井下工程参数随钻测试系统设计

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随钻测量数据的井下无线电磁传输系统设计研究

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中文摘要论文题目：随钻测量数据的并下无线电磁传输系统设计研究专业：测试计量技术汉１】硕士生：杜睿致签名））港签导师：周静（签名）虱前一摘要自２０世纪９０年代初开始，随着随钻测量技术的发展，世界钻井技术进入了信息化、自动化、智能化的快速发展新时期。

人们希望更加准确并实时了解井下工作状况，然而如何将井下近钻头数据发送到地面是一个难题。

针对这一问题，本文对国内外关于无线传输技术的现状和发展进行了充分调研，开展了无线电磁传输系统的设计和相关模拟实验研究。

本文以西安石油大学井下测控研究所旋转导向钻井系统的无线短节为传输样机，提出利用电磁感应原理实现井下近钻头采集数据发送的井下无线电磁传输系统。

该系统包括信号发射部分、无线信道部分、信号接收部分、ＭＷＤ通讯部分、中控电路以及电源部分。

本文根据电磁学基础原理，研究了无线电磁技术的传输原理，分析了无线电磁传输系统的磁路和电路，了解了材料磁化规律，讨论了磁场强度和磁化电流的计算方法。

随钻测井及地质导向钻井技术 ppt课件

换言之，地质导向就是使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据来控制井眼轨迹的钻井技术。它以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹，而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井。
PPT课件
6
地质导向钻井技术
组成
概念
根据地质导向工具提供的井下实时地质信息和定向数据，辨明所钻遇的地质环境并预报将要钻遇的地下情况，引导钻头进入油层并将井眼轨迹保持在产层延伸。
移定向井、水平井及特殊工艺井中广泛应用。
美国、挪威、英国等国家采用地质导向钻井技术完成的井
数逐年增加，钻井周期逐步缩短，钻井成本明显下降，油田开
发效果明显提高。
PPT课件
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一、地质导向钻井技术概述
地质导向钻井就是在钻井过程中通过测量多种地质和工程参数来对所钻地层的地质参数进行实时评价，根据评价结果来精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。
现
几何导向
井眼准确钻入设计靶区。设计靶区可
导
能并非储层）
向
地质导向技术问世之前，常规的
钻
井眼轨迹控制技
井技
术均属几何导向范畴。
以井下实际地质特征来确定和控
术
地质导向
制井眼轨迹。任务是对准确钻入油气目的层负责，具有测量、传输和导向
三大功能。
PPT课件
3
一、地质导向钻井技术概述
有线随钻——电缆作为数据传输介质，随钻连续测量
MWD/LWD——钻井液（或电磁波）作为数据传输介质，随钻连续测量
PPT课件
13
都振川
二、随钻测量技术
1、有线随钻测量技术
有线随钻测斜仪是定向井测量仪器中的一种, 它可在钻井过程中实时测量井斜、方位、工具面和温度等钻井工程参数。

石油井下压力测试系统的研究与设计

可靠的取得射孔压裂数据，且能保持数据长时间不丢失，可以顺利回收被测信息。
１系统的主要技术指标、
２０．８ＳｓＷｏｌ０１０ｅｎｏｒｒｄ
Ｓｉｎｔｏｃｓ＆ｂｙｔｍｇａＰｒｅｓ — ｓｅ
与系统
工作环境温度范围最高承受压力值
施工过程的压力数据，为高质量的打开油气层，进一步研究射孔工艺机理提供理论依据。关键词：射孔；压力；变频采样；低功耗
中图分类号：Ｔ２６３Ｐ１＋．
文献标识码：Ａ
文章编号：１０－８Ｘ２１）－０ｔ０６８３（００３一３０００８
石油井下压力测试系统的
胁究与设计
摘要：针对常规井下射孔压力测试系统体积大、功耗高、不耐高温等问题，研制了一种井下射孔压力数据
采集与存储测试系统，用于深井及作业周期长、高温、高压、高；击等恶劣环境。从实际应用需求出发，中
给出了系统总体设计方案及其实现原理和测试系统的技术指标，重点介绍了低功耗以及变频采样的实现原理。经过大庆油田测井现场实验，结果表明，该存储测试系统能够精确的记录下井、射孔和压裂恢复整个
态及系统触发判断低功耗状态。然后，将测试系统连接在射孑枪前端，随射孔枪一起下Ｌ
井下测试系统由两部分组成，一部分为井下部分，有传
井，通过单片机控制电路的启动，当射孑枪下井到达一定深Ｌ度，静压值大于启动低速数据采集控制值时，ＣＬ数据采ＰＤ

