无线随钻MWD培训

连续波方式
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，由井下探管编码后的测量数据通过调制系统控制的定 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、计算得到测量数据，如图1所示。
这种方法的优点是：数据传输速度快、精度高。
14°/30m 14°/100ft
650 6-1/2" 165 mm 2.815" 71.44mm 6ft 1.829 m 411X410 4-1/2"IF
30000 40700
21°/30m 21°/100ft 10°/30m 10°/100ft
1200 8" 203 mm 3-1/4" 82.55mm 6ft 1.829 m 631X630 6-5/8" REG
22.1～75.7 升/秒(225-1500GPM)
泥浆类型
水基泥浆 (清水或盐水) 油基泥浆 (原油或矿物油)
泥浆密度
小于 2170Kg/m3 （18PPG）
含砂量
小于 1％
塑性粘度
小于 50 cp
可承受最大压力
15000Psi（104MPa）
最高工作温度
125℃(302℉)
堵漏材料
不允许使用
技术规范
仪器测试
三、探管工作方式测试
测试目的主要是为了测试探管前设置的工作方式是否是与设计的一致、
探管是否发射脉冲以及工具面是否正确。
地面设备安装
测量方法
一、探管工作时序 二、探管工作方式 三、测量方式 四、测量方法
测量方法
一、探管工作时序
等待，直到检测到下一 个FLAG信号 否
开泵 预热30秒 RUN-IN 脉冲
TAG 信号 二进制代码
TAG 信号 十进制代码
0 000 0 001 0 010 0 011 0 100 0 101 0 110 0 111
00 11 12 03 14 05 06 17
1 000 1 001 1 010 1 011 1 100 1 101 1 110 1 111
08 19 1 10 0 11 1 12 0 13 0 14 1 15
MWD测量系统的介绍
MWD 随钻测量仪器是正脉冲仪器,靠井下转子提 供动力。转子与内轴藕合，轴底端连接一发电机， 为探管供电；上端连接一液压泵，为脉冲发生器 提供能量。泥浆在鱼颈总成和限流环与蘑菇头形 成的环形空内流动，当有信号传递时，蘑菇头升 起9.4mm，停一下，然后回到原位，短时的蘑菇 头伸长就产生了正压力脉冲。地面上采用泥浆压 力传感器检测来自井下仪器的泥浆脉冲信息，并 传输到地面地面数据处理系统进行处理，井下仪 器所测量的井斜角、方位角和工具面数据可以显 示在地面数据处理系统或 DDU司钻阅读器上.
MWD测量系统的介绍
优点: .结构紧凑、体积小，现场检测、组装和拆卸容易 . 采用涡轮发电机为井下仪器供电，使井下仪器的连续工作
时间长、费用低 .具有短测量（SHORT SURVEY）和全测量（FULL SURVEY）
功能
.地面数据处理系统采用的地面数据处理系统抗震和抗干扰
能力强
MWD测量系统的介绍
无线随钻MWD系统操作
兰德能源公司 2008.11
无线随钻MWD的介绍
MWD 无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜 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，目前采 用MWD施工主要依靠下面四种方式实现信 号的传输：
1、连续波方式 2、正脉冲方式 3、负脉冲方式 4、电磁波传输方式
系统的组成
六、 MEP/PCD 探管 探管是装有磁性和重力测量元件和电子组件的井下测量仪 器，它可以测量与井斜角、方位角和工具面角有关的磁性 和重力分量，经过放大和A-D转换后，由微处理器处理， 通过调制电路传送到脉冲发生器。
七、脉冲发生器
八、钻杆滤清器 钻杆滤清器用来滤除大颗粒钻屑、手套、木块等杂物，这 些物质可能流入脉冲发生器内，造成事故。
17.48ft 5.33m
31ft 9.449 m
连接扣型 上扣扭矩
Special
311X310 3-1/2"IF
ft.lb
3200
9900
N.m
4340
13400
注意：以上扭矩允许有±10%的波动。
最大狗腿度
滑动
30°/30m 30°/100ft
30°/30m 30°/100ft
转动
30°/30m 30°/100ft
系统的组成
九、对讲机 对讲机主要用于仪器房内的操作人员与钻台上的 施工人员进行对话。
十、悬挂短节 悬挂短节主要用于放置井下仪器总成。
十一、其它设备和工具 其它设备和工具包括各种连接电缆、操作工具、 测试工具、操作间、电源等。
仪器测试
一、脉冲发生器绝缘测试 二、蘑姑头伸缩测试 三、探管工作方式测试 四、DDU（RFD）测试 五、压力传感器测试 六、防爆箱测试 七、电缆测试
系统的组成
一、地面数据处理系统 地面数据处理系统是 MWD 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 的处理和储存，并且在 地面数据处理系统和 DDU 司钻阅 读器上显示，或在打印机上打印。测量人员可以通过观察 地面数据处理系统显示的波形和数据，判断或调整地面设 备、井下仪器的工作状态。
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。
电磁波传输方式
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。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。 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。
三、系统测量精度
