无线随钻测量信息传输的现状与问题

MWD无线随钻测斜仪

MWD无线随钻测斜仪一、作用及功能美国SPERRY-SUN公司生产的定向MWD随钻测量仪器(简称“DWD”),DWD无线随钻测斜仪就是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同,普遍用于高难度定向井的井眼轨迹测量施工,特别适用于大斜度井与水平井中,配合导向动力钻具组成导向钻井系统,以及海洋石油钻井,目前使用的MWD无线随钻测斜仪主要有三种传输方法: １、连续波方法: 连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波,由井下探管编码的测量数据通过调制器系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移,在地面连续地检测这些相位移的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。２、正脉冲方法: 泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积,从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高,针阀的运动就是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。３、负脉冲方法: 泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用,开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀,可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空,从而引起钻柱内部的泥浆压力降低,泄流阀的

动作就是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。二、主要组成部分及功能 DWD 无线随钻测量仪器就是由地面部分(MPSR 计算机、TI?终端、波形记录仪、防爆箱、DDU 司钻阅读器、泥浆压力传感器、泵冲传感器)、井下部分(MEP 探管、下井外筒总成、脉冲发生器与涡轮发电机总成、无磁短节)及辅助工具、设备组成。 (1)MPSR计算机与磁卡软件包 MPSR 计算机就是 DWD 随钻测量仪器的地面数据处理设备,它接受来自泥浆压力传感器的测量信息,进行数据的处理、储存、显示、输出。 (2) DDU 司钻阅读器:为司钻提供工具面、井斜角、井斜方位角等信息的直观显示。 (3) TI 终端:MPSR 计算机的控制键盘与数据终端之功能。 (4) 波形记录仪:简称SRC,就是 WESTERN GRA-PHTEC 2 道图形记录仪,它主要用来记录来自井下仪器的泥浆脉冲与来自泥浆泵的杂波,利用记录的泥浆脉冲图形,人工译码也可以得到一系列井下传输来的数据,也可计算井下仪器的数据传输速度。 (5) 防爆箱:就是DWD系统的保护装置,限制与它连接的其它设备的电压与电流,防止出现电火花,保证计算机、仪器设备的安全。

随钻测量

第七章随钻测量随钻测量（Measurement While Drilling）简称MWD，是定向钻进中一种先进的技术手段，可以不间断定向钻进而测量近钻头孔底某些信息，并将信息即刻传送到地表的过程。随着技术的进步，现代随钻测量已发展为随钻测井（Logging While Drilling），简称LWD，不仅可以监控定向钻进，还可以进行综合测井，获取信息的种类有：（1）定向数据(井斜角，方位角，工具面角)；（2）地层特性(伽马射线，电阻率测井记录)；（3）钻井参数(井底钻压，扭矩，每分钟转数)。传感器是装在作为下部钻具组合整体的一部分的特殊井下仪器中。井下仪器中还有一个发射器，通过某种遥测信道将信号发送到地面。目前使用的最普通的遥测信道是钻柱内的钻井液柱。信号在地面上被检测到后，经过译码和处理，就按方便和可用的方式提供所需的信息。图7-1示出了MWD系统的主要部分。MWD的最大优点是它使司钻和地质工作者实时地“看”到井下正在发生的情况，从井底测量参数到地面接收到数据只延误几分钟，所以可以改善决策过程。图7-1 MWD系统概况尽管MWD的概念不是新的，但只是在近几年钻井技术的进步才使之成为现实。30年代出现的电测技术对鉴别和评价地层起了很大作用。但是，它的主要缺点是必须在起出钻柱后才能使用电缆下井。等到实际测井时，由于钻井液浸入的影响，妨碍了地层真实特性的测量。当钻头钻穿不同地层时，由于没有确定的方法辨别出岩性的变化，—些重要的层位可能没有检测到。有时，后来的电测显示出错过了油层段顶部的取心点，或是钻头钻得过深钻到了产油层下部的水层中。钻井液测井和监测钻速虽可指供一些井底情况，但由于要等到岩屑循环到地面的时间延误使这一过程效率太低。所以，需要一种能够在钻井时瞬时而连续地监测地层的系统。对这一系统有如下要求： (1)坚固可靠的传感器，可在钻进动态条件下在钻头处或钻头附近测量需要的数据； (2)将资料传送到地面的方法简单有效； (3)可以方便地在任何钻机上安装并操作的系统，对正常钻进作业影响不大；

