MWD無線隨鉆測(cè)斜儀

1、MWDB線隨鉆測(cè)斜儀一、作用及功能美國SPERRY-SUN司生產(chǎn)的定向MWD鉆測(cè)量儀器（簡稱“DWD）, DW比線隨鉆測(cè)斜儀是在有線隨鉆測(cè)斜儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新 型的隨鉆測(cè)量儀器。它與有線隨鉆測(cè)斜儀的主要區(qū)別在于井下測(cè)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(cè)量施工， 特 別適用于大斜度井和水平井中，配合導(dǎo)向動(dòng)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(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器系統(tǒng)控制的定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的 角位移使這種正弦或余弦壓力波在時(shí)間上出

2、現(xiàn)相位移，在地面連續(xù)地 檢測(cè)這些相位移的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)換成不同的測(cè)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(duì)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(yùn)動(dòng)是 由探管編碼的測(cè)量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器控制電路來實(shí)現(xiàn)。在地面通過連續(xù) 地檢測(cè)立管壓力的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)換成不同的測(cè)量數(shù)據(jù)。3 .負(fù)脈沖方法：泥漿負(fù)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(fù)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(dòng)作是由探管編碼的測(cè)量數(shù)據(jù)通過調(diào)制器控制電路來實(shí)現(xiàn)。 在地面通過連續(xù)地

3、檢測(cè)立管壓力的變化，并通過譯碼轉(zhuǎn)換成不同的測(cè)量數(shù)據(jù)。二、主要組成部分及功能DWD無線隨鉆測(cè)量儀器是由地面部分(MPS時(shí)算機(jī)、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(jī)總成、無磁短節(jié))及輔助工具、設(shè)備組成。(1)MPS研算機(jī)和磁卡軟件包MPSM算機(jī)是DWD隨鉆測(cè)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(cè)量信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、儲(chǔ)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(jī)的控制鍵盤和數(shù)據(jù)終端之

4、功能。(4) 波形t己錄儀：簡稱 SRC是 WESTERN GRA-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(jì)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(hù)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(jì)算機(jī)、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，MEP探管MEP探管是裝有磁性和重力測(cè)量元件和電子組件的井下測(cè)量儀器，它可以測(cè)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(cè)量方式有：

5、短測(cè)量-全測(cè)量；高邊工具面角-磁性工具 面角；開泵測(cè)量-關(guān)泵測(cè)量。(8)泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機(jī)總成泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機(jī)總成是 DWDE線隨鉆測(cè)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(gè)井下儀器系列，即 650系統(tǒng)、1200 系統(tǒng)、SLIMHOLMC統(tǒng)和SUPER SLIM系統(tǒng)。在前三個(gè)系統(tǒng)中，組成 泥漿脈沖發(fā)生器和渦輪發(fā)電機(jī)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 (FLOWUBEASSAMBLY) 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

6、雜物流入脈沖 發(fā)生器內(nèi)，損壞儀器。(10)對(duì)講機(jī)：用于儀器房內(nèi)的操作人員與鉆臺(tái)上的施工人員進(jìn)行對(duì) 話，確保施工順利進(jìn)行。三、DWD6線隨鉆測(cè)儀工作原理靠井下轉(zhuǎn)子提供動(dòng)力，轉(zhuǎn)子與內(nèi)軸藕合，軸底端連接一發(fā)電機(jī)，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(dòng)，當(dāng)有信號(hào)傳遞時(shí)，蘑菇頭升起，停一下，然后回到原位，短時(shí)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(cè)來自井下儀器的泥漿脈沖信息，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理，井下儀器所測(cè)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(jì)算機(jī)或司鉆閱讀器上，也可由TI終端或EPSO

7、N LX-810打印機(jī)打印出來。±0.2 °± 1.5 °±2.0 °±2.0 °分秒，傳輸頻率0.5赫茲秒，傳輸頻率0.8赫茲9.522.1 l/min14.241.0 l/min22.175.7 l/min(清水或鹽水)(原油或礦物油)堵漏材料 五、操作方法細(xì)、中型短纖維，含量小于57kg/m 3.四、規(guī)格及要求1、無磁短節(jié)規(guī)格表五類型Slimhole650系統(tǒng)650系統(tǒng)1200系統(tǒng)夕卜徑()121mm()165 mm()203 mm()241 mm長度9.449 m1.829 m1.829 m1.829 m接

8、頭 扣型NC38(310 X 310)4-1/2" IF (411 X410)6-5/8" REG (631 X630)7-5/8" REG (731 X 730)2、系統(tǒng)精度:井斜角范圍0-180井斜角精度 井斜方位角 磁性工具面角 高邊工具面角測(cè)量數(shù)據(jù)修正時(shí)間2.5工具面修正時(shí)間149.33、工作環(huán)境：泥漿排量：Slimhole 系統(tǒng)650系統(tǒng)1200系統(tǒng)泥漿類型水基泥漿油基泥漿泥漿密度小于2.17 g/cm含砂量小于1 %塑性粘度小于50 cp最大壓力102 MPa最高工作溫度125 C1、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 (1)檢查所有的儀器、設(shè)備、附件，看是否齊全、好用。(2)