基于DSP技术的钻井参数数据采集系统的设计

电
路
一
ｌ基于ＤＰ技术的钻井工程参数数Ｓ据采集系统的总体设计
系统要完成９路电压信号的数据采集，这些信
图Ｉ钻井工程参数数据采集系统总体框图
数据采集部分负责采集传感器输出的信号，并
文章编号：１０２３（０６００９０００— ６４２０）４— ０４— ３
基于ＤＰ技术的钻井参数数据采集系统的设计Ｓ
胡泽，欣，三春，禾赖顾张
（西南石油大学电子信息工程学院，四川成都６００）１５０
摘要：设计了一种基于ＤＰ技术的钻井工程参数随钻数据采集系统。钻压、矩、向力、Ｓ扭侧环空压力等钻井工程参数
收稿日期：０６— ４— ６２０００
２钻井工程参数数据采集系统核心硬件电路设计
基金项目：国家８３项目子课题（６编号２０Ａ６２１０３Ａ００２—０）３。作者简介：胡泽（９６一）男（１６，汉族），四川仪陇人，副教授、博士，主要从事电子信息和钻井工程的教学与科研作【
中图分类号：Ｅ２Ｔ２文献标识码：Ａ
任何控制系统要实现正确的控制，制参数的分：控传感器、号调理电路、Ｓ信ＤＰ最小系统及外围接正确获取是第一位的，误的控制参数必然导致错错误的控制方法 … 。同样，钻井工程参数（括环空压包力、钻压、扭矩、向力）侧的测量在整个钻井控制过程中起着重要的作用。井下闭环旋转导向工具要正确

国内首套多参数随钻测井系统应用成功

２０年１月０８Ｏ
地质装备
７
刀具加工，精度高，拉能力和抗扭能力大大增加。抗在日益突飞猛进的深部找矿工作中，产品对实现该
安全钻进、保证钻孔质量、提高钻探效率和降低钻探
成本具有重要意义和推广价值。
ＹＴＲ０挖钻机结合了先进的设计理念和３０旋
配备多种工作装置，如搓管机，护筒驱动器等，配套短螺旋钻头、普通钻斗、捞砂钻斗等钻具，可钻
施工工艺，有稳定性好、具施工范围广、作效率工
赴投入到钱江二桥的工程建设之中。这是继实现
“ 国内首台多功能旋挖钻机 ”“ 内首台最小机型旋、国挖钻机” 一系列 “ 等中国第一 ” 之后，通重工再次问宇鼎“ 中国第一” 成为国内最大成孔直径的超大型旋，挖钻机生产和销售厂商。
高等特点，国内目前施工能力最强的新型旋挖是钻机，技术水准已达到国际一流水平。ＹＲ０旋Ｔ３０
挖钻机采用Ｃ３５底盘，大成孔直径可达ＡＴ４最２８最大钻深可达９ｍ；配备摩阻式、锁式．ｍ，２可机
阔。宇通重工不断引领行业科技发展，２０年４于０７
月立项致力于超大型旋挖钻机的研发生产。经过技
强主卷扬钢丝绳寿命；结构设计增加了桅杆斜撑及斜撑油缸自动跟进功能，采用大三角结构，增加桅杆支地油缸，大大提高了整机工作时稳定性；经

