智能钻杆遥测系统.ppt
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ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究PPT课件
从国外引进，但只在海钻或在配 备顶驱的高端钻井上使用。高端 钻机在国内显然较稀少，国外的 钻杆自动传送在国内无法普及， 原因如下：
a.中国劳动力充沛、成本低，所以要求钻井自动化的成本要与传统钻井方式成本 相当，或低于传统钻井方式。
b.在国内普遍使用的是以ZJ50D为代表的传统钻机，如右图，这种钻机平台相对 国外的尺寸较大，所以传送系统必须配有平台水平传送装置。
ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究
目录
一.课题意义、国内外研究现状 二.研究目标、内容，关键性问题
三.研究方法、技术路线、试验方案与可行性分析
四.课题的创新性 五.计划进度、预期进展、预期成果 六.工作积累、工作成绩
一.课题意义、国内外研究现状
1.课题意义：
石油是世界最主要的能源之 一，而石油钻井技术则成为 各国竞争的热点。由于生产 力的快速发展，要求钻机向 着大功率系统发展，所用器 材及人力也大幅增加，钻井 机械自动化成为了发展的必 然趋势。钻杆的传送作为钻 机主要环节也必将向着自动 化方向发展。
四.课题的创新性
在国内的钻井平台上实现钻杆传送的自动化、半自动化作业 。相比传统人工作业，安全性、经济性与工作效率都得到明 显提升。
该装置直接执行部分拟选用全液压控制，托盘与立柱定位准 确，机械手夹持稳固，容易实现装置的自动化，在运行过程 中实现了自动化与稳定性的理想结合。
以两机械手的相互传送技术来降低桅杆高度，近而降低了机 构的制造与安装难度。
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a.中国劳动力充沛、成本低，所以要求钻井自动化的成本要与传统钻井方式成本 相当，或低于传统钻井方式。
b.在国内普遍使用的是以ZJ50D为代表的传统钻机，如右图，这种钻机平台相对 国外的尺寸较大，所以传送系统必须配有平台水平传送装置。
ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究
目录
一.课题意义、国内外研究现状 二.研究目标、内容，关键性问题
三.研究方法、技术路线、试验方案与可行性分析
四.课题的创新性 五.计划进度、预期进展、预期成果 六.工作积累、工作成绩
一.课题意义、国内外研究现状
1.课题意义：
石油是世界最主要的能源之 一，而石油钻井技术则成为 各国竞争的热点。由于生产 力的快速发展，要求钻机向 着大功率系统发展，所用器 材及人力也大幅增加，钻井 机械自动化成为了发展的必 然趋势。钻杆的传送作为钻 机主要环节也必将向着自动 化方向发展。
四.课题的创新性
在国内的钻井平台上实现钻杆传送的自动化、半自动化作业 。相比传统人工作业，安全性、经济性与工作效率都得到明 显提升。
该装置直接执行部分拟选用全液压控制，托盘与立柱定位准 确，机械手夹持稳固，容易实现装置的自动化，在运行过程 中实现了自动化与稳定性的理想结合。
以两机械手的相互传送技术来降低桅杆高度，近而降低了机 构的制造与安装难度。
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随钻测井及地质导向钻井技术
泥浆
立管压力
叶片连续转动，波形连续变化
时间
二、随钻测量技术
随钻测井及地质导向钻井技术
报告提纲
一、地质导向钻井技术概述 二、随钻测量技术 三、LWD地质导向仪器 四、地质导向技术应用实例 五、结论与认识
一、地质导向钻井技术概述
按照预先设计的井眼轨道钻井。
任务是对钻井设计井眼轨道负责，使
实钻轨迹尽量靠近设计轨道，以保证
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。（由于地质
