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MWD操作提纲

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Sperry-Sun MWD操作培训提纲

定向井 徐飙

2003－7－17

学习目的:

通过学习使定向井仪器人员能够对MWD结构组成及原理有一个较深层次的认识，要求操作人员能够掌握该仪器的操作规程，能够独立工作。

第一部分：MWD仪器简介

工作原理：

1． 脉冲器工作原理

严格地说脉冲器应该称为泥浆压力脉冲器。其主要功能是使泥浆产生压力脉冲是井下仪器的关键部件，主要由两个部分：发电机＋液压泵

① 发电机：依靠钻井液的流动为动力产生电能，供井下探管使用。

② 液压泵：也是以钻井液的流动为动力产生液压动力，来推动蘑菇头的伸缩产生了泥浆压力脉冲，将探管测量的信号传送到地面。

2． 探管测量方式

① 关泵测量：井下BHA在钻进中需要在某点测斜时，将BHA在某点处静只稳定循环2分钟(确保井下探管稳定)后，停泵1分钟(测量)，再开泵到稳定排量至到测斜数据完全返出。

② 开泵测量：井下BHA在开泵后(泵压稳定)，开始测量并自动将测斜数据返出。 3． 探管数据传送频率

① 0.5HZ ：使用该频率传送时的缺点是速度慢，但抗干扰能力强，脉冲器井下使用寿命增大。

② 0.8HZ ：使用该频率的条件是井下稳度必须>40℃，否则地面计算机检测信号将非常困难，有时不能提供完整的测斜数据。用该频率时速度快，抗干扰能力弱。

4． 探管测量类型

测量类型可以分为长测量和短测量。长测量方式是将探管测量得到的各种原始数据，通过脉冲器传送到地面。(传送一组数据的时间3.5分钟)短测量方式是探管测量出的原始数据经过微处理器的处理后，在通过脉冲器的发送到地面。(传送时间为2分钟)

① 长测量(SURVEY)

它将提供全程的测量数据(Gx,Gy,Gz,Gtotal,Bx,By,Bz和Btotal,温度，转速，Inc,Az,DMT,Goxy,Boxy)来分析井下的情况。

② 短测量(survey)

只提供基本的测量数据(Inc,Az,DMT,)。

③ 测量结果的分析

Gtotal: 仪器在井下相对静止时Gtotal=1。现场测量时它的范围是0.980~ 1.020如果该值超出该范围说明井下仪器在测量时没有处于静止状态，所以测量得到的数据是不可靠的应进行重新进行测量(DMT的范围：-1~ 1)

Btotal：它是由BxByBz测量值的计算来确定。如果>10%(与当地作业区域的地磁场强度)可以说明井下作业中存在有磁干扰。

④ 测量方式的设定

通过探管上的模式选择开关来设定它的工作模式。一般来说前层作业或井下可能有磁干扰时，选择长测量模式。反之用短测量模式。

井下系统：

1． 脉冲工作系统

①脉冲器②定子支撑座系统(定子,转子)③蘑菇头④护罩 ⑤导流座 ⑥.限量环鱼颈总成⑦流管

2． 探管测量系统

①探管(mep01和mep15 )②探管保护桶 ③探管扶正器④探管定向总成

3． 井下脉冲器专用非磁短节(HOS),非磁钻铤(内经3.250”-1200系统，内径2.875”-650系统)

地面系统：

1． 操作间－计算机，安全相(电压，电流)，接口合(信号)

2． 钻台－压力传感器，司钻读出器(DDU)

MWD基本参数：

1200系统： 1． 排量范围：350~ 1200 加仑 /分

2． 泵：双缸或三缸(最好有脉冲缓冲器)

3． 接头：7 5/8” reg.box & pin

4． 扭矩：83000(尺/磅)

5． 地面工作条件：

泥浆比重－最高达18.0ppg

最大粘度－50 cp

含砂量－ < 2 %

最大压力－15000 psi

最大温度－125 ℃

仪器压力降－100psi 在水速为900加仑

650系统：

1． 排量范围－225~650加仑/分

2． 仪器压力降－100psi在水速为410加仑/分

3． 接头－4 1/2” box & pin

4． 扭矩－24000尺/磅

性能：

1． 井斜精度：±0.2 度(0度~180度)