一种新型的MWD无线随钻测量系统

?仪器设备? 一种新型的MWD 无线随钻测量系统李　军　马　哲　杨锦舟　韩建来 (胜利油田钻井工艺研究院　山东东营) 摘要:文章介绍了一种新型的MWD 无线随钻测量系统(APS 旋转阀定向测量系统)的结构组成与工作原理,阐述了该系统中旋转阀脉冲发生器的功能特点,分析了该系统在现场应用中出现的问题,提出阀系结构的技术改进及软件升级的具体方法,通过现场实践,该系统能够满足应用需求,具有广泛的应用前景。关键词:MWD ;工作原理;旋转阀脉冲发生器;控制模块中图法分类号:TE271,TP393 文献标识码:B 文章编号:100429134(2006)022******* 0　引　言随着国内钻井技术的不断发展,随钻测量 (MWD ———Measurement While Drilling )仪器的需求也不断增加。目前,国内无线随钻测量仪器的种类多种多样,市场竞争对无线随钻测量仪器的要求也越来越高。我们针对MWD 仪器现场使用中出现的各种问题,提出了一种新的设计思路,通过引进美国APS 公司的旋转阀式脉冲发生器,与我们自行研制出来的电子测量短节配套,由锂电池组供电,组成了一种新型的MWD 无线随钻测量系统(APS 旋转阀定向测量系统),通过现场应用,取得了一定的应用经验。针对现场出现的问题,对该系统进行了技术改进,并在现场应用中取得了较好的效果。 1　结构组成及工作原理新型MWD 无线随钻测量系统由井下测量系统和地面处理系统两部分组成,系统框图如图1所示。图1　系统框图该系统通过无磁钻铤中井下仪器测量短节的传感器感受定向数据,包括井斜角、方位角、工具面等井下信息,由测量短节计算储存并传输至APS 旋转阀脉冲发生器电路控制模块,这些井下信息转化成泥浆脉冲信号,以编码的形式传输到地面接收系统。地面系统中的压力传感器将泥浆脉冲信号转换成4mA ～20mA 的电信号,通过电缆传输到地面接口系统,信号处理电路接收到此信号后,自动地进行数模转换,降躁,滤波等处理。然后,将信号传输给图形记录仪,可以图形方式记录下来;同时,将信号传输给上位机译码系统,译码系统根据译码规则将信号转换成井斜、方位、工具面等数据,并在上位机及钻台司钻阅读器上显示出来,给定向井工程师提供实时可靠的井下情况。1.1　井下测量系统井下测量系统由旋转阀脉冲发生器、供电系统、电子测量短节三部分组成。 (1)旋转阀脉冲发生器[1] 旋转阀脉冲发生器是目前钻井行业中唯一的一种电子式脉冲发生器,通过电子软件控制,具有多种输出方式,其工作原理为:阀系中的转子在受控驱动下产生与定子的相对运动,实现对通道内流体的阻流作用而产生正压力脉冲。该脉冲发生器组成框图如图2所示。图2　旋转阀脉冲发生器系统组成框图该脉冲发生器采用自适应反馈控制系统,当外界原因使被控量偏离期望值而出现偏差时,会产生一个　第一作者简介:李　军,男,1968生,工程师,1996年毕业于石油大学计算机应用技术专业,现在胜利油田钻井工艺研究院自动化所工作,主要从事 MWD ΠLWD 随钻测量仪器的研究开发和现场应用工作。邮编:257017 ? 03? 石　油　仪　器 PETROLEUM INSTRUMENTS 2006年04月

随钻测量系统软件说明书

DRILLNAVI 使用说明书北京海蓝科技开发有限公司

目录第一章综述 (1) 第一节主要功能 (1) 第二节人机界面 (1) 第三节操作流程 (3) 第四节运行环境 (4) 第二章安装与卸载 (5) 第一节安装 (5) 第二节卸载 (5) 第三章操作说明 (6) 第一节启动 (6) 第二节文件管理 (7) 第三节测试与校准 (7) 第四节自动测量弯头方向 (8) 第五节定向测量 (8) 第六节系统设置 (8) 第七节统计信息 (8) 第八节数据处理 (8) 第九节通讯管理 (9) 第十节报警管理 (9) 第十一节运行日志 (11) 附录Ａ：建议的工作流程 (12) A.1测量前的准备工作： (12) A.2测量中的工作： (12) 附录Ｂ：需要注意的问题 (12)