（2）井口设备：进行随钻测量时, 必须要用电缆把探管送至井下, 并通 过电缆给井下仪器供电, 同时把井下探管测量到的那些数据信息输送到地面 计算机。另外, 随钻测量时井下采用动力钻具, 循环泥浆。因此, 井口设备 完成两个功能: I.电缆密封；Ⅱ.保证泥浆正常循环。
二、随钻测量技术
2、MWD技术
MWD（Measurement While Drilling）无线随钻测量仪，是对 定向井、水平井井眼轨迹随钻监测并指导完成井眼轨迹控制的测量 仪器。 MWD无线随钻测量仪器在油田勘探开发各个阶段中，为高难 度定向井、水平井、大位移井、分支井提供高精度导向测量。同时 由于实时无电缆传输的优势，满足了滑动钻井和旋转钻井的要求， 为各种井型提供高效率的井下工程及地质数据传输，从而大幅度地 提高钻井效率和降低整体钻井成本。并为后续多地质参数的测量提 供了挂接条件和数据结构平台，使随钻测井进而实现地质导向成为 可能。
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
探管工作原理
探管坐标系及参数定义 井斜角（INC）：井眼轴线上任一点的井眼切线方向线，与通过该点的重 力线之间的夹角。
G2 INCarctg X
GY2
GZ
基于RFID的智能钻杆管理系统
１ ９ ８ ０ ｓ ． Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ． ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ （ １ ｏ Ｔ ） ｉ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ． Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｏ ｆ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ ａ ｎ ｄ
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全球定位系统实时动态(RTK)测量技术规范宣贯幻灯片PPT
全球定位系统实时动态(RTK)测 量技术标准宣贯幻灯片PPT
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标准化及标准
n 标准化的思想 n 在自然界和人类社会中，存在着大量的重复性事
物。人类在不断深入地认识屡次重复事物的规律 性的根底上，试图找出事物存在的开展的最正确 状态，提出再次重复应用的假设干标准化要求， 并以各种形式将其固定下来，作为共同遵守的准 那么普及应用。
专家评审
n 2021年11月，由国家测绘局标准化委员会在北京 组织评审。
n 评审组由9名专家组成，分别来自武汉大学、中国 测绘科学研究院、国家根底地理信息中心、测绘 标准化研究所、国家测绘产品质检中心、北京院 、天津院等，组长由武汉大学测绘学院李建成院 长担任。
审查意见汇总修改表 n审查意见汇总修改表
编写过程
2021年10月，编写组完成了标准征求意见稿。 2021年11月17日发往全国各省、自治区、直辖市测绘系统35
个单位征求意见。截至2021年12月27日，共收到了 20个测 绘单位的反响意见，反响率为57％，共有反响意见112条 。经过认真分析和研讨，采用或局部采用的60条，占 53.6%；不采用52条，占46.4%。 2021年1月，完成标准送审稿，同时编写了“标准编制说明 〞和“征求意见处理表〞。
标准说明
3、术语
对标准相关的术语作简要的解释，帮助理解标 准的内容:
实时动态测量〔RTK〕、 连续运行基准站系统、 网络RTK、空间位置精度因子〔PDOP〕、观测次 数、基准历元、固定解……
术语
n 3.1 n 实时动态测量 Real Time Kinematic〔RTK〕 n RTK测量技术是全球卫星导航定位技术与数据通
标准化的根本原那么
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标准化及标准
n 标准化的思想 n 在自然界和人类社会中，存在着大量的重复性事
物。人类在不断深入地认识屡次重复事物的规律 性的根底上，试图找出事物存在的开展的最正确 状态，提出再次重复应用的假设干标准化要求， 并以各种形式将其固定下来，作为共同遵守的准 那么普及应用。
