MWD现场操作手册(暂用)20060416

一、无线随钻测量仪器介绍

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的传输方式不同，目前胜利钻井院使用的MWD 施工主要包括下面两种方式实现信号的传输：

1、负脉冲方式

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。

图1、 泥浆负脉冲方法工作原理示意图

这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合传输定向和地质资料参数。 缺点是：下井仪器的结构较复杂，组装、操作和维修不便，需要专用的无磁钻铤。 2、正脉冲方式

图2泥浆正脉冲方式工作原理示意图

泥 浆

浆

针阀不动

针阀上升

泥浆

泥浆

阀门关

阀门开

时间

如图2所示，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。这种方法的优点是：下井仪器结构简单、尺寸小，使用操作和维修方便，不需要专门的无磁钻铤。缺点是：数据传输速度慢，不适合传输地质资料参数。

3、电磁波传输方式

因空气钻井的项目，将引进两套电磁波信号传输MWD。

电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。井下仪器将测量的数据加载到载波信号上，测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射，如图4所示。地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码、计算，得到实际的测量数据。

图4 电磁波信号传输示意图

这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。

缺点是：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限，不适合超深井施工。

二、GEOLINK 无线随钻测量仪操作规程

1 范围

本标准规定了GEOLINK MWD 无线随钻测量仪的准备与检查、组装与测量、资料处理、回收、保养，运输与储存。

本标准适用于GEOLINK MWD 无线随钻测量仪。 2 准备与检查

2.1上井前的准备与检查 2.1.1 仪器配备

仪器配备清单见附录A 。 2.1.2 配件及工具配备

配件及工具配备清单见附录B 。 2.1.3 设备配备

设备配备清单见附录C 。 2.1.4 工作间

a) 接入电源为220Χ(1±15%)Vac ，50Χ(1±10%) Hz 的稳定交流电； b) 室内供电线路完好；

c) 稳压电源和UPS 工作正常； d) 空调工作正常；

e) 工作间消防器材完备，工作间可靠接地。 2.1.5 专用无磁钻铤及接头

a) 各专用无磁钻铤及接头尺寸符合要求； b) 各专用无磁钻铤的水眼尺寸符合要求； 2.1.6 MWD 测量仪器的标定参数 2.1.6.1 MWD 测量仪器的标定参数

a) MWD 测量仪器在用于现场之前必须进行精度测试，通过精度的测试对仪器性能进行验证。

b ）记录MWD 测量仪器编号及精度记录。 2.1.6.2 MWD 测量仪器的精度要求

a) 井斜角≤±０.1。

b) 方位角≤±１。

c) 温度≤±１。

C d) 磁场强度≤±0.075μT

e) 重力工具面≤±０.5。

f) 磁性工具面≤±１。

2.1.7 组装测量仪器 2.1.7.1测量仪器

a) 外观无损伤，无弯曲，无变形； b) 连接端清洁无损伤；

c) 脉冲发生器测试要求按表1执行

d) 驱动短节充电电流在规定的范围之内,充电电流在300mA-400mA,测试正常；

e) 定向电池电压测试标准按表2执行

表2定向电池电压测试标准

g) 记录各部分编号。

2.1.7.2组装测量仪器总成

a) 组装脉冲发生器总成；

b) 组装驱动短节总成；

c) 组装定向电池总成；

d) 组装定向测量总成；

e) 将脉冲发生器总成、驱动短节总成、定向电池总成、定向测量总成用专用电缆连接，

组成测量仪器总成。

2.1.8测量仪器组合测试

a) 将组装好的测量仪器总成通过探管并口测试盒与计算机连接，在车间对测井仪器组

合进行测试；

c) 通过地面确认测试，确保测量仪器的参数符合要求。在测试报告上填写各项测试参数；

d) 在测量仪器专用无磁钻铤和接头两端装入护丝。

2.1.9地面系统

a) 各地面仪器外观无损伤；

b) 地面接口箱通电，测试各功能键正常；

c) 将压力传感器用电缆与地面接口箱连接，使用压力泵测试压力传感器在0MPa-30MPa

的规定压力范围内工作正常；

d) 将司钻阅读器通过电缆与司钻阅读器电源箱连接，通电测试司钻阅读器正常；

2.1.10地面系统测试

a) 将地面系统各部分连接起来，打开电源；

b) 开启计算机进入专用定向测量软件；

c) 接口箱电流表有4mA电流显示，将压力传感器输出信号模拟器接到地面接口箱，并

发送模拟信号，在打印曲线上应有相应的脉冲波形显示；

d) 测试司钻阅读器，司钻阅读器显示正常；

e) 测试井深跟踪仪，井深跟踪仪通讯正常。

2.2 施工前的准备与检查

2.2.1井队应协助仪器操作员将仪器工作间放置在距离井口60米范围内安全、平整、方便的场

地上。

2.2.2由井队电工负责将井场供电线路连接到仪器工作间，接入电压220Χ(1±15%)Vac，频率50Χ(1±10%) Hz的稳定交流电。地面设备和室内设备的用电电流量约20A，所接的供电开关载荷应在30A以上，避免频繁跳闸。

2.2.3将定向仪器专用无磁钻铤放置在安全、方便的地方。

2.2.4安装压力传感器，由井队技术人员卸开立管上合适的位置安装压力传感器，并检查是否泄漏。

2.2.5 仪器操作员应在司钻易于观看且不妨碍其操作的地方安装司钻阅读器。

2.2.6 安全铺设压力传感器、司钻阅读器的连接电缆，电缆的铺设应不影响车辆的通行和井场上的正常作业。电缆应根据实际情况架空或埋地，架空高度应不低于5米，埋地埋深不小于0.4米，钻台上的部分用扎条固定于井架上。

2.2.7 安装计算机、地面接口箱，将传感器通过接口箱与计算机连接，并按要求接好仪器接地线。

2.2.8开启地面系统，测试各部分功能正常。

2.2.9收集现场数据,建立基本数据文件。

a)该地区磁场强度，磁倾角，磁偏角，重力加速度值；

b) 钻井液类型，密度，粘度，固相含量，含砂量；

c) 泵缸套直径，冲程，冲数，容积，上水效率；

d) 套管尺寸及下深，造斜点位置，井底方位和井斜角，设计方位和最大井斜角；

e) 所钻地层岩性；

f) 钻杆尺寸，钻铤尺寸，钻头尺寸，钻头水眼数及钻头水眼尺寸；

g) 将上述数据输入计算机，建立基本数据文件。

2.2.10 根据现场具体情况，确定施工参数并对施工方做出要求。

2.2.10.1 井眼状况要求

使用MWD仪器前，井队应保证井眼的通畅，必要时应及时通井。

2.2.10.2钻井液性能的施工要求

a) 钻井液的含沙量不大于0.5；

b) 钻井液中不能加堵漏剂和玻璃球等大颗粒物质；

c) 钻井液的粘度和密度已达到钻井设计要求。

2.2.10.3钻井泵和循环系统的要求

a) 钻井泵的上水效率要求在95%以上；

b) 钻井泵的空气包压力要稳定，按要求补充其压力，压力为钻井泵正常工作时压力值

的1/3，若使用双泵，两台泵的空气包的压力应一致；

c) 整个循环系统所使用的滤网要干净，泵出口滤网在使用MWD仪器前要进行清洗，钻

井液净化设备均可正常工作，钻井液中无杂物；

d) 必须使用钻杆滤清器。