第一章综述第一节主要功能本软件可以配合ZXC1000(A)测斜系统完成测斜、轨迹计算、数据存储及仪器状态管理等诸多功能。在下井前，可以使用软件提供的功能对整套系统作现场检查，并复位弯头方向（工具面角）。在施工过程中，系统可以连续提供弯头方向和测斜数据，并可从中计算出钻孔轨迹的三维坐标，分别以水平和垂直投影图的方式显示出来，作为钻孔施工的辅助。如果有某项指标超限，软件会提出相应的警告，以避免错误或事故的发生。仪器标定不在本软件提供的功能之列，该功能由专用的软件实现。钻孔设计数据的录入及修改由专用的软件实现，亦不在本软件提供功能之列。第二节人机界面图 1-1 主窗口布局一、主窗口主窗口的内容由以下几部分构成： 1. 标题栏

程序中使用的标题栏随系统的界面主题风格变化。一般情况下，其最左侧是软件图标，单击它可以弹出系统菜单。紧随图标右侧是软件标题及当前正在使用的数据文件路径及名称。最右侧是“最小化”、“最大化”和“关闭”按钮。 2. 工具栏 [<]按钮：为了兼顾功能多样性和充分利用可视面积，主窗口中的度盘被设计成可隐藏的。单击该按钮可以显示或隐藏度盘。当度盘被隐藏时，数据表窗口占据主窗口上半部分，便于观察数据；当度盘显示时，方便观察连续的弯头方向变化。连续工具面开关：这是一个复选按钮。当仪器未连接时，它是灰色的禁用状态；而仪器已连接时，是正常的可操作状态。当其处于选中状态（复选框内显示“√”）时，其右侧的自动测量间隔时间也将显示出来；否则间隔时间是隐藏的。在测量过程中修改间隔时间会立即生效，但不保存（退出软件后即丢失）。如果要永久改变测量间隔，请在数据表右键菜单中的“选项”中完成。测量：每单击一次此按钮，软件从系统中获取一组测量数据。数据获取成功后，会弹出“新测点”对话框，用于输入测量间距及备注。如果操作者在此对话框中选择了“确认”，软件将在数据库中保存此测点，并同时完成所有的相关数据处理和计算。当仪器未连接时，此按钮是禁用的。测量间距：从这里可以临时修改测量段长。修改的值会在下次测量中生效，但不保存。如果要永久改变测量间距，请在数据表右键菜单中的“选项”中完成。弯头方向：以数值方式显示弯头方向角度。当度盘隐藏时，可以通过它读取弯头方向。仪器连接状态：位于工具栏最右侧的图标用于显示仪器的连接状态。当仪器成功连接时，它显示绿色的“√”；否则显示红色的“×”。 3. 度盘度盘提供了组合式的角度显示功能：它可以同时显示倾角、方位和最近五次的弯头方向，以及期望的倾角、方位和弯头方向。度盘中心显示的是最新的弯头方向数值，数据上方的文字表示弯头方向的性质：“重”表示由重力高边表示的弯头方向；“磁”表示由磁性高边表示的弯头方向。 4. 数据表数据表用于集中显示各种数据，它还提供了一组鼠标右键菜单，通该菜单可以执行软件提供的各种功能。操作者可以通过“查看”菜单中的四个选项使数据表显示“原始数据”、“实钻轨迹数据”、“设计轨迹数据”、以及“顶板和底板数据”。 5. 轨迹图轨迹图以直观的曲线图方式向操作者展示钻孔的轨迹。它可以显示两种投影视图：左右视图（水平投影）和上下视图（设计方位面上的垂直投影）。轨迹图支持任意多个分支。其中主孔用黑色表示，分支孔用除黑色之外的各种不同的颜色表示，并在分支末尾标记分支名称。主孔的测点以实心点标记；分支孔的测点以45°“×”标记。通过轨迹图左侧的控制栏，可以设定它的显示方式。左上方的缩方工具可以缩放图形。每次以鼠标单击“+”按钮，图形放大一档；单击“-”按钮图形缩小一档。“”按钮用于