专家评审
n 2021年11月，由国家测绘局标准化委员会在北京 组织评审。
n 评审组由9名专家组成，分别来自武汉大学、中国 测绘科学研究院、国家根底地理信息中心、测绘 标准化研究所、国家测绘产品质检中心、北京院 、天津院等，组长由武汉大学测绘学院李建成院 长担任。
审查意见汇总修改表 n审查意见汇总修改表
编写过程
2021年10月，编写组完成了标准征求意见稿。 2021年11月17日发往全国各省、自治区、直辖市测绘系统35
个单位征求意见。截至2021年12月27日，共收到了 20个测 绘单位的反响意见，反响率为57％，共有反响意见112条 。经过认真分析和研讨，采用或局部采用的60条，占 53.6%；不采用52条，占46.4%。 2021年1月，完成标准送审稿，同时编写了“标准编制说明 〞和“征求意见处理表〞。
标准说明
3、术语
对标准相关的术语作简要的解释，帮助理解标 准的内容:
实时动态测量〔RTK〕、 连续运行基准站系统、 网络RTK、空间位置精度因子〔PDOP〕、观测次 数、基准历元、固定解……
术语
n 3.1 n 实时动态测量 Real Time Kinematic〔RTK〕 n RTK测量技术是全球卫星导航定位技术与数据通
标准化的根本原那么
《遥测遥控》课件
遥测遥控的历史可以追溯到无线电通信的发展。从最早的电报系统到现代的 卫星通讯，遥测遥控技术的不断创新和应用推动了人类社会的进步。
遥测遥控应用范围
遥测遥控广泛应用于航空航天、军事、海洋、环境监测、医疗保健和智能家居等领域。它为各行各业提供了更高效、 更安全、更便捷的解决方案。
遥测遥控原理和技术
1 遥测
2 遥控
通过传感器采集物体或系统的数据，如温度、压 力和湿度等，然后通过无线信号传输给接收机。
通过发送指令控制远程设备的运行和状态，如遥 控飞机、遥控车辆和遥控家电等。
遥测遥控系统的组成和功能
组成
遥测遥控系统由传感器、数据处理单元、通信模块和 执行单元组成。
功能
实时监测、远程控制、数据存储、故障诊断和自动化 控制。
ห้องสมุดไป่ตู้
遥测遥控系统的卫星通信
遥测遥控系统利用卫星通信技术实现远距离数据传输和操作控制。它具备广覆盖、稳定性强、抗干扰能力强等优点， 广泛应用于航天、军事和环境监测等领域。
《遥测遥控》PPT课件
《遥测遥控》PPT课件大纲： 1. 什么是遥测遥控？ 2. 遥测遥控的历史和发展 3. 遥测遥控应用范围 4. 遥测遥控原理和技术
什么是遥测遥控？
遥测遥控是通过远距离传输数据和操作指令的技术。它可以实现对遥远物体 或系统的监测和控制，为人类探索和应用带来了巨大的便利。
遥测遥控的历史和发展
遥测遥控传输方式
无线电传输 卫星通信 光纤传输
通过无线电波传输遥测遥控信号。 利用卫星传输遥测遥控信号，适用于较远距离通信。 使用光纤传输遥测遥控信号，高速稳定可靠。
遥测遥控数据链路安全
数据链路安全是遥测遥控中的重要问题，包括数据加密、身份验证和防护措 施等，以保障数据传输的保密性、完整性和可用性。
遥测遥控应用范围
遥测遥控广泛应用于航空航天、军事、海洋、环境监测、医疗保健和智能家居等领域。它为各行各业提供了更高效、 更安全、更便捷的解决方案。
遥测遥控原理和技术
1 遥测
2 遥控
通过传感器采集物体或系统的数据，如温度、压 力和湿度等，然后通过无线信号传输给接收机。
通过发送指令控制远程设备的运行和状态，如遥 控飞机、遥控车辆和遥控家电等。
遥测遥控系统的组成和功能
组成
遥测遥控系统由传感器、数据处理单元、通信模块和 执行单元组成。
功能
实时监测、远程控制、数据存储、故障诊断和自动化 控制。
ห้องสมุดไป่ตู้
遥测遥控系统的卫星通信
遥测遥控系统利用卫星通信技术实现远距离数据传输和操作控制。它具备广覆盖、稳定性强、抗干扰能力强等优点， 广泛应用于航天、军事和环境监测等领域。
《遥测遥控》PPT课件
《遥测遥控》PPT课件大纲： 1. 什么是遥测遥控？ 2. 遥测遥控的历史和发展 3. 遥测遥控应用范围 4. 遥测遥控原理和技术
什么是遥测遥控？
遥测遥控是通过远距离传输数据和操作指令的技术。它可以实现对遥远物体 或系统的监测和控制，为人类探索和应用带来了巨大的便利。
遥测遥控的历史和发展
遥测遥控传输方式
无线电传输 卫星通信 光纤传输
通过无线电波传输遥测遥控信号。 利用卫星传输遥测遥控信号，适用于较远距离通信。 使用光纤传输遥测遥控信号，高速稳定可靠。
遥测遥控数据链路安全
数据链路安全是遥测遥控中的重要问题，包括数据加密、身份验证和防护措 施等，以保障数据传输的保密性、完整性和可用性。
智能化钻机——钻杆自动运移系统的研究现状
智能化钻机——钻杆自动运移系统的研究现状第一篇：智能化钻机——钻杆自动运移系统的研究现状钻杆自动排放运移装置的研究现状摘要：自动钻杆排放运移装置用自动化的机械装备代替了人工操作，实现了人与钻杆的分离和钻杆的自动化排放运移。
自动钻杆排放运移装置降低了井台操作风险，减少了起下钻时间，使得钻进效率大幅提升，目前在海洋钻井平台已广泛应用。
介绍了国内外的钻杆自动排放运移装置的研究现状，并分析了其优缺点，并对国外现有的自动排放运移装置进行了系统分类。
关键词：钻杆自动运移装置；陆地钻机；钻杆排放系统；自动化钻井Research status of Automatic handling and transportsystem device of drill pipeABSTRACT Automatic handling and transport system device of drill pipe use automation machinery and equipment to achieve the separation of people and the drill pipe and the automatic drill pipe.Automatic handling and transport system device of drill pipe reduce the well operation risk, and reduce the tripping time, make the drilling efficiency increases.Nowadays, this system has been widely applied to offshore drilling platform.The paper introduces the research status of Automatic handling and transport system device of drill pipe at home and abroad.Their advantages and disadvantages are analyzed.The paper includes the system classification of the automatic handling and transport system device of drill pipe in the existing.Keywords: Automatic handling and transport system device of drill pipe;Land Drilling Rigs;Drill Pipe Handling System;Auto Drilling1、前言：上天、入地、下海、登极，被称为人类征服自然的四大梦想。
《随钻测井仪器培训》PPT课件
配置界面 25
3.2 井下系统
26
3.2.1 功能 井下系统中的定向短节实时测量井眼的工程参数（井斜、方位、 工具面、井温等），驱动器短节对测量参数按一定规律进行编码 ，并控制脉冲发生器电磁阀的关闭和打开，使脉冲发生器的主阀 动作，从而控制钻杆内泥浆流体流量的变化，使得在钻杆内产生 泥浆压力正脉冲信号供地面仪器接收，实现利用泥浆压力脉冲变 化完成井下数据的传输。
技术指标： 工作电压：9VDC 输出信号：1～3mA
22
3.1.3 前置箱 前置箱完成地面各传感器信号的预处理，包括电流转换、放大滤 波、信号整形等功能；给传感器和司显提供电源；与司显通讯。
23
3.1.4 CGMWD地面软件
24
