MWD無線隨鉆測斜儀

1、MWDB線隨鉆測斜儀一、作用及功能美國SPERRY-SUN司生產(chǎn)的定向MWD鉆測量儀器（簡稱“DWD）,DW比線隨鉆測斜儀是在有線隨鉆測斜儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的隨鉆測量儀器。它與有線隨鉆測斜儀的主要區(qū)別在于井下測量數(shù)據(jù)的傳輸方式不同，普遍用于高難度定向井的井眼軌跡測量施工，特別適用于大斜度井和水平井中，配合導(dǎo)向動力鉆具組成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，以及海洋石油鉆井，目前使用的MWEE線隨鉆測斜儀主要有三種傳輸方法：1 .連續(xù)波方法：連續(xù)發(fā)生器的的轉(zhuǎn)子在泥漿的作用下產(chǎn)生正弦或余弦壓力波，由井下探管編碼的測量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器系統(tǒng)控制的定子相對于轉(zhuǎn)子的角位移使這種正弦或余弦壓力波在時間上出現(xiàn)相位移，在地面

2、連續(xù)地檢測這些相位移的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)換成不同的測量數(shù)據(jù)。2 .正脈沖方法：泥漿正脈沖發(fā)生器的針閥與小孔的相對位置能夠改變泥漿流道在此的截面積，從而引起鉆柱內(nèi)部的泥漿壓力的升高，針閥的運動是由探管編碼的測量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器控制電路來實現(xiàn)。在地面通過連續(xù)地檢測立管壓力的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)換成不同的測量數(shù)據(jù)。3 .負脈沖方法：泥漿負脈沖發(fā)生器需要組裝在專用的無磁鉆鋌中使用，開啟泥漿負脈沖發(fā)生器的泄流閥，可使鉆柱內(nèi)的泥漿經(jīng)泄流閥與無磁鉆鋌上的泄流孔流到井眼環(huán)空，從而引起鉆柱內(nèi)部的泥漿壓力降低，泄流閥的動作是由探管編碼的測量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器控制電路來實現(xiàn)。在地面通過連續(xù)地檢測立管壓力的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)

3、換成不同的測量數(shù)據(jù)。二、主要組成部分及功能DWD無線隨鉆測量儀器是由地面部分(MPSRT算機、TI?終端、波形記錄儀、防爆箱、DDU司鉆閱讀器、泥漿壓力傳感器、泵沖傳感器)、井下部分(MEP探管、下井外筒總成、脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機總成、無磁短節(jié))及輔助工具、設(shè)備組成。(1)MPS研算機和磁卡軟件包MPSM算機是DWD隨鉆測量儀器的地面數(shù)據(jù)處理設(shè)備，它接受來自泥漿壓力傳感器的測量信息，進行數(shù)據(jù)的處理、儲存、顯示、輸出。(2) DDU司鉆閱讀器：為司鉆提供工具面、井斜角、井斜方位角等信息的直觀顯示。(3) TI終端：MPSRT算機的控制鍵盤和數(shù)據(jù)終端之功能。(4) 波形t己錄儀：簡稱SRC是WE

4、STERNGRA-PHTECt圖形t己錄儀，它主要用來記錄來自井下儀器的泥漿脈沖和來自泥漿泵的雜波，利用記錄的泥漿脈沖圖形，人工譯碼也可以得到一系列井下傳輸來的數(shù)據(jù)，也可計算井下儀器的數(shù)據(jù)傳輸速度。(5)防爆箱：是DW原統(tǒng)的保護裝置，限制與它連接的其它設(shè)備的電壓和電流，防止出現(xiàn)電火花，保證計算機、儀器設(shè)備的安全。(6) 泥漿壓力傳感器和泵沖傳感器：是地面儀器設(shè)備分別安裝在泥漿立管和泥漿泵上，(7) MEP探管MEP探管是裝有磁性和重力測量元件和電子組件的井下測量儀器，它可以測量井斜角、井斜方位角和工具面角有關(guān)的磁性和重力分量。它的測量方式有：短測量全測量；高邊工具面角磁性工具面角；開泵測量關(guān)泵

5、測量。(8) 泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機總成泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機總成是DWDE線隨鉆測斜儀的關(guān)鍵部件和關(guān)鍵技術(shù)，為了滿足不同的井眼條件和泥漿排量，目前SPERRY-SU齡司已經(jīng)完善了四個井下儀器系列，即650系統(tǒng)、1200系統(tǒng)、SLIMHOL京統(tǒng)和SUPERSLIM系統(tǒng)。在前三個系統(tǒng)中，組成泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機總成的主要部件是相同的。根據(jù)不同的鉆具尺寸，可以選用三種規(guī)格不同的流管總成(FLOWTUBEASSAMBLY)和部分附件，組成三種不同的井下儀器系統(tǒng)。(9) 鉆桿濾清器：在鉆桿內(nèi)濾除大顆粒雜物，防止這些雜物流入脈沖發(fā)生器內(nèi)，損壞儀器。(10) 對講機：用于儀器房內(nèi)的操作人員與

6、鉆臺上的施工人員進行對話，確保施工順利進行。三、DWD6線隨鉆測儀工作原理靠井下轉(zhuǎn)子提供動力，轉(zhuǎn)子與內(nèi)軸藕合，軸底端連接一發(fā)電機，為探管供電；上端連接一液壓泵，為脈沖發(fā)生器提供能量。泥漿在魚頸總成和限流環(huán)與蘑菇頭形成的環(huán)形空間內(nèi)流動，當有信號傳遞時，蘑菇頭升起，停一下，然后回到原位，短時的蘑菇頭伸長就產(chǎn)生了正壓力脈沖。地面上采用泥漿壓力傳感器檢測來自井下儀器的泥漿脈沖信息，并傳輸?shù)接嬎銠C進行處理，井下儀器所測量的井斜角、井斜方位角、工具面角數(shù)據(jù)和其他信息，可以顯示在計算機或司鉆閱讀器上，也可由TI終端或EPSONLX-810打印機打印出來。四、規(guī)格及要求1、無磁短節(jié)規(guī)格表五類型Slimhole

7、650系統(tǒng)650系統(tǒng)1200系統(tǒng)夕卜徑()121mm()165mm()203mm()241mm長度9.449m1.829m1.829m1.829m接頭扣型NC38(310X310)4-1/2"IF(411X410)6-5/8"REG(631X630)7-5/8"REG(731X730)2、系統(tǒng)精度:°井斜角范圍0-180井斜角精度±0.2井斜方位角±1.5°磁性工具面角±2.0°高邊工具面角±2.0°測量數(shù)據(jù)修正時間2.5分工具面修正時間14秒，9.3秒,一作劃、境：泥漿排量：Slim

8、hole系統(tǒng)9.5650系統(tǒng)14.21200系統(tǒng)22.1°泥漿類型3、傳輸頻率0.5赫茲傳輸頻率0.8赫茲22.1l/min41.0l/min75.7l/min水基泥漿油基泥漿(清水或鹽水)(原油或礦物油泥漿密度含砂量塑性粘度最大壓力最高工作溫度堵漏材料五、操作方法1、現(xiàn)場準備(1)檢查所有的儀器、小于2.17g/cm小于1%小于50cp102MPa125C細、中型短纖維，含量小于設(shè)備、附件，看是否齊全、好用。(2)確定現(xiàn)場所需數(shù)據(jù)a.確定施工井地理位置磁場參數(shù)，包括：磁偏角、磁傾角、57kg/m3.地球磁場強度。b.井眼尺寸、井深、井溫、鉆井參數(shù)、水力參數(shù)。c.鉆具組合，包括鉆桿尺

9、寸、內(nèi)外徑、無磁鉆鋌數(shù)量及與懸掛短節(jié)的絲扣配合情況。d.測量無磁鉆鋌的內(nèi)徑，選擇扶正器尺寸。e.泥漿馬達類型及使用排量。f.泥漿性能，包括泥漿比重、含砂量、是否使用堵漏材料及其類型和含量。g.泥漿泵類型及排量。(3)地面儀器房安裝：安放位置保證布局合理，安全。(4)壓力傳感器的安裝：直接安裝在立管主管線上安全的地方。(5)司鉆閱讀器DDU勺安裝：應(yīng)裝在光線好、靠近司鉆的地方，不妨礙貓頭操作。第二個DDU應(yīng)裝在地面儀器房內(nèi)為監(jiān)視。(6)鉆臺對講機組裝：用于機房與鉆臺的指揮操作。1/2”處，此計數(shù)器不能影響活塞(7)泵沖計數(shù)器的組裝：將計數(shù)器夾在活塞桿肘節(jié)任何一端桿和其它運動部件，擰緊后，使用一萬

10、用表確認是否有信號。(8)定子、轉(zhuǎn)子選擇定子角度指的是定子葉片的角度(27。、42。和52°),轉(zhuǎn)子角度是指轉(zhuǎn)子葉片的角度(35。和30。)。泥漿流經(jīng)定子葉片，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度取決于定子角度和一定的流量。選錯了定子，就可能造成發(fā)電機超速，因而縮短井下工具的壽命；或者發(fā)電不足，不能正常地向井下工具提供電能，因而需要正確選擇施工所用的定子的角度。(9)孔板選擇孔板尺寸是指安裝在孔板承座上的孔板的內(nèi)徑，孔板的尺寸決定在脈沖發(fā)生器發(fā)送脈沖時施加在蘑菇頭上的壓力。地面接收到的脈沖的幅度隨著孔板內(nèi)徑的增大而減小。脈沖發(fā)生器所承受的負荷應(yīng)在保證一定的脈沖信號幅度的情況下脈沖發(fā)生器仍能正常工作，這就要求

11、對孔板進行選擇?，F(xiàn)場主要用PUL121選擇孔板尺寸，使用程序在微機上進行。2、井下儀器總成組裝(1)脈沖發(fā)生器組裝。(2)魚頸總成的組裝。(3)脈沖發(fā)生器總成裝入流管及底環(huán)安裝。(4)魚頸總成裝入流管。(5)蘑菇頭定位。(6)選擇及安裝扶正器。(7)下井儀器總成的地面連接。3、井下儀器總成井口安裝(1)井口丈量：須測量、計算好各配件的長度，具體的需要測量或計算的配件的尺寸如下表一所示。DWD系統(tǒng)施工需要測量的尺寸表六名稱記錄符號值(in)數(shù)值類型HOS長度A51.7地面測量一沖管總成的長度B-35.75地面測量HOS±部扣平面到魚頸頂部的距離C=A-B15.95計算，鉆臺測量與HOS

12、±部扣連接的公扣長度D-4.5地面測量2.0"擋板高度2地面測量檢驗彈簧串長度5.00規(guī)定彈簧串壓縮量0.625規(guī)定，實際太大墊片高度=C-2-5-D4.09計算，地面準備HO3口平面到擋板的距離E=D-0.6253.875計算，鉆臺測量(2)井口操作a.將無磁鉆鋌下入井內(nèi)，座于轉(zhuǎn)盤，卡上安全卡瓦。b.如果懸掛短節(jié)與無磁鉆鋌間的連接需要使用無磁配合接頭，在無磁鉆鋌上安裝無磁配合接c.在懸掛短節(jié)上裝上提升短節(jié)，掛上吊卡，上提，與無磁鉆鋌或無磁配合接頭連接。d放懸掛短節(jié)使其母扣距鉆臺面0.8m處，卡上卡瓦，打上安全卡瓦。e.用提升短節(jié)將下井儀器組合吊起，使其進入懸掛短節(jié)，并坐鍵

13、。必須確保座鍵成功。f.將彈簧串總成、計算好的調(diào)節(jié)板和投測檔板裝入懸掛短節(jié)。測量投測擋板距懸掛短節(jié)扣平面的距離是否與計算的一樣。必須保證彈簧串的壓縮量不超過0.625”。g. 連接上部鉆具。h. 測繪工具面角（3）淺層實驗:a. 儀器下井，下鉆15柱。b. 啟動計算機,按軟件設(shè)置。c. 建立測量文件檔案。d. 裝入鉆桿濾清器，接方鉆桿。e.緩慢開泵，排量控制在2030l/s,開泵時間大于1min,小于3min。f. 出現(xiàn)正常的脈沖波形后，停泵下鉆，否則起出更換井下儀器總成。淺層實驗時，不要在同一個地方進行，以免磨壞套管，時間不可超過3min。g. 下鉆。4、測量（1）在泥漿泵開泵工況下，將鉆具