无线随钻原理说明

WMD产品介绍一，概述在地质钻探、石油钻井中，特别是受控定向斜井和大位移水平井中，随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、及时纠偏必不可少的工具。MWD无线随钻测斜仪是一种正脉冲的测斜仪，利用泥浆压力变化将测量参数传输到地面，不需要电缆连接，无需缆车等专用设备，具有活动部件少，使用方便，维修简单等优点。井下部分是模块状组成并具有柔性，可以满足短半径造斜需要，其外径为48毫米，适用于各种尺寸的井眼，而且整套井下仪器可以打捞。 MWD无线随钻系统创造了多项钻井指标，钻井提速效果明显。近年来，随钻测量及其相关技术发展迅速，应用领域不断扩大，总体趋势是从有线随钻逐渐过渡到无线随钻测量，并且随钻测量的参数不断增多，大力发展无线随钻测量技术是当前石油工程技术发展的一个主要关注方向。在新型MWD仪器方面，国外各大公司厂家近几年也推出了更具特色、能满足更高要求的仪器，如：美国NL Sperry-Sun 公司、Scientific Drilling 公司和法国Geoservice等公司为了满足欠平衡钻井施工的需要，各自开发出了电磁波无线随钻测量系统，可以加挂自然伽马测井仪器进行简单地层评价。 Sperry-Sun公司的Solar175TM高温测量系统，能在175℃的高温环境下可靠地测量定向参数和伽马值，耐温能力高达200℃，耐压能力高达22000psi。 Anadrill公司推出了具有创历史意义的新型无线随钻测量仪器PowerPulserTM。采用全新的综合设计方案，简化了维修程序，现场操作简单，可以实现平均无故障时间1000h的目标；采用连续波方式传送脉冲信号，压缩编码技术使数据传输的速度提高了近10倍。国内多家公司及研究院所正在致力于无线随钻测量技术的研究，开发出了有限的几种无线随钻测量仪器，并投入到商业化运营，从石油工程的市场需求来看，无线随钻测量技术仍然具有较大的发展空间。本文全面介绍了国内外无线随钻测量技术的主要进展和应用现状，并指出了各类仪器的应用特点，针对各类仪器的使用情况，提出了无线随钻测量技术的发展思路，对提高国内无线随钻测量技术水平具有重要的意义。 2 无线随钻测量仪器的基本分类 MWD 无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据以无线方式传输。无线MWD按传输通道分为泥浆脉冲、电磁波、声波和光纤四种方式。其中泥浆脉冲和电磁波方式已经应用到生产实践中，以泥浆脉冲式使用最为广泛。

MWD无线随钻测斜仪

ZW-MWD无线随钻测斜仪产品介绍一，概述在地质钻探、石油钻井中，特别是受控定向斜井和大位移水平井中，随钻测量系统是连续监测钻井轨迹、及时纠偏必不可少的工具。MWD无线随钻测斜仪是一种正脉冲的测斜仪，利用泥浆压力变化将测量参数传输到地面，不需要电缆连接，无需缆车等专用设备，具有活动部件少，使用方便，维修简单等优点。井下部分是模块状组成并具有柔性，可以满足短半径造斜需要，其外径为48毫米，适用于各种尺寸的井眼，而且整套井下仪器可以打捞。 MWD无线随钻系统创造了多项钻井指标，钻井提速效果明显。近年来，随钻测量及其相关技术发展迅速，应用领域不断扩大，总体趋势是从有线随钻逐渐过渡到无线随钻测量，并且随钻测量的参数不断增多，大力发展无线随钻测量技术是当前石油工程技术发展的一个主要关注方向。在新型MWD仪器方面，国外各大公司厂家近几年也推出了更具特色、能满足更高要求的仪器，如：美国NL Sperry-Sun 公司、Scientific Drilling 公司和法国Geoservice等公司为了满足欠平衡钻井施工的需要，各自开发出了电磁波无线随钻测量系统，可以加挂自然伽马测井仪器进行简单地层评价。 Sperry-Sun公司的Solar175TM高温测量系统，能在175℃的高温环境下可靠地测量定向参数和伽马值，耐温能力高达200℃，耐压能力高达22000psi。 Anadrill公司推出了具有创历史意义的新型无线随钻测量仪器PowerPulserTM。采用全新的综合设计方案，简化了维修程序，现场操作简单，可以实现平均无故障时间1000h的目标；采用连续波方式传送脉冲信号，压缩编码技术使数据传输的速度提高了近10倍。国内多家公司及研究院所正在致力于无线随钻测量技术的研究，开发出了有限的几种无线随钻测量仪器，并投入到商业化运营，从石油工程的市场需求来看，无线随钻测量技术仍然具有较大的发展空间。本文全面介绍了国内外无线随钻测量技术的主要进展和应用现状，并指出了各类仪器的应用特点，针对各类仪器的使用情况，提出了无线随钻测量技术的发展思路，对提高国内无线随钻测量技术水平具有重要的意义。 2 无线随钻测量仪器的基本分类 MWD 无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据以无线方式传输。无线MWD按传输通道分为泥浆脉冲、电磁波、声波和光纤四种方式。其中泥浆脉冲和电磁波方式已经应用到生产实践中，以泥浆脉冲式使用最为广泛。