CGMWD地面软件的主要功能： 井下仪器的配置和设置；泥浆信号的软件滤波和解码；测量数据 的显示；绘制测井曲线；记录有关的测量信息等。
随钻测量仪器原理及 地质导向技术
1
目录
一.概述 二.随钻测量仪器数据传输 三.CGMWD正脉冲随钻仪器原理 四.地质导向钻井技术及随钻测井 五.结束语
2
一. 概述
MWD（Measurement While Drilling）随钻测量系统是在钻井过程 中进行井下信息实时测量和上传的技术的简称。
LWD（Logging While Drilling）随钻测井系统是在MWD基础上发 展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统。与MWD 相比，LWD传输的信息更多，在MWD的基础上，增加若干用于地 层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中 子密度、声波、补偿中子、密度等。
输数据。 ◇ Halliburton的Sperry—Sun公司的电磁随钻测井系统 ◇ Weatherford在2004年推出TrendSET™。 ◇ 俄罗斯地平线有限责任公司生产的ZTS系列电磁波随钻测量系统
3.2 井下系统
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3.2.1 功能 井下系统中的定向短节实时测量井眼的工程参数（井斜、方位、 工具面、井温等），驱动器短节对测量参数按一定规律进行编码 ，并控制脉冲发生器电磁阀的关闭和打开，使脉冲发生器的主阀 动作，从而控制钻杆内泥浆流体流量的变化，使得在钻杆内产生 泥浆压力正脉冲信号供地面仪器接收，实现利用泥浆压力脉冲变 化完成井下数据的传输。
技术指标： 工作电压：9VDC 输出信号：1～3mA
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3.1.3 前置箱 前置箱完成地面各传感器信号的预处理，包括电流转换、放大滤 波、信号整形等功能；给传感器和司显提供电源；与司显通讯。
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3.1.4 CGMWD地面软件
24
CGMWD地面软件的主要功能： 井下仪器的配置和设置；泥浆信号的软件滤波和解码；测量数据 的显示；绘制测井曲线；记录有关的测量信息等。
随钻测量仪器原理及 地质导向技术
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目录
一.概述 二.随钻测量仪器数据传输 三.CGMWD正脉冲随钻仪器原理 四.地质导向钻井技术及随钻测井 五.结束语
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一. 概述
MWD（Measurement While Drilling）随钻测量系统是在钻井过程 中进行井下信息实时测量和上传的技术的简称。
LWD（Logging While Drilling）随钻测井系统是在MWD基础上发 展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统。与MWD 相比，LWD传输的信息更多，在MWD的基础上，增加若干用于地 层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中 子密度、声波、补偿中子、密度等。
输数据。 ◇ Halliburton的Sperry—Sun公司的电磁随钻测井系统 ◇ Weatherford在2004年推出TrendSET™。 ◇ 俄罗斯地平线有限责任公司生产的ZTS系列电磁波随钻测量系统
智能钻杆技术介绍
2
3 More Measurements to Increase Safety
Distributed Measurements provide insight of what is happening along the miles
of pipe and help avoid potentially trouble, increasing safety.