2． 方位精度：±1.5度(0度~360度)

3． 工具面精度：±2.5度(0度~360度)

测量数据传达时间：

1． MEP01：标准测量(倾角,方位,工具面,温度,测量数据)需要148秒。工具面修正为18秒。

2． MEP15：标准测量(倾角,方位,工具面,温度,测量数据)需要128秒。工具面修正为9秒。

图形显示：

第二部分：工作流程：

了解相关资料：

1．井眼情况(尺寸,井深，温度, 排量)

2．泥浆比重

3．钻头水眼

4．泵的工作情况(空气包压力，灌助泵，泵效)

5．钻台情况(钻杆内径，钻杆合，立管)

MWD参数的计算：

1． 限流环(orifice)的计算

2． 仪器垫片的计算

3． 定子角度的选择

4． 探管模式的选择

5． 建立相关的运行文件

PCDWD软件的使用：

1. PCDWD的安装

2. SET-UP文件的使用

① 图形的选择②图形的检波③图形的绿波④DDU的设置⑤现场数据的记录⑥文件的记录⑦硬件的设置⑧实测的计算⑨组合键的使用

3. DWD文件的使用

① 探管的选择②使用系统的设置③作业井况的编辑④短测量编辑⑤长测量编辑

4. UTIL文件的使用

①回放功能②查看测量报告③查看信号绿波状况④DDU的测试

5. 使用PCDWD进行地面设备的检查

①信号线和压力传感器的测试②DDU的测试③探管QA测试④探管功能测试

第三部分：问题的出现和解决的方法

MWD作为一种当今先进的定向井测量工具，通过在渤海地区的多年使用，其优越性已被广泛接受。但是由于它的信号传输方式为泥浆压力信号传输，所以容易受到干扰。下面我就SPERRY SUN MWD在工作中的一些经验与大家一起探讨。

首先我们来分析一下干扰的来源：

 在钻进过程中，尤其是造斜或纠方位的作业，此时仪器在提供工具面，如果司钻操做钻杆，迅速就会在立管内造成很大的压力变化。这个压力变量就叠加到脉冲信号上，从而造成地面终端检波困难。

 泥浆泵的泵速突然变化。它会造成立管压力快速变化(突然增加或减小)造成脉冲信号混乱。因此，司钻在改变排量时应渐渐改变泵速，可以通过平缓增加的方式来获得较小的压力变化，从而减轻对脉冲信号的影响。

 尽可能减小钻压突变。钻压的突变有可能会丢失脉冲信号,司钻操作时送钻应均匀，应缓慢的改变钻压。

 泥浆泵的空气包压力要适当。最理想的情况下泥浆泵的空气包压力应是立管压力30%-40%。但作为井队为保护泥浆泵，一般将空气包的压力调为50～60％，此时如果信号接受不好，就要考虑调节空气包的压力。

 泥浆泵工作状况不好或其上水有问题。这种情况会产生较大的噪音。产生的大量泵噪音波叠加在脉冲信号上，严重影响信号接受。

 电源电压及频率的影响。如果是在陆地作业，由于泥浆泵和钻机是由柴油机直接驱动的，当它们工作时，电源电压波动很大，对仪器的地面设备影响很大，甚至会烧坏仪器。海上作业时，由于每个钻井平台的工作电压和频率不同，而仪器工作频率为0.5Hz电压为220伏，如果超出这个范围很大时就可能出现计算机死机。

当仪器无信号，或者信号不好时，可采取以下一些措施：

 检查线路、传感器、及主机，确认无误。

 确认测量步骤是否正确。静止循环时间应不少于1分钟；使泵冲充分回零；正常接立柱；开泵至所需排量，直至测斜数据出来。如不行，则采用以下方法试之。

①确认排量是否在仪器充许排量的范围，如果排量偏大，则可适当降低排量。②如果信号仍无或信号不好，则可采取确认频率设置是否正确。以确认井下发送的频率与地面检测的频率一至。