随钻仪器MWD_LWD测量信息编解码技术

2012年8月（下） [摘要]在钻井钻进过程中，我们需随时关注井眼轨迹参数、地层和井底环境等随钻测量信息。而将这些信息传输至地面的关键技术在于信号编解码。本文将重点介绍MWD 和LWD 仪器在传递随钻测量信息时常用的三种信号编解码技术。[关键词]随钻测量；信号传输；曼彻斯特码；脉冲位置调制编码；优化组合码随钻仪器MWD 、LWD 测量信息编解码技术车卫勤李瑾（渤海钻探定向井技术服务分公司，河北沧州 062552）在钻井钻进过程中，工程师需随时了解井下仪器工作状况、井眼轨迹参数等信息。这些信息的传输是无线随钻测量系统的关键之一。目前，鉴于钻井液脉冲信号传输方式具有可靠性高、稳定性强、传输距离远等优点，国内外大多MWD 和LWD 仪器采用这种方式将井下测量数据传送至地面。而此方式实现的关键在于钻井液脉冲信号编解码技术，下面笔者将介绍几种常用的脉冲信号编解码技术。 1脉冲位置调制编码脉冲位置调制编码是以时间间隔作为数据流传输信息的方法。通常，1个脉冲代表1个十六进制数（ 0~F ），其具体数取决于它的位置，即取决于它与上一脉冲之间的时间间隔。规则为：上一脉冲结束，在经过2倍标准脉宽恢复时间后出现脉冲，它表示“0”；延迟1个标准脉宽出现，表示“1”；依此类推，如果延迟15个脉宽出现脉冲，那么此脉冲表示“F ” 。我们需首先确定标准脉冲宽度T ；其次，确定表示每种轨迹参数的脉冲个数。例如：井斜用三个脉冲表示，工具面用两个脉冲表示等。最后，按转换公式将传输至地面的十六进制数转换为真实物理测量值。图１脉冲位置调制编码示意图如上图所示：S 表示同步脉冲，时间间隔为定值；M 表示数据脉冲间隔：M=2T+N ×T （秒）；其中N 为0~F 的十六进制数，T 为标准脉冲宽度，2T 表示脉冲的恢复时间。此种方法的劣势在于：传输时间会随测量数值的增大而增加。2曼彻斯特码编码曼彻斯特码（又称裂相码、双向码），一种用电平跳变来表示1或0的编码，其变化规则很简单，每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0和1的相位正好相反。曼彻斯特编码也叫做相位编码，是一种同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。在这种编码中，时钟同步信号隐藏在数据波形每一位跳变中，中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号，从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。曼彻斯特编码提供了一个简单方式给二进制序列，而没有长的周期和转换级别，从而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。二进制数据通过此编码形式传输时，并不作为序列的逻辑1或0发送。图２二进制码与曼彻斯特码波形 Sperry-Sun 公司推出的MWD 就采用了曼彻斯特编码技术将井下仪器测量数据如井斜、工具面等进行编码，然后通过泥浆脉冲的形式进行传输。在编解码过程中，首先将这些井眼轨迹参数分别以5~13个字节组成长的字符串，其前几位为数据位，最后一位是奇偶校正位。只有当字符串通过奇偶校正后，才能被识别，然后通过解码得到测量数据的物理值。这些井眼轨迹参数往往按一定顺序构成测量序列，并以传输文件的形式存在，当传输数据时，就会将参数按照规定序列进行先后顺序传输。 3优化组合码优化组合码的编码方式称为组合式编码。在这种编码中，数据按时间帧的方式进行传送。时间帧是指将一段确定的时间间隔分为N 个小时间等份，根据事先约定好的表格，对应一个不同的二进制数，由程序控制脉冲发生器在这个指定的时间间隔的不同位置产生不同数目的M 个脉冲。当地面接收信号时，再把对应在指定时间间隔里的脉冲位置和脉冲数目译为二进制数据，从而恢复出实际井下数据。这种编码方式只采用两个基本参数：脉冲个数M 和时间槽个数N ，所以也简称M INN 编码。 Baker-Hughes 生产的LWD 便采用这种优化组合码进行随钻测量数据的编解码，下图为其编解码的波形图。根据原始数据（AZNX 187.03deg 4/253，6，12，2353210000101001），其中AZNX 表示方位角；4/25表示采用4脉冲25时间槽布置，并且4个脉冲分别位于3，6，12，23的时间槽位置；10000101001前10位表示方位角的二进制编码，最后一位1位校验位。将10000101001去掉最后一位变成1000010100，十进制为532，再乘以方位角的转化系数0.35156，便可得到真实方位角187.03度。图３Ｂａｋｅｒ－Ｈｕｇｈｅｓ优化组合码解码这种优化组合码的优点在于测量数据的二进制位数确定后，传输数据的时间长度不随二进制数值的变化而变化；便于检测信号脉冲和其是否存在丢失；同时消耗电量相对确定并便于节电。 4结论上面三种编解码方法是钻井液脉冲传输系统中井下数据传输的常见方法。它们各有长处，我们可以结合上面几种方法的各种优点，灵活运用，并进行一定的改进，以形成更具特色的编解码技术。［参考文献］ [1]董海平,苏义脑等著.井下与地面钻井液信息传输系统数据编码技术.北京: 石油工业出版社,2003. [2]王艳丽著.井下数据解码方法研究.西安:西安石油大学,2004.[3]Baker Hughes INTEQ Advantage Combinatorial User's Guide. [4]孙东奎,董绍华著.钻井液正脉冲井底信号传输系统分析.北京:石油机械,2007. [5]董海平,苏义脑,盛利民著.井下与地面钻井液信息传输系统数据编码技术.北京:中国石油勘探开发研究院钻井所. 14