DR
在每个钻杆接头的公扣和母扣 内的感应圈（Inductive coils in the pin and box of each joint of pipe） 确保沿钻柱的可靠的通信，通过非 接触的耦合器跨接头传输数据。
这种设计可以高速双向地在地 面和井下工具之间传送数据和传输 指令。
信息传输钻杆技术简介
Y HANG-UP,
STICKING
N N
CAUTION: WORK PIPE, ROTATE REDUCE HYDROSTATICS
t=0
#≈ Δ≈ #≈
t=1
#↓ Δ≈ #↓ Δ↓ #≈
t=2 #↓ Δ↓ # ↓ Sensor #3 Δ↓
# ≈ Sensor #2 Δ≈
OPERATIONS CONTINUE
Software displays
Inventory
management
Support from central Managed Service technology support
hub
Equipment
DP HWDP NM DC, DC Jars Reamers Saver subs Crossovers
BHA / Along String
Measurements
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智能钻杆遥测系统的工作原理
网络协议软件和硬件控制着各种设备之间的信息交流 每一个工具都有一个不同的地址 , 具有唯一可辨性 , 可以
确定发生事故的井段位置 系统的双向传递结构
井下的信息高速地传到地面 地面的指令也能快速地传到井下设备 井下设备之间也可以相互传递、接收和执行指令
地面服务器能够把信息发送到钻机的指定位置或者经由万 维网传达给世界各地的工程师和操作者 , 在需要做出决策 的任何时候提供关键信息
可传输数据 为井下工具连入
IntelliServ网络提供 通道 如安装类似于随钻测 量工具的传感器 ，采 集温度、压力等数据
顶驱旋转短节 （SwivelLink）
安装在顶驱下方Leabharlann 者方钻杆上方顶驱转环不随钻柱 一起旋转
信号采集装置 ,将信 号从钻柱电缆中拾 取出来，通过电缆 传入地面计算机系 统
实现电缆的准确对接和确保其绝缘非常困难
钻杆接头间形成电缆“软连接”有缆钻杆
Intelliserv公司的智能钻杆遥测系统投入商业应用
智能钻杆遥测系统的组成
系统由井下到地面依 次为：
钻头传感器（Bit Sensors）
LWD/MWD位置反馈及 控制器
传输线路
信号中继短节 （IntelliLink）
顶驱旋转短节 （SwivelLink）
数据传输水龙头 （Data Swivel）
地面服务器 （IntelliServer）
智能钻杆的原理
关键技术：无接触线性耦合器 （IntelliCoils） 电缆安装钻具内 电缆两端各有一个感应线 圈 ,分别嵌入钻具公扣前端 和母扣台肩上 钻具的两端彼此靠近但不直 接接触 双台肩设计保护感应线圈
聚合物密 封材料
线圈
U形槽
耦合器线圈的横截面图 线圈外层有聚合物密封材料，与泥浆和钻杆绝缘 含有铁氧体聚焦材料的U形槽：绝缘但能够传递磁感线，感应环 嵌入其中
剑形物
感应线圈的外观图
线圈通过剑形物与电缆相连接
信号中继短节 （IntelliLink）
在钻柱上每隔一段距 离安装，用以增强信 号强度
利用电磁感应原理传输数据 公、 母接头螺纹旋紧后 ,前 一个接头内的耦合器产生交 变磁场 ,使后者产生感应电 流 ，从而跨越接头间隙传 递数据
感应电流 交变磁场
感应线圈
铠装电缆
电缆在钻柱中的放置
铠装到不锈钢管中，穿过工具接头本体进入钻柱加厚内径
不锈钢管受张力作用靠向管壁，没有与管壁接触，防止钻杆弯曲时损伤 电缆
智能钻杆遥测系统的优缺点
优点： 数据传输速率高（大于1Mb/s）、容量大、实时
真正实现双向通讯
缺点：
成本要比普通钻杆高 不能通过软连接电缆为井下供电
发展方向：
进一步提高数据传输速率 提高井下工具耐温能力 开发无缆的顶驱旋转短节
智能钻杆遥测系统简介
（IntelliServTM）
石工研10-2班 陈亚男
研究意义
随着旋转导向、地质导向以及随钻地震技术的不 断发展，钻井液脉冲信息传输技术已经远远不能 满足井下随钻测量数据的实时传输
传输速率低（标准传输速率是4～12bit/s） 发生井控问题以及进行欠平衡钻井不能使用
钻杆接头间形成电缆“硬连接”有缆钻杆
数据传输水龙头 （Data Swivel）
位于钻柱传输线 的最上部
由旋转和固定装 置组成
数据在旋转部分 传输
与顶驱旋转短节 配合使用，以增 强信号强度
智能钻杆遥测系统的工作原理
系统核心：地面服务器 服务器给每个井下工具分
配一个地址 工具通过信号中继短节
（IntelliLink）连接到网 络中 顶驱旋转短节将数据信号 从旋转钻柱传递到地面数 据收集系统