随钻测量与控制技术—概述

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DRI
国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /随钻测井LWD
Schlumberger、Halliburton和Baker-Hughes三大石油服务公司掌握先进的LWD随钻测井技术，拥有完备的LWD系列装备
他们经历了几十年的发展和积累，是主要技术和专利的拥有者，是主要装备的生产者，是服务的主要提供者，是市场的主要占有者
地面可调弯角
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国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
滑动导向
旋转导向
摩阻大低钻速低钻压
转盘旋转钻进过程中随钻完成导向功能
摩阻小钻速高实效高井眼清洁
20世纪90年代国际上开始了旋转导向钻井轨迹光滑
系统的研究。
延伸能力强
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国外发展历程与现状
DRI
1. 发展历程回顾 /导向钻井技术
DRI
－10 －
国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /随钻测量MWD
DRI
智能钻柱系统
无线电磁波随钻测量(EM-MWD)
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声波随钻测量系统
国外发展历程与现状
1. 发展历程回顾 /工程参数测量
地面仪表间接测量
钻压压力流量
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MWD
参数随钻直接测量
压力扭矩温度振动转速
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /Halliburton
ABI Sensor－近钻头井斜传感器
PWD－随钻压力测量系统
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国外发展历程与现状
DRI
2. 国外发展现状 /随钻测量MWD /BakerHugues

随钻测井用井下发电机系统的涡轮设计

中图分类号：Ｅ２．Ｔ９７６
ＴｕｂｎｅｉｎｏｕｂｎｅｅａｏｙｔｍｏｒｉｅｄｓｇｆｔｒｉｅｇｎｒｔｒｓｓｅｆｒＬＷＤ
ＪＮＧｏｄ，ＷＡＮＧｈ— ｎ，ＱＵａ—ｅ，ＧＡＯｕ —ｕＩＢａ — ｅＺｉｍｉｇＨｉｌ。Ｃｈｎｆ，ＺＨＡＯｉＪｅ
第２Ｏ卷
第３期
光学精Ｅｎｉｅｒｎｔｎｒｃｓｏｇｎｅｉｇｃ
Ｖｏｌ２ＮＯ．＿Ｏ３
Ｍａ．２２ｒＯ１
２１０２年３月
文章编号
１０ — ２Ｘ（０２０～６６００４９４２１）３０１—９
（．ＣｏｌｇｆＥｎｉｅｒｎ１ｌｅｅｏｇｎｅｉｇ，ＺｈｊａｇＮｏｍａｉｅｓｔｅｉｎｒｌＵｎｖｒｉｙ，Ｊｎｕ２０４，Ｃｈｎｉｈａ３１０ｉａ；
２ｉｆｅｄＴｃｎｌｇｒｕ．ＯｌｉｌｅｈｏｏｙＧｏｐ，ＣｉａＯｌｉｄＳｒｉｅＣ．Ｌｔ．Ｂｉｉｇ１１４，ｈｎ；ｈｎｉｅｅｖｃｓｏ，ｄ，ｅｎ０１９Ｃｉａｆｌｊ３ｈｎｎＡｕｏｂｌＢｉｉｇＩｓｔｔｏｅｈｏｏｙＥｇｎｅｉｇ，ｅｉｇ１０８，Ｃｉａ．ＣａｇａｔｍｏｉｅｎｎｔｕｅｆＴｃｎｌｇｎｉｅｒｎＢｉｎ００６ｈｎ）ｅｊｉｊ
ｅｔｂｌｈｄｓａｉｅ．Ｔｈｎ，ｔｕｂｎｄｌｗｉｈｄｆｅｅｔｂａａａｔｒｒｔｄｅｎｔｅｔｒｕｅｔｆｏｆｌｓｅｈｅｔｒｉｅｍｏｅｔｉｆｒｎｌｄｅｐｒｍｅｅｓｗｅｅｓｕｉｄｉｈｕｂｌｎｌｗｉｄｅ