随钻测量

第六部分随钻测量技术随钻测量与地质导向工具是一项钻井技术的“地下革命”

盐丘定向钻井技术在勘探、开发中的功用海上或陆地丛式井工程救险井因事故复杂进行侧钻多目标勘探与开发控制断层钻探水平井进行开发地面条件限制大位移定向井侧钻分支井

6.1 随钻测量信息系统概述

随钻测量系统 MWD EM ˙MWD FM ˙MWD 实时动态数据测量储存系统井下动态信息测储设备近钻头测量系统LWD 空间姿态测量系统钻头前方探测系统 SWD 地面监测录井系统综合录井仪八参数仪地面模拟器地面与井下数据储存、分析与显示系统地面或远方决策与总控系统微电脑一微电脑二微电脑三（上行测量信息通道） 6.1.1 随钻信息测量-控制-通讯流程图地面控制设备环空/钻柱井下控制机构井下执行机构钻头/工具

6.1.2 随钻测量系统发展 ?MWD ——measure while drilling ?EM.MWD ——eleetronic measure MWD ?FE.MWD ——formtion Evaluation MWD ?DWD ——Diagnostic-While-Drilling ?LWD——logging while drilling ?SWD——seismic while drilling ?GST ——Geosteering Tool

6.1.3 随钻测量参数 ?井斜、方位、工具面、井下钻压、井下扭矩、马达转速?井下振动、伽马射线、地层电阻率、密度 ?方位中子密度、中子孔隙度、环室温度 ?探测各种异常地层压力、预测钻头磨损状况 ?探测井下异常情况及故障分析 ?通过井下存储可实现测井的全井图像分析

