《无线随钻仪器选择访法MWD1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线随钻仪器选择访法MWD1（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现场使用无线随钻测量仪器（mWDLWD）选择方案编者：陈景旺 王岗 郭玉祥随着油田的勘探和开发，对定向井施工技术要求越来越高，尤其是大位移水平井。 对于定向井测量仪器质量的可靠性、测量精度的要求也随之提高，现在国内MWD/LWD测 量仪器种类很多，由于各种仪器信号传输方式不同，对使用环境的要求也不同。那么，在定 向井施工前对测量仪器的选择非常重要，仪器选择好坏，会直接影响定向井施工进度和定向 井轨迹控制质量。本选择方案规定了无线随钻测量仪数据传输原理、数据编码/解码的方式 及数据的计算工式、仪器的测量精读、测量仪器的尺寸（排量要求及最高工作温度）、钻具 组合（扣型、上扣力矩）、钻井相关设备的要
2、求（包括泥降泵、立管接头、深度传感器、大 钩负载、钻井液及仪器操作间）、地质的评价技术参数要求、定向探管（GAMA探管、电阻 率等相关仪器）的标定及标定周期、测量数具表格格式、测量失败分析。 第一章 MWD/LWD 测量数据传输原理MWD 无线随钻仪器是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪 器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同，目前采用MWD施 工主要依靠下面四种方式实现信号的传输：一、连续波方式连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波，由井下探管编码后的测量 数据通过调制系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现
3、 相位移，在地面连续地检测这些相位移的变化，并通过译码、计算得到测量数据，这种方法 的优点是：数据传输速度快精度高。缺点是：结构复杂，数字译码能力较差。如图1 所示:图 1 连续波方式工作原理示意图、正脉冲方式图 2 泥浆正脉冲方式工作原理示意图如图 2 所示，泥浆正脉冲发生器的蘑菇头与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的 截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高，蘑菇头的运动是由探管编码的测量数据通过 调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的 测量数据。这种方法的优点是：下井仪器结构简单、尺寸小，使用操作和维修方便，不需要 专门的无磁钻铤。缺点是：数据
4、传输速度慢，不适合传输地质资料参数。 三、负脉冲方式泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器的泄流 阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而引起钻柱内部的 泥浆压力降低，泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面 通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。 这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合传输定向和地质资料参数。 缺点是：下井仪器的结构较复杂，组装、操作和维修不便，需要专用的无磁钻铤。图 3 泥浆负脉冲方法工作原理示意图四、电磁波传输方式磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。井下仪器将测
5、量的数据加载到载波信号 上，测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射，如图4所示。地面检波器在地面将 检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码、计算，得到实际的测量数据。这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井 等钻井施工中传输定向和地质资料参数。缺点是：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的 地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限，不适合超深井施工。第二章 MWD/LWD 仪器传输数据编码方式：根据MWD/LWD仪器结构原理，井下脉冲发生器把电信号转换成压力变化信号，立管压 力传感器把压力变化信号转换成电信号传输数据处理设备，按规定的数据编码方式进行解