钻井井下工程参数测量仪研究进展

１８９８年．ｘｌａｏｏｇｇＩｃ提出用ＭＷＤ系统ＥｐｏｔｎＬｇｉｎ．ｒｉｎ
下采集数据，过特殊的传输系统（ＭＷＤ、能钻通如智杆等）数据传输到地面记录、将处理和分析。绝大部分测量仪都可实现井下采集、井下存储和随钻传输同步执行．钻后回放数据，与ＭｗＤ传输数据进行对比起并分析．可有效避免数据传输失真带来的问题。下直接井测得的工程参数．由于是近钻头部位的数据，其精确度
径向和切向）振动参数、空压力、柱内钻井液压、环钻
的ＮＭ工具用于测量井下振动数据，Ｂ系统地面传感器装在转盘上．井下传感器装在测量短节上，现地面和实井下实测数据综合利用。１９９８年，ｅｓ研制的钻ＧＨｉｇ“ ｉｒ井动态特性井下诊断装置，采样率１００Ｈｚ１９０。９９年，ＢｋｒｕｈｓＩＴＱ和ＥＦ油气勘探开发公司联合ａｅＨｇｅＮＥＩ研制的Ｃｐｌ系统通过钻井液脉冲ＭＷＤ传输数据，ｏｉｔｏ
主要用于监测井下异常＿。２０Ｔ况０３年，ａｄａ国家实验Ｓｎｉ室ｌ开发的随钻诊断系统Ｄ１ＷＤ可提供实时、高速的井
力、头压降和温参数测量技术的研究及发展可分为
４个阶段：
断
块
油
气
田

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（１．西南石油大学。四川成都６１０５００；
２．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都６１０５００）摘要：井下工程参数随钻测试系统是监控钻井过程中的井下参数的重要工具。通过井下工程参数随钻
测试系统，现场技术人员可以实时掌握井下环空压力、钻压、扭矩和温度等工程参数，进而了解和分析井下工况。设计的井下工程参数随钻测试系统以ＸＣ８８６单片机为核心，利用可靠性技术，完成工程参数测试双系统。完成的井下工程参数随钻测试系统具有体积小、功耗低、抗振动和抗高温的优点。为了实现系统的工程化应用，进行了实验室测试、高温测试、振动测试和现场测试。测试证明：该井下工程参数随钻测试
２０１３年第３２卷第８期
传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
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井下工程参数胡泽，陈平
系统能够准确记录井下钻柱的实际动态受力状况，能满足钻井现场测试需求。关键词：井下工程；工程参数测试；随钻测量；双系统中图分类号：ＴＨ７６３；ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－－９７８７（２０１３）０８－０１０５－０３
— Ｄ一ｅｓｉ ‘ ￣ｎ０ｔｎ１ｎ０Ｗｎ－１ｎ０ｌ ■ ｅｅｎ２ｌ ● ｎｅｅｒｌ ● ｎｇｐａｒａｍｅｔ・ｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ－
ｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｏｗｎ — ｈｏｌｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｏｌｔｏｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｄｏｗｎ－ｈｏｌｅｐａｒａｍｅｔｅｓｒｉｎｔｈｅｄｉｒｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｂｙｗｈｉｃｈ，ｔｈｅＯｉｌ－ｓｉｔｅｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｃａｎｒｅａｌ — ｔｉｍｅｇｅｔｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｐａｒａｍｅｔｅｓｒｓｕｃｈａｓａｎｎｕｌｒａｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｏｒｑｕｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｄｏｗｎ — ｈｏｌｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｈｉｌｅｄｉｒｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｄｏｐｒ￣ＸＣ８８６ＭＣＵａｓｔｈｅｃｏｒｅｕｓｉｎｇｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｕｌａｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｍａｌｌｓｉｚｅ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｏｒｅａｌｉｚｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｌａｂｔｅｓｔ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｅｓｔａｎｄｏｎ — ｓｉｔｅｔｅｓｔａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｏｎ — ｓｉｔｅｔｅｓｔｄａｔａｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｉｔｉｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕ１．Ｔｈｅｔｅｓｔｐｒｏｖｅｓｄｏｗｎ — ｈｏｌｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｒｅｃｏｒｄｄｏｗｎ — ｈｏｌｅｄｉｌｒｌｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｃａｎ
ＧＥＬｉａｎｇ，ＨＵＺｅ，ＣＨＥＮＰｉｎｇ
（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｉｌ＆ＧａｓＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ）