中山水平定向钻进随钻测量系统研究与设计.doc

《中山水平定向钻进随钻测量系统研究与设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、zk平定向钻进随钻测量系统研究与设计徐涛'，刘翠海黄青斌2（1海军潜艇学院青岛266071：2海军92196部队青岛266011）摘要：针对水平定向钻进具体的测最需求，提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测最方法，在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计，研制了实际的随钻测量装置，并通过采取特定的措施，如温度补偿和方位校正改善系统性能。结果表明，该装智能够安装在地卜钻具的内部，钻进的同时完成倾角、血向角、方位和等参数的检测，倾角精度达±0.7。，面向角将度达±1.0°,方位角精度±2

2、.0。。无论在外观还是在性能上都达到国外同类产品的水平，填补了国内空口。关键词：随钻测量；加速度计；磁强计；倾角；面向角；方位角；水平定向钻进中图分类号：P634.7文献标识码：A国家标准学科分类代码：460.4020Researchanddesignofameasurement-while-drillingsystemforhorizontaldirectionaldrillingXuTao1,LiuCuihai1,HuangQingbin2(INavySubmarineAcademy,Qingdao266071,

3、China;2Navy92/96Unit,Qingdao2660119China)Abstract:Accordingtoactualrequirementsofhorizontaldirectionaldrilling,aspecialmeasure-ment-while-drillingmethodbasedon3-axisaccelerometerand3-axismagnetometerisdescribedinthispaper.Theentireconfigurationofthesystemisdesi

4、gned,andanactualMWDsystemisestablishedbyadoptingMEMSmicromachinedpolysiliconaccelerometerandMEMSmagnetoresistivemagnetometerastheattitudesensors・Thesystemperformanceisimprovedbysomeuniquetechniques,suchastemperaturecompensationandazimuthcorrection.Finalresults

5、showthattheMWDsystemcangetthereal-timepitch,rollandazimuthwhiledrilling,withtheaccuraciesof±0.7°,±1.0°and±2.0°,respectively.Itsappearanceandperformancereachtheadvancedinternationallevel,andatthesametimeitfillsthedomesticblankinMWDequipment.Keywords：measurement

6、-while-drilling;accelerometer;magnetometer;pitch;roll;azimuth;horizontaldirectionaldrilling收稿F1期：2008-10ReceivedDate：2008-10余基金项目：国家863基金（2003AA430120）资助项目1引言水平定向钻进，是利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的方式,在不同地层深度进行钻进并通过监测和控制手段抵达设计位置的一种钻进方法，H前在石油开采、地质勘探及管线铺设领域获得广泛的应用UN。随钻测显技术，是指在钻

7、进的同时实现各种参数连续测量的技术®4」，这些参数主要包括定向轨迹描述（倾斜、方位、工具面）及地层特性测量（电阻率、自然伽马、孔隙度等）。典型的随钻测量系统由地下随钻测量部分和地面接收部分组成，地下部分主要女装在专门的钻铤内，其中的定向和地质信息传感器感知齐种井下待测参数，并将测量结果调制在特定的载波上，经功率放人后通过执行机构利用钻杆与地层构成的信息传输通道将数据发送出去。地面部分利用配套的接收传感器接收传來的信号，并负责数据的解调和显示，提供给司钻人员，实现可控定向钻进。2随钻测量方法为了实现定向，必须实时获取钻

8、具的方向信息，这些信息的获取是山安装在钻铤内的随钻测虽装置来完成。如图1所示，水平定向钻具由一系列钻杆、多节钻铤和斜面钻头等组成，随钻测量装置女装在其中一段钻铤的内部，完成钻貝空间姿态的实时测量，并将数据传输到地面。这些方向信息包括方位角、倾斜角和工具面向角。方位角是钻具轴线在水平面的投影与磁北方向Z间的夹角，它反映了水平面内钻具运动的方向；倾