发布时间 : 星期六 文章无线随钻原理说明 - 图文更新完毕开始阅读8f1c10e7524de518964b7dce
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89. 6°。创造了在垂深6062 m、井斜角85°～90°的条件下水平钻进184m 的世界纪录。
（2）Precision Drilling Computalog 公司的恶劣环境MWD(HEL MWD)系统
[3]
能在180℃,172MPa的井下环境中稳定工作。HEL包括定向探测器、高温方位
伽马仪、环境恶劣度测量和井眼/环空压力探测器。HEL系统已在墨西哥和美国进行了广泛的现场试验，在泥浆密度高达1.87g/cm3，井下温度超过170 ℃的井中成功作业。
（3）俄罗斯定向钻井主要采用的是电磁波随钻测量方式，相关研究较早，技术也比较成熟。经中国石化集团总公司科技部安排，在胜利油田辛110-斜8井对俄罗斯沙玛拉地平线公司生产ZTS-172M电磁波无线随钻测量系统[4]进行了性能测试。辛110-斜8井位于胜利油田东营凹陷中央断裂背斜带，地层电阻率2～4Ω·m。ZTS电磁波随钻测量仪器下井后，1600m之前测试表明系统工作正常，在较低的电阻率地层中有效发送和接收数据，测量数据可信度高、重复性强、传输速率快，在2250m处测试，信号不正常，现场分析可能因为为排量不足。ZTS随钻测量系统采用的涡轮发电机工作转速800～3000 r/ min，额定泵排量范围30～75L/ s，而实际泥浆泵计算排量为26.8L/s，排量达不到额定要求，涡轮发电机不能正常供电，导致无法正常工作。通过这次实验情况来看，该系统可以在较低电阻率的地层中使用，能够保证一定的传输距离。ZTS 系统具有较大发射功率并可设定较低的发射频率，在低电阻率地层中能够保证一定的传输距离，相信经过进一步改进可以在国内大部分油田使用。
以长庆油田为例，在使用MWD无线随钻仪实施钻井服务的410口井次中，与未使用MWD无线随钻仪的完成井相比，在平均每口井井深增加202.84米的情况下，使用MWD无线随钻仪使钻井周期缩短了0.99天。其中在西峰区块，在平均井深无增加的情况下，钻井周期缩短了2.74天。效果最为明显的是在杏25－103井使用该仪器，创造了长庆油田最短钻井周期2.2天的纪录。
ZW-MWD1型无线随钻测斜仪是本公司新开发的产品，研制中，我们借鉴了国内外同类产品的优点并在现有仪器的基础上进行了改进，使得仪器性能得到了更进一步的提高。
? 仪器可靠性高，操作简单，维修方便。
? 整套井下仪器可打捞，避免了因卡钻所造成的仪器落井损失。 ? 仪器能耗低，电池寿命长。
? 软件操作简单，数据显示直观，具有显示、储存和打印功能。适应现场
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工作的需要。
一、 MWD组成及工作原理
MWD无线随钻由地面仪器和井下部分组成。 （一）、井下仪器设备的组成
1. 循环短节：内部安装循环套总成的专用短节。
2. 循环套总成：包括循环套本体、限流环、键等，用于仪器座键及产生泥浆压力脉冲。
3. 驱动器/脉冲发生器总成：驱动器按照探管发输出的脉冲指令控制伺服阀，以产生脉冲信号。
4. 电池筒：为井下仪器提供电源。
5. 探管：测量、处理原始数据，控制传输井斜、方位、工具面、井下温度等参数。
6. 扶正器：连接驱动器/脉冲发生器、电池筒、探管、打捞头、起扶正和减震的作用，并提供必要的柔性弯曲。 （二）、地面仪器设备的组成
地面组成部分（图一）
地面仪器设备包括：压力传感器、计算机、地面数据处理仪、司钻显示器和打印机。
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Ax Ay Az 多路选择器 温度传感器 基准电压信号 地面系统 模数转换器 数据处理脉冲编码 泥浆脉冲发生器 Mx My Mz 激励信号源 直流稳压电源 电池 探管部分