石油钻井定向用SDRI_MWD无线随钻测量仪使用说明

第一章 SDRI_MWD软件功能介绍一、主要功能 SDRI_MWD无线随钻测量仪软件包主要功能是：实时显示当前工具面与全测量，当原始数据流有乱码时可手工干预，可随时查询历史全测量与历史工具面测量数据，并且直观地显示当前测量参数。二、软件系统的需求１硬件需求： ·IBM兼容机，提供串口，并口 ·CPU：PII300以上 ·内存：128M或更多２软件需求： ·WINDOWS XP简体中文版 ·WINXP补丁SP2 ３系统设置 ·进入机器CMOS设置，确认或修改并口设置为：ECP模式；地址：0378-037F ·进入系统控制面板，将电源使用方案修改为:一直开。三、软件详细介绍 1、建立新的井记录点击桌面上无线随钻测斜仪图标，进入系统界面：

选择[新建工程]，进入[新建工程]界面：填写新的工程参数：

井名：本井的名称钻次：标明本趟钻是第几趟钻日期：建立此工程的日期时间：建立本工程的时间服务井队：被服务的井队号磁偏角：本井所在地的磁偏角本地磁场：所在地的磁场强度解码方式：选择Ｄ４解码方式角差：由工程人员提供的本趟钻的角差仪器连接时间：连接仪器时的时间脉冲数：本趟钻所发脉冲数，初始为0 电池能量：开始连接时所用电池的能量电池余量：所用电池剩余的电量

循环时间：本趟钻循环的时间和，初始为0 其中日期，时间和仪器连接时间推荐使用按钮选择填写填写完毕后，检查无误，按[确定]，进入主界面。 2、进入上一次测量记录如本井尚未结束或查看以往记录，可点击<进入上一次测量记录>: 检查参数输入是否正确，如正确，点击<确定>进入上一次的工程记录：

MWD无线随钻测斜仪

MWI无线随钻测斜仪一、作用及功能美国SPERRY-SU公司生产的定向MWD随钻测量仪器（简称 “ DWD ）,DWD无线随钻测斜仪就是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同, 普遍用于高难度定向井的井眼轨迹测量施工, 特别适用于大斜度井与水平井中, 配合导向动力钻具组成导向钻井系统，以及海洋石油钻井，目前使用的MWDE线随钻测斜仪主要有三种传输方法: 1、连续波方法：连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波, 由井下探管编码的测量数据通过调制器系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移, 在地面连续地检测这些相位移的变化,并通过译码转换成不同的测量数据。 2、正脉冲方法：泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积, 从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高, 针阀的运动就是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化, 并通过译码转换成不同的测量数据。 3、负脉冲方法：泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用, 开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀, 可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空, 从而引起钻柱内部的泥浆压力降低, 泄流阀的动作就是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立

管压力的变化, 并通过译码转换成不同的测量数据。二、主要组成部分及功能 DWD无线随钻测量仪器就是由地面部分(MPSR计算机、TI?终端、波形记录仪、防爆箱、DDU司钻阅读器、泥浆压力传感器、泵冲传感器)、井下部分(MEP探管、下井外筒总成、脉冲发生器与涡轮发电机总成、无磁短节)及辅助工具、设备组成。 (1)M PSR计算机与磁卡软件包 MPSF计算机就是DWD随钻测量仪器的地面数据处理设备，它接受来自泥浆压力传感器的测量信息, 进行数据的处理、储存、显示、输出。 (2)DDU司钻阅读器：为司钻提供工具面、井斜角、井斜方位角等信息的直观显示。 (3)T I 终端:MPSR计算机的控制键盘与数据终端之功能。 (4)波形记录仪：简称SRC就是WESTERN GRA-PHTEC2图形记录仪, 它主要用来记录来自井下仪器的泥浆脉冲与来自泥浆泵的杂波, 利用记录的泥浆脉冲图形, 人工译码也可以得到一系列井下传输来的数据, 也可计算井下仪器的数据传输速度。 (5)防爆箱：就是DWD系统的保护装置，限制与它连接的其它设备的电压与电流,防止出现电火花, 保证计算机、仪器设备的安全。 (6)泥浆压力传感器与泵冲传感器: 就是地面仪器设备分别安装在泥浆立管与泥浆泵上, (7)MEP 探管 MEP 探管就是装有磁性与重力测量元件与电子组件的井下测量仪器, 它可

MWD无线随钻测斜仪

MW无线随钻测斜仪、作用及功能美国SPERRY-SUN司生产的定向MW随钻测量仪器（简称“DWD）, DW无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同，普遍用于高难度定向井的井眼轨迹测量施工，特别适用于大斜度井和水平井中，配合导向动力钻具组成导向钻井系统，以及海洋石油钻井，目前使用的MW无线随钻测斜仪主要有三种传输方法： 1.连续波方法：连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波，由井下探管编码的测量数据通过调制器系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现相位移，在地面连续地检测这些相位移的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。 2.正脉冲方法：泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高，针阀的运动是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。 3.负脉冲方法：泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环