 以上方法如果不行则可能是脉冲器本身的问题，考虑起钻，换仪器。

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MWD仪器的操作规程

MWD仪器的操作规程

MWD常见故障

一、 井下设备

一） 定向探管

1） 工具面超差较多，原因可能T型槽磨损严重，间隙过大造成；

2） 数据不变或变动较大，原因可能加速度计表坏；

3） Gt±1%，Bt±10%，超出较大时，地磁倾角不准，探管测试系统失准，应重新标定；

4） 序列参考值超出后三位数变动，探管异常；

5） 连续发送关泵序列，探管标定文件丢失；

6） 开泵时，不发送开泵序列，可能是流量开关异常；

7） 正常钻进时，开关泵序列频繁切换，可能是开关泵判断门限与实际泵压接近，应下调开关泵判断门限；

8） 无停泵序列，可能流量开关异常；

二） 脉冲发生器

1） 波形显示区无信号无解码数据，泵压区正常，泵压表无明显波动，现象产生前五短起或起下钻，初步判定为砂卡；

2） 脉冲波正常，但不出同步头，脉冲发生器可能异常；

3） 仪器井口、中层测试均正常，但到井底，正常波中有杂波，无法检测到数据，可能是引鞋、阀套2损坏；

4） 仪器正常工作时，突然无信号，观察压力表无明显压力变化，可能是脉冲发生器异常；

5） 脉冲波形断断续续，观察压力表变化也是如此，可能是砂卡；

6） 仪器连接测试正常，井口测试无信号，重新座键；

7） 仪器在下钻过程中，没了信号，可能下钻过快，导致仪器脱键；

三） 电池

1） 波形显示区脉冲时断时续，无法正常解码，出井地面测试正常，可能是电池筒减振组件虚接，振动导致仪器间歇断电；

2） 正常钻进，信号解码丢波，可能电池使用过长，电压不足；

3） 滑动正常，复合无信号，可能电池筒减振组件虚接；

二、 地面设备

一） PC机及软件

1） PC机不出脉冲测试，可能是PC机或软件有问题；

二） 专用机

1） 测试显示电压20.0V左右，如过大，专用机异常；

2） 专用机缓冲灯常亮，清理系统缓存，关闭防火墙，重启专用机；

三）90米电缆线

1）软件上未无压力显示，观察泵压表有脉冲显示，单独测试司显正常，可能电缆线损坏；

上悬挂MWD现场井下仪器操作手册

上悬挂MWD现场井下仪器操作手册

MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

第 1 页 共 11 页

MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

第 2 页 共 11 页

1 定向短节

定向短节按用户要求提供适合6-1/4到9-1/2之间的规格，上井前。定向短节应注意上下方向。当定向短节与无磁钻铤上紧后，找到并标示出短节内键的在外壁的位置，测量与弯接头的工具面角夹角，记录计算角差时备用。

定向短节 定

向

键 MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

第 3 页 共 11 页 2.限流组件

限流组件是由调整垫片、流量套、弹簧筒是按用户要求提供适合6-1/4到9-1/2之间的规格，流量套内嵌有硬质合金度层，外部套有密封圈。流量套与限流短节之间要装好弹性筒。注意，流量套的内径小于仪器串的扶正器外径，流量套是在井下仪器串坐键后放入，起仪器时由仪器串的扶正器带出来。