9、確定現(xiàn)場(chǎng)所需數(shù)據(jù) a.確定施工井地理位置磁場(chǎng)參數(shù)，包括：磁偏角、磁傾角、地球磁場(chǎng)強(qiáng)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(cè)量無磁鉆鋌的內(nèi)徑，選擇扶正器尺寸。e.泥漿馬達(dá)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DDM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(gè)DDU 應(yīng)裝在地面儀器房內(nèi)為監(jiān)視。(6)鉆臺(tái)對(duì)

10、講機(jī)組裝：用于機(jī)房與鉆臺(tái)的指揮操作。(7)泵沖計(jì)數(shù)器的組裝：將計(jì)數(shù)器夾在活塞桿肘節(jié)任何一端1/2"處，此計(jì)數(shù)器不能影響活塞桿和其它運(yùn)動(dòng)部件，擰緊后，使用一萬用表確認(rèn)是否有信號(hào)。(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(dòng)速度取決于定子角度和一定的流量。選錯(cuò)了定子，就可能造成發(fā)電機(jī)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)

11、生器發(fā)送脈沖時(shí)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(fù)荷應(yīng)在保證一定的脈沖信號(hào)幅度的情況下脈沖發(fā)生器仍能正常工作，這就要求對(duì)孔板進(jìn)行選擇。現(xiàn)場(chǎng)主要用PUL121選擇孔板尺寸，使用程序在微機(jī)上進(jìn)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(cè)量、計(jì)算好各配件的長度，具體的需要測(cè)量或計(jì)算的配件的尺寸如 下表一所示。DWD系統(tǒng)施工需要測(cè)量的尺寸表六名

12、稱記錄符號(hào)彳t(in)數(shù)值類型HOS長度A51.7地面測(cè)量一沖管總成的長度B-35.75地面測(cè)量HOS±部扣平面到魚頸頂部的距離C=A-B15.95計(jì)算，鉆臺(tái)測(cè)量與HOS±部扣連接的公扣長度D-4.5地面測(cè)量2.0"擋板高度2地面測(cè)量檢驗(yàn)彈簧串長度5.00規(guī)定彈簧串壓縮量0.625規(guī)定，實(shí)際太大墊片高度=C-2-5-D4.09計(jì)算，地面準(zhǔn)備HO3 口平面到擋板的距離E=D-0.6253.875計(jì)算，鉆臺(tái)測(cè)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

13、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(tái)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(jìn)入懸掛短節(jié)，并坐鍵。必須確保座鍵成功。f.將彈簧串總成、計(jì)算好的調(diào)節(jié)板和投測(cè)檔板裝入懸掛短節(jié)。測(cè)量投測(cè)擋板距懸掛短節(jié)扣平面的距離是否與計(jì)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(cè)繪工具面角(3)淺層實(shí)驗(yàn)：a.儀器下井，下鉆15柱。b.啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，按軟件設(shè)置。c.建立測(cè)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(shí)間大于1min,小于3min。f.出現(xiàn)正

14、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(shí)驗(yàn)時(shí)，不要在同一個(gè)地方進(jìn)行，以免磨壞套管，時(shí)間不可超過 3min。g.下鉆。4、測(cè)量(1)在泥漿泵開泵工況下，將鉆具提放到所需測(cè)斜位置，靜止不動(dòng)。(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(rèn)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(dāng)全部數(shù)據(jù)信息傳送完后，記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)計(jì)算機(jī)房把數(shù)據(jù)信息保存在計(jì)算機(jī)里。(5)以上(1)(4)步完成，大約需要 35分鐘時(shí)間。(6)記錄和保存完數(shù)據(jù)信息后，活動(dòng)鉆具。(7)繼續(xù)鉆井施工。(8)注意：井下異常時(shí)，不得實(shí)施測(cè)量

15、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(cè)擋板、墊片和彈簧串。d.取出投測(cè)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(zhǔn)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

16、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、無磁鉆鋌并將它們安全下放到坡道上。(2)井場(chǎng)拆卸a.將工具放在工具支架上。b.取下定向器保護(hù)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(dòng)主軸，這樣探管保護(hù)筒就可以自由地拆卸。c.從脈沖器上旋下保護(hù)筒和7芯電話線，脈沖發(fā)生器端套上護(hù)蓋， 檢查扶正器是否已經(jīng)達(dá)到更換標(biāo)準(zhǔn)，徹底檢查保護(hù)筒。取下扶正器。d.把定向總成從保護(hù)筒和探管拆開。e.從保護(hù)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

17、。h.從魚頸上取下孔板座。6、維護(hù)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(shí)進(jìn)行清洗和擦拭。(4)儀器要防塵、防潮、防高溫。(5)打印紙?jiān)?0c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(duì)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(huì)很容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受阻而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，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(yán)格控制泥漿的固相含量不超過0.5%、塑性粘度不宜過高。(3)防止下鉆過程中泥漿倒返帶入的巖屑阻礙泥漿