工频电源220V/50Hz,给探管提供动力和控制信号;激励电流源一端连接回收极,另一端连接目标井的井口;需要工作时,激励电流源向目标井的井口注入激励电流,形成向下的激励电流;其中,向下的激励电流在目标井周围产生交变磁场,探管探测到该交变磁场信号和自身的重力姿态,通过电缆通道传输到地面的计算设备,探管探测目标井激励电流产生的交变磁场和地磁场信号,还确定当前探管的自身姿态,计算设备根据探管检测到的数据信号,确定正钻井和目标井的相对位置。
2.根据权利要求1所述的一种井眼轨迹电磁定位系统,其特征在于,所述位置计算模块具体用于计算出所述正钻井的探管在当前位置处的理论磁场幅值H th ;根据所述探管测量出的当前位置磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th 做差;通过调整所述探管的当前位置参数来调整所述探管的位置,直至所述探管在调整位置后测量出的磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th 差值,满足预设误差条件,则调整后的位置为目标位置,所述目标位置的信息为所述目标位置信息。
3.根据权利要求2所述的一种井眼轨迹电磁定位系统,其特征在于,所述位置计算模块具体用于根据以下公式计算理论磁场幅值H th :其中,H th 为探管位置的理论磁场幅值,μ为磁导率,I为所述目标井井口注入激励电流,π为圆周率,R为探管位置处与所述目标井的距离。
4.根据权利要求2所述的一种井眼轨迹电磁定位系统,其特征在于,所述位置计算模块具体用于通过三维牛顿法的迭代方法,调整探管的当前位置参数,获得磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th ;迭代调整后的所述磁场幅值H pro 与所述理论磁场幅值H th 差值满足预设误差条件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种井眼轨迹电磁定位系统,其特征在于,还包括:误差条件获取模块,用于根据所述探管中磁感应传感器的测量精度的误差极限获得预设误差条件。
6.一种根据权利要求1所述的井眼轨迹电磁定位系统的井眼轨迹电磁定位方法,其特征在于,包括:S1,通过在目标井的井口注入电流激发磁场;S2,在正钻井中接收所述磁场的磁场信号;S3,根据所述磁场信号结合预设方法计算所述正钻井相对于所述目标井的目标位置信息;S4,根据所述位置信息确定密集井网的井眼轨迹定位结果;其中,所述密集井网包括多个正钻井和多个目标井。
7.根据权利要求6所述的一种井眼轨迹电磁定位方法,其特征在于,所述S3具体包括:计算出所述正钻井的探管在当前位置处的理论磁场幅值H th ;根据所述探管测量出的当前位置磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th 做差;通过调整所述探管的当前位置参数来调整所述探管的位置,直至所述探管在调整位置后测量出的磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th 差值,满足预设误差条件,则调整后的位置为目标位置,所述目标位置的信息为所述目标位置信息。
8.根据权利要求7所述的一种井眼轨迹电磁定位方法,其特征在于,所述根据所述磁场信号计算出所述正钻井的探管在当前位置处的理论磁场幅值H th 具体包括:根据以下公式计算理论磁场幅值H th :其中,H th 为探管位置的理论磁场幅值,μ为磁导率,I为所述目标井井口注入激励电流,π为圆周率,R为探管位置处与所述目标井的距离。
9.根据权利要求7所述的一种井眼轨迹电磁定位方法,其特征在于,所述调整所述探管的当前位置参数,直至调整位置后的磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th 差值满足预设误差条件具体包括:通过三维牛顿法的迭代方法,调整探管的当前位置参数,获得磁场幅值H pro 与理论磁场幅值H th ;迭代调整后的所述磁场幅值H pro 与所述理论磁场幅值H th 差值满足预设误差条件。
10.根据权利要求6-9任一项所述的一种井眼轨迹电磁定位方法,其特征在于,还包括:根据所述探管中磁感应传感器的测量精度的误差极限获得预设误差条件。