MWD地面系统中的压力传感器将泥浆脉冲信号转换成电信号，通过电缆传输到地面接口箱，处理电路接收到信号后，自动地进行数模转换，降躁，滤波等处理。然后，将处理结果传输给计算机系统，计算机根据译码规则将信号转换成井斜，方位，工具面等数据，并在计算机及钻台司钻阅读器上显示出来， 脉冲波形由一个热敏微型打印机来监视。当译码机构发生故障时，可由技术人员根据热敏微型打印机上的脉冲波形进行人工译码。给钻井工程师提供实时可靠的井下情况，以更好的指导钻井工作。
其主要模块是：（见图一）
2泵压传感器：装在地面高压泥浆管线上，检测高压立管压力的 轻微变化，以4 -20mA标准信号输出到地面接口箱。 2系统接口箱（SIB）：地面系统的心脏。首先处理来自泵压传感器的井下仪器的原始信号，并将处理好的信号送往在线计算机，其次，它又是一个多路通信装置：在线计算机的有用信息通过它送往钻台；系统接口箱（SIB）包含以下几部分：
2在线计算机：内装定向软件包，是该系统的一个主要控制和显示装置，它接收来自SIB仪器的数据流并在定向软件包上将脉冲信号转换成有意义的数字，实时显示并存入硬盘。同时，全测量结果或工具面数据流会通过SIB传输到钻台显示器（RFD）。
2钻台显示器（RFD）：安装在钻台，为司钻和定向井工程师提供MWD仪器的静态测量和工具面显示，因此可以实时调整钻井参数以便井眼按要求的方向钻进。
2．地面系统的操作 2.1地面仪器的清单
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计算机/电缆 地面接口箱/电缆 打印机/电缆
司钻阅读器/电缆盘 泵压传感器/电缆盘 泵冲传惑器/电缆盘 2.2地面压力传感器的安装
1） 现场安装压力传感器的位置一般选在立管灌泥浆孔处，将转换接头连
在2“公制由壬上。注意立管处的丝堵的扣型是公制，准备合适的转换接头。
2） 安装前先通知井队,打开低压阀以便泻放掉立管内的压力，卸下原来
的丝堵，用管钳上（千万不要用锒头砸!）紧由壬和转换接头 3） 在压力传感器扣上缠上四氟带，与转换接头用扳手上紧。
4） 如果井队条件允许，也可在高压立管上，开孔焊接压力传感器转换接
头。
2.3泵冲信号传感器的安装
泵冲信号，由安装于活塞式泥浆泵上的泵冲传感器产生，这是－套拨动开关，安装时把拨杆靠在泵活塞杆的固定螺丝上，当活塞往复运动时，推动传感器的拨杆接通电路产生泵冲信号。活塞每往复一次产生一个信号，称为泵冲同步信号。 2.4敷设信号电缆
敷设信号电缆的原则是防止被锐利的重物砸坏，或被汽车挂断，或工人无意中铲断。除车辆频繁经过的地方应把电缆埋入地下外，一般敷于地面即可，上钻台的部分用扎条固定于井架上。
注意：如果在雨季，应尽量将电缆架空敷设。 2.5地面仪器的功能检查
A． 泵冲传感器架固定于泥浆泵的侧壁上。调整固定位置，使拨杆可被泵轴
卡盘推成45?为宜（角度太大有回弹现象）。信号好的时候可以不装. B． 司钻阅读器的架子按井队人员的要求安放，架子的腿用铁丝固定于钻台
上，将司钻阅读器的屏幕调整到司钻能看清楚的角度，联接好司钻阅读器的电源电缆和信号电缆。（司钻阅读器的架子也可不用，直接把司钻阅读器固定在钻台司钻附近。）
C． 按操作说明书标出的线路，把压力传感器信号线、泵冲传感器信号线和
司钻阅读器信号线电缆引入值班室内。按电缆插头标注联接好司显电源箱和微机、地面接口箱。
D． 当地面系统所有的线路连接好以后，接通地面接口箱电源，其面板上的
模拟压力电流指示表指在4mA的位置上，说明立管压力传感器是好的；拨动泵冲传感器的两个拨杆，面板上的红色泵冲信号灯相应的闪烁，说明泵冲传感器是好的。
（三）、工作原理简介
井下部分的探管内部装有高灵敏的三轴加速度计和三轴磁通计，用来测量地