6、码 计算。一、美国Sperry-sun生产的正脉冲MWD仪器数据编码方式为01二进制格式进行编码计算，规定压力信号由低变高为“0”，压力信号由高变低为“1”，数据传输的频率为0.5HZ 或0.8HZ，数据传输周期为 2秒或1.25秒。 数据的传输序列为：Run in Pulser+ Flag+Tag+Block（由Tag和探管1-8的开关位置决定Block的数据结构）。1、Run in Pulser 信号是由 16 个 “0” 或 10 个 “0” 即 “0000000000000000” 或 “0000000000” 组成，其作用主要是探管预热；2、Flag 信号是由 6 个“1”和前后各
7、1 个“0”即“01111110”组成，其作用主要是同步，使地面计算机和井下探管同步即为井下探管按规定的数据编码序列发送，地面计算机按规定的数据解码序列开始解码，并在司钻读出器上显示“F”；3、Tag信号是由5各“0” “1”组成8种方式来决定Block的性质，“X XXX X”第一位“X” 为“1”是高边工具面方式，为“0”是磁性工具面方式。第五位“X”为奇偶校正。中间3位“XXX”决定Block的性质：00 0 长测量；001短测量010定向方式长测量011定向方式短测量100工具面带数据101工具面110无用111无用4、 MEP01 探管的长测量数据传输序列WORDBITTIMES(0
8、5)RUN-IN-SYNC1632FLAG-SYNC816Tag510Gx1326Gy1326Gz1326Bx1326By1326Bz1326Temp714RMP9185、MEP01 探管的短测量数据传输序列WORDBITTIMES(0.5)RUN-IN-SYNC1632FLAG-SYNC816Tag510Inc1224Az1224Gtotal816Temp714RMP9186、MEP01 探管的长测量带工具面数据传输序列WORDBITTIMES(05)RUN-IN-SYNC1632FLAG-SYNC816Tag510Gx1326Gy1326Gz1326Bx1326By1326Bz1326Ta
9、g510Toolface918Toolface918Toolface918Toolface918Tag510Toolface9187、MEP01 探管的短测量带工具面数据传输序列WORDBITTIMES(0.5)RUN-IN-SYNC1632FLAG-SYNC816Tag510Inc1224Az1224Gtotal816Temp714RMP918Tag510Toolface918Toolface918Toolface918Toolface918Tag510Toolface9188、 MEP12 探管的长测量数据传输序列WORDBITTIMES(S)05TIMES(S)0.8RUN-IN-SYN
10、C1020FLAG-SYNC81610Tag5106TF7149TF7149Gx132616Gy132616Gz132616Bx132616By132616Bz132616Delta MT81610Temp7149RMP918119、MEP12 探管的短测量数据传输序列WORDBITTIMES(0.5)TIMES(0.8)RUN-IN-SYNC1632FLAG-SYNC81610Tag5106Inc122416Az122414Delta MT81610Gtotal81610Hsg7169Temp7149RMP9181110、MEP12 探管的长测量带工具面数据传输序列WORDBITTIMES(
11、S)0.5TIMES(S)0.8RUN-IN-SYNC1020FLAG-SYNC81610Tag5106TF7149TF7149Gx132616Gy132616Gz132616Bx132616By132616Bz132616Delta MT81610Flag81610Tag5106TF7149TF7149RPM91811TF7149Temp7149TF7149Flag81610Tag5106TF7149TF7149TF7149TF7149TF7149TF714911、MEP01探管开关的功能：1 一个短测量+重力高边工具面；2个短测量+自动工具面；3 一个长测量+自动工具面；4 三个短测量+无
12、工具面；5 三个长测量+无工具面；6 7 8 空挡无用（该探管为开泵测量）12、MEP12探管开关的功能：1和2 一个长（短）测量+自动工具面；3三个长（短）测量 +无工具面； 4 一个长（短）测量+重力高边工具面； 5 和 6 一个长（短）测量+自动工 具面； 7 三个长（短）测量+无工具面； 8 一个长（短）测量+重力高边工具面； 1-4 的开 关为开泵测量； 5-8 的开关为停泵测量。13、MEP15探管的测量数据传输序列和探管开关的功能与MEP12探管一样。14、名词解释：SSS定向短测量自动工具面；SFS定向长测量自动工具面；SS短测量；FS 长测量；GSFS定向长测量高边工具面；ATF自动工具面；GTF高边工具面。15、奇偶校正：在编码中规定，每一个信息单元内“1”的个数永远是偶数，因此，每一个 信息单元最后一位设置一个校正位，如果信息单元内“1”的个数永远是偶数，则校正 位为“0”，如果信息单元内“1”的个数永远是奇数，则校正位为“1”。采用奇偶校正 是为解决在信号检测时出现的一些问题，计