调整垫片

密封圈

流量套

弹性筒 MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

第 4 页 共 11 页 2.调整垫片

利用弹簧筒、调整垫片将脉冲器的打捞帽在流量套的上端面以下0-25mm

0～25mm MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

第 5 页 共 11 页

定向短节

无磁钻铤 脉冲发生器

四转一扶正连接器

驱动器

扶正连接器

电池

扶正连接器

测量探管

压力开关短节

扶正连接器

尾锥

限流套装入定向短节的MWD井下仪器安装图 MWD现场井下仪器操作手册

北京市普利门机电高技术公司编制 2003年8月20日实施

QDT MWD中文操作手册

QDT MWD中文操作手册

QDT MWD

第一节仪器概况

QDT MWD是一种可打捞式的正脉冲随钻仪器，设计巧妙，组装灵活，使用方便。PC软件在DOS或WINDOWS系统下运行，软件不多，但功能很强，操作方便灵活，可以显示、储存、浏览和打印数据、参数、波形记录等。可根据现场需要来决定井下仪器(TX)和地面仪器(RX)的工作方式及参数。井下仪器驱动器&脉冲发生器以上部分即电池筒、电子筒、伽玛筒的位置可以互相调换，任意组装。

该仪器的脉冲信号是依靠改变可控制的蘑菇头(Poppet)与下面的限流环(Orifice)之间的泥浆流通面积产生的。在蘑菇头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在蘑菇头压下状态时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。探管控制着蘑菇头提起或压下状态的蘑菇头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择蘑菇头的外径和限流环的内径尺寸来控制信号强弱，使之适用于不同井眼、不同排量的工作环境。

探管只控制伺服蘑菇头(ServoPoppet)的动作，借助于泥浆的压差来控制信号蘑菇头(SignalPoppet)，所以比较省电。而且还可接双电池筒，其中一个做为后备电池。旧电池用完后探管自动启用后备电池，不需起钻即可完成电池的转换。

该仪器配有两种扶正器：弹簧片式和橡胶式，扶正器都是规范配件，不需特殊工具就能更换替代，操作便捷。

仪器井下总成部分可以用电缆或钢丝进行打捞，在井下仪器出现故障时，无须起钻，即可将仪器打捞出井进行更换；在井下出现卡钻、落鱼等重大事故时，可及时将井下仪器打捞起来，使经济损失减小到最低限度。

第二节 PC软件的安装

WIMDOWS系统下，没有GAMMA测量时，只有一张光盘，插入CD—ROM，安装程序自动运行，依提示操作即可。

第三节 地面仪器的组装与操作

E-LINK MWD现场操作说明

E-LINK MWD现场操作说明

操作说明

E-LINK MWD现场操作说明

此说明适用于英国GEOLINK公司生产的E-LINK MWD无线随钻测量仪器定向部分，鉴于篇幅问题，与GEOLINK负脉冲仪器相同之处不再重复说明。

编写时间紧张，水平有限，不当之处敬请批评指正。

一、 仪器组成及测试

E-LINK MWD系统

1、地面仪器组成

地面仪器主要由电脑（必须安装Navigator、LabView和Measurement

& Automation三个软件）、电磁波地面接口箱、地线棒、防喷器连接器、同轴电缆、司钻显示器、司钻显示器电缆组成。

2、井下仪器组成

井下仪器从上到下依次由电磁波短节、发射天线、脉冲电路、电磁波电池、流量开关、定向电池和定向探管组成。

电磁波短节在使用前要检查其公母扣无损伤，在其干燥清洁的情况下使用万用表测试绝缘套两端绝缘性，电阻不得小于100K欧姆。

发射天线绝缘套两端理论上是应该是绝缘的但是在使用的时候必须保证它们之间电阻值不小于100k欧姆。

脉冲电路受井下探管控制，将探管数据脉冲编码为设定频率的交互电流脉冲。

电磁波电池为脉冲电路和发射天线供电，其单节加载电压必须大于14.5V ，加载电流0.8A。其电量计算可以通过定向探管所测得的全测量最后两位获得，也可以使用软件EM Field Battery

Calculator-E-LINK软件计算。

流量开关利用声学开关，实现对井下仪器的打开和关闭以及更改井下仪器工作模式和频率。

定向电池由10节单D高能锂电池串联组成，为探管供电，其电压约为34V，电量使用软件使用EM Field Battery Calculator-E-LINK软件计算。

定向探管含有三轴重力加速度计和磁通门实现对井斜、方位、工具面等数据的测量，其内部电路和单片机可实现对整套井下仪器的控制，定向探管可自动监测钻进方式实现对工具面的开关，探管版本为12.00.12。

3、工具配件