14、提放到所需測斜位置，靜止不動。（2）等待井下數(shù)據(jù)信息傳送。（3）在全部數(shù)據(jù)信息傳送過程中，要觀看工具面角的數(shù)據(jù)狀態(tài)，所有工具面角數(shù)據(jù)基本一致后，方可認為下步傳送的井斜角、井斜方位角等數(shù)據(jù)的可信度高。（4）當全部數(shù)據(jù)信息傳送完后，記錄數(shù)據(jù)，同時計算機房把數(shù)據(jù)信息保存在計算機里。（5）以上（1）（4）步完成，大約需要35分鐘時間。（6）記錄和保存完數(shù)據(jù)信息后，活動鉆具。（7）繼續(xù)鉆井施工。（8）注意：井下異常時，不得實施測量施工。5、井下儀器取出井口及拆卸（1） 取出井口a. 將懸掛短節(jié)提出轉(zhuǎn)盤面，然后將懸掛短節(jié)座在卡瓦上，打上安全卡瓦。b. 卸掉懸掛短節(jié)上面的鉆具，上提至可以安全提出井下儀器的位

15、置止。c. 用清水清洗懸掛短節(jié)里面的脈沖發(fā)生器總成和投測擋板、墊片和彈簧串。d. 取出投測擋板。e. 用專用提升工具取出墊片和彈簧串。f. 用專用提升工具或插入/取出工具取出井下儀器總成，檢查儀器外觀有無沖蝕、損壞。然后將井下儀器用氣葫蘆下放到坡道上后，放置到安全的地方，準備拆卸。g. 在懸掛短節(jié)上裝上提升短節(jié)，上緊后用游車上提下部鉆具，待卡住懸掛短節(jié)的卡瓦松開后，取出卡瓦，卸下安全卡瓦。h. 繼續(xù)上提下部鉆具直至配合接頭或鉆鋌露出轉(zhuǎn)盤面12ft，將配合接頭或鉆鋌座于轉(zhuǎn)盤，打上安全卡瓦，然后卸下懸掛短節(jié)，檢查，用水清洗干凈后將懸掛短節(jié)用氣葫蘆下放到坡道上。i. 再依次卸下配合接頭、無磁鉆鋌并將

16、它們安全下放到坡道上。（2） 井場拆卸a. 將工具放在工具支架上。b. 取下定向器保護蓋，松開定向總成上的主軸帽并旋到絲扣邊緣，裝上定向蓋，擰緊以便松開錐形接頭，架上坐鉗，轉(zhuǎn)動主軸，這樣探管保護筒就可以自由地拆卸。c. 從脈沖器上旋下保護筒和7芯電話線，脈沖發(fā)生器端套上護蓋，檢查扶正器是否已經(jīng)達到更換標準，徹底檢查保護筒。取下扶正器。d. 把定向總成從保護筒和探管拆開。e. 從保護筒取下探管和7芯電話線。f. 取下脈沖發(fā)生器。g. 拆下魚頸。h. 從魚頸上取下孔板座。6、維護與保養(yǎng)（1）脈沖發(fā)生器每工作200Hr檢修一次。（2）探管每工作300Hr檢修一次。（3） 所有儀器部件及工具在拆卸及回收過程中，及時進行清洗和擦拭。（4）儀器要防塵、防潮、防高溫。（5）打印紙在10以下保存，不能靠近熱源。（6）所有“O”型密封圈、扶正器固定螺絲，每次組裝前應(yīng)全部更換。（7）脈沖發(fā)生器與探管隔離放置，以免磁化傳感器元件。六、施工要求（ 1）DWM線隨鉆系統(tǒng)的葉輪對泥漿中的雜質(zhì)特別敏感，泥漿中的固相、磁性物質(zhì)、管垢或其它雜質(zhì)都會很容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受阻而停止轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致井下儀器不工作。（ 2）不允許在有微珠和其它堵漏材料，包括核桃殼、纖維材料等的泥漿條件下工作，并要嚴