方位角 井斜角 磁性工具面
高边工具面
±1.5°(Inc.>10°，Dip<70°) ±0.2°(在 0--180°范围内) ±2.8° ±2.8°
系统的组成
MWD 无线随钻测量仪器是由地面部分（地面数据处理系 统、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/PCD 探管、下井外筒总成、 涡轮发电机总成、无磁短节）及辅助工具、设备组成。
二、井下仪器工作条件：
泥浆泵
双缸或三缸泵
空气包充气量
推荐充气压力为立管压力的 30～40％
允许泥浆排量
Super-slim 系统
5.7～12.6 升/秒(90-200GPM)
350 系统
9.5～22.1 升/秒(150-350GPM)
650 系统
14.2～41.0 升/秒(225-650GPM)
1200 系统
只进行测量施工。无任何工具面出现。开泵
MWD无线随钻下井仪器有4个不同的系列: .1200系统 .650系统 .350系统 . SUPERSLIM系统
技术规范
1.井下工具技术规范： DWD 类型
SuperSlim
350
钻铤外径
3-1/2" 89mm
4-1/2" 121 mm
内径
2.125" 53.96mm
2.815" 71.44mm
一般长度
47000 63700
9-1/2" 241mm 3-1/4" 82.55mm 6f来自百度文库 1.829 m 731X730 7-5/8" REG
83000 113500
14°/30m 14°/100ft 8°/30m 8°/100ft
14°/30m 14°/100ft 8°/30m 8°/100ft
技术规范
利用这些先进的地质测井无线随钻仪器得出的沉积环境资 料可以准确识别地层倾角、断层和不整合面，在实现精确 地质导向的同时，对地层进行早期的实时评价。
无线随钻 MWD测量系统的基本操作
• MWD测量系统的介绍 • MWD的技术规范 • 系统的组成 • 仪器测试 • 地面设备安装 • 测量方法 • 改变井下仪器数据传输率的方法 • 改变井下仪器测量方式的方法
系统的组成
四、DIB接口箱 DIB 接口箱是MPSR机架的替代工具，和计算即联合使用， 其功能比MPSR机架更加强大，可以单独实现仪器测试、 信号检测等功能。
五、泥浆压力传感器和泵冲传感器 泥浆压力传感器安装在泥浆立管上，检测来自井下仪器器 的脉冲信息，并将该泥浆的压力脉冲转化成电脉冲信息传 至 地面数据处理系统进行处理和显示。泵种传感器安装在 泥浆泵上，计量泵冲数，并将该泵冲数传送至 地面数据处 理系统，用于进行数据处理时的泥浆泵冲滤波。
有三类： 1。MPSR，是老式的单片机处理系统 ，已淘汰。 2。带地面测试盒DIB的PCDWD系统 ，目前国内使用普遍。 3。INSITE系统，只在进行地质导向施工时使用。
系统的组成
二、DDU 司钻阅读器 司钻阅读器主要用来在钻台面实时显示井下工具数据及测 量数据。
三、防爆箱 防爆箱是 DWD 无线随钻测斜仪系统的保护装置 ，它是限 制与它连接的其它设备的电压和电流，防止出现电火花， 保证仪器设备在现场使用的安全。通过防爆箱与地面数据 处理系统连接的地面仪器装置有：泥浆压力传感器、泵冲 传感器和 DDU 司钻阅读器 ，并为这些仪器装置提供电源。
备注
开泵后传送一组测量数据和井下仪器参数，
适合于泵好的井队施
1
开泵测量 然后循环传送磁性/高边工具，中间无测量 工。
数据出现。磁性/高边转换角度为 5°。
开泵后传送一组测量数据和井下仪器参数，
2
开泵测量 然后磁性/高边工具面和测量数据循环传 我公司习惯采用。
送。磁性/高边转换角度为 5°。
只用于需要测量的钻
代表要传输的数据类型
磁性全测量方式 磁性短测量方式 磁性随钻全测量方式 磁性随钻短测量方式 磁性随钻工具数据组 磁性工具面数据组 没用 没用
重力全测量方式 重力短测量方式 重力随钻全测量方式 重力随钻短测量方式 重力随钻工具数据组 重力工具面数据组 没用 没用
测量方法
二、探管工作方式
探管工作方式 测量方法 测量内容
FLAG 信号 TAG信号
测量TAG内容
检测到 TAG？ 否
检测到 FLAG？ 停泵
是 是
测量方法
TAG信号是一个信号
格式标志信号，它表 示井下仪器向上传递 的是什么样的数据。 地面系统检测到该码 后，就以该码的固定 规定格式对信号进行 解码、计算，最终得 到测量结果。TAG信 号是由五个二进制数 组成的代码，TAG信 号的第一位表示工具 面类型，如上表所示 ，0代表磁性工具面 ，而1代表重力（高 边）工具面。TAG信 号的第五位是奇偶校 验位。
仪器测试
一.脉冲发生器绝缘测试 测试目的
1.1 绝缘性测试主要是为了检查脉冲发生器内部电路是否 正常。 1.2 注意：绝缘性测试应在室温、干燥的环境中进行，潮湿、过冷或
过热的 环境，对测量结果影响很大。
仪器测试
二、蘑姑头伸缩测试
测试目的
1 检测脉冲发生器是否能够发射脉冲； 2 发射脉冲的力度是否满足施工需要； 3 脉冲发生器密封性是否完好； 4 让脉冲发生器蘑姑头完全缩回，确保定位准确。 注意：测试时应确保测试盒电源正常。
地质测井无线随钻仪器的简单介绍
除定向 MWD 无线随钻测斜仪以外，国外厂家还开发研制 了带地质参数和工程参数的无线随钻测斜仪及测井无线随 钻测斜仪.如哈里伯顿公司FEWD,贝克休斯公司和斯伦贝 谢公司的LWD.
测量的参数:井斜、方位、 伽玛、地层电阻 率、密度、中子孔隙度、光电指数、超声 波井径、声波等地层参数.
缺点是：结构复杂，数字译码能力较差。
正脉冲方式
泥浆正脉冲发生器的蘑菇头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。
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。