空，从而引起钻柱内部的泥浆压力降低，泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。二、主要组成部分及功能 DWD无线随钻测量仪器是由地面部分(MPSF计算机、TI?终端、波形记录仪、防爆箱、DDU司钻阅读器、泥浆压力传感器、泵冲传感器)、井下部分(MEP探管、下井外筒总成、脉冲发生器和涡轮发电机总成、无磁短节)及辅助工具、设备组成。 (1) MPSR计算机和磁卡软件包 MPSF计算机是DWD随钻测量仪器的地面数据处理设备，它接受来自泥浆压力传感器的测量信息，进行数据的处理、储存、显示、输出。 (2) DDU司钻阅读器：为司钻提供工具面、井斜角、井斜方位角等信息的直观显示。 (3) TI 终端：MPSF计算机的控制键盘和数据终端之功能。 (4) 波形记录仪：简称SRC是WESTERN GRA-PHTECt图形记录仪，它主要用来记录来自井下仪器的泥浆脉冲和来自泥浆泵的杂波，利用记录的泥浆脉冲图形，人工译码也可以得到一系列井下传输来的数据，也可计算井下仪器的数据传输速度。 (5) 防爆箱：是DW系统的保护装置，限制与它连接的其它设备的电压和电流，防止出现电火花，保证计算机、仪器设备的安全。 (6) 泥浆压力传感器和泵冲传感器：是地面仪器设备分别安装在泥浆立管和泥

LWD 无线随钻测量系统及现场应用

LWD 无线随钻测量系统及现场应用一、概述 LWD是九十年代以来，在钻井专业方面发展起来的一种代表钻井新技术的新型测量、测井仪器。该仪器的主要特点是，在钻进的同时，能够及时获得有关井眼轨迹的参数和地层的特性，因而具有常规MWD和有线测井仪器难以具备的优点。设计多上采用模块化的设计原理，允许将各个传感器的位置，按照作业需要或用户的要求进行改变。信号传输系统主要由正脉冲或负脉冲脉冲信号发生器组成，在钻井作业的同时，井下传感器测得的地质参数数据，由脉冲发生器以正脉冲或负脉冲信号的形式通过泥浆介质，实时的传递至地面计算机处理系统。地面计算机处理系统主要包括脉冲信号接受器和计算机处理系统，传输至地面的脉冲信号，由该系统接受并处理成数字信号，现场人员可根据需要和用户要求，绘制出各种类型的测井曲线，对地质参数的变化情况进行随时的监控，并作出相应的判断。同时，井下记录模块，也将这些地质参数储存下来，供仪器起出地面后进行调用。目前，LWD仪器和测量技术正广泛的应用于定向探井、水平井和大位移定向井的钻井施工过程中，为现场施工提供诸如随钻地质测井、地质导向、风险回避、提高钻井效率等多方面的应用。随钻地质测井 LWD可以在钻进作业进行的同时，实时的测取地质参数，并按照用户的需要，绘制出各种类型的测井曲线，提供给地质人员作为进行地质分析的依据。由于是实时测量，地层暴露时间短，在钻时较快的情况下，暴露时间可以忽略不计。因此，测井曲线是在地层液体有轻微入侵甚至没有入侵的环境下获得的，与电缆测井相比，更接近地层的真实情况。可以使我们获得刚刚打开储层的油藏物性的最早期资料。同时，由于是在钻进速度下进行测量，因而与电缆测井相比，具有更高的精度。在必要的情况下，还可以将LWD测井曲线与电缆测井曲线进行对比，获得地层被流体侵入的实际资料，为进行地层液体的特性分析提供帮助。（见图-1）地质导向 LWD提供的实时地质参数数据，可以帮助现场人员随时监控地质参数的变化情况，对将要出现的地层变化作出准确的判断。因此，配合定向参数测量传感器，在水平井钻井中，可以采用LWD进行地质导向，准确的控制井眼轨迹穿行于储层中有利于产油的最佳位置，有效的回避油/气和油/水界面。利用这一技术可以大幅度的提高单井产量和储层采收率。