国外井下随钻测量传输系统概述.pdf

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卷第期石油机械%,&&∋
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!!∀国外井下随钻测量传输系统概述江汉机械研究所熊育冲,关键词随钻测量传输系统钻井液随,钻测量−∃./0是钻井新技术发展的一个重要方面它是随着对定向井井眼轨迹控制的要求而产生的。其特点是在不中断钻井工作的情况下,以地磁场或惯性的方向为基础进行随钻测量。起初仅用于定向钻井中监测并斜角、方位,随着定向钻井技术的飞角和工具面角,,测(,速发展随钻测量技术也迅速提高量范围不断扩大目前随钻测量工具可用于直井和斜、、、、井中测取地层资料−电阻率,射线环空温度0方向参数−并斜角方位角和工具面角0和钻井参数−钻压、扭矩和

2、转速0,以及测取用一般测井工具测不到的并下资料,信息可以通过导线或钻井液压力传输至地面。随钻测量工具在实际应用中已取得很好的经济效益(最早的随钻测量工具是1234563在7∀年代研制的随钻电缆测井装置。这种装置测取的,,。,参数主要用于评价油层但由于费用高没有得到推广应用8∀年代初期美国,9∗一:+;:<=公司设计了一种机械式随钻测量钻井液压力脉冲系统于
!8>年投人工业性使用(∀年代初期,美国∃&?≅∋研究发展公司推出一种导向工具与井下马达相匹配的定。,“”向测量系统
!!年美国Α比ΒΧΒΔ?63Ε63公司分析者分公司成功地研制出一种钻井液压,。,力传输系统并已投人工业

3、性使用幼年代中期国外好几家石油公司对电磁传输系统和声能传输系统进行研究(最近,=45∋+Φ?粼Ε63公司又研制成一种补偿式地层密度和中子孔隙,(度随钻测井仪−Γ/)0可随钻测量地层密度和中子孔隙度曲线目,,(,前国外随钻测量工具基本上都用于海上钻井用于陆地的仅在阿拉斯加此外地热钻井也多采用随钻测量技术(近几年来,我国许多定向并、斜井和水平并都采用了有线随钻测量技术(美国ΗΦ&4。石油公司在我国南海珠江口盆地Ι!ϑ∀>合同区块上钻的一口大斜度,还采。定向探井钻井中用了无线随钻测量装置一传输系统目前国外己经研制成功或正在进行开发的随钻测量信息传输系统有电缆传输系统、电磁传输系

4、统、·Κ声能传输系统和钻井液压力传输系统等几种缆传统∋(Λ有线随钻辘测量技术是通过电缆来把井底资料传送到地面的。这种方法只有在钻杆不转动,,。的情况下也就是在使用涡轮钻具或井下电动钻具进行钻井的情况下才能使用这种测量“’,,系统中的磁性方向传感器为磁通门型测量时测并仪以空间坐标系中地球磁场矢量的,。,三个分量为参照对重力矢量的三个分量进行测量测得的数据经数字化后通过绝缘导体,和地线多路传输至地面,其安装方式有两种石油机Μ械
卷第。如图,−
0把绝缘导线装在钻杆上
所示这种安装方法是把一整根电缆固定在钻杆上使电缆和钻柱成为一个整体(把特制的,电缆连接器装在钻杆接头上传感器

5、装,在一根特制的钻挺上恺装电缆把这根钻,挺与钻杆下端连接起来这样就避免了电缆穿过并下装置的各个部件。电缆安装的松紧要合适(该系统的另一端是一只装在方钻杆顶部的绝缘滑环,滑环通过导线与地面信息接收和处理设备相连Ν∋Ο(但这种方法需采用专用钻柱,装,自∋(∗,有电缆和连接器的钻杆很难连接费用高,−Ι0把。这种方法电缆放人钻柱内克服了第一种方法的缺点(测量时,把电,,缆放人钻柱内但每次接钻杆时都需(Π要把电缆拉出来这一问题现已得到解,图
采用特制接头的决即把足够长的电缆装在钻杆内壁上的,,电缆传输系统藏线盒内接钻杆时可以通过装在该
(钻杆ΠΙ(恺装电缆Π系,统内的机电碰簧装置把

6、藏线盒内的二7(钻杆接头Π>接传电缆拉出来−图,Ι0但当把钻柱从井内(感器ΠΘ连接器Π8,取出时必须首先把整个电缆从钻柱内钻艇图Ι把电缆装入藏线取出来。盒的传输系统,尽管这两种方法还存在许多缺点但它们不需使用井下((
滑环ΠΙ藏线盒Π7电,动力源传输的实时信息快−数据传输率高达几千二进位缆Π>,数据处理‘显示设备制,,ϑ秒0既能把信息从井底传到地面又能把信息从地面传到并下,(不存在其它传输方法那样受井深限制和产生信号衰减等问题特别是在造斜井段或井很深、钻杆旋转很难传送到井下时,采用这两种安装方式的效果都非常好。Ι(电磁传输系统,。早在>∀年代国外就对电磁传输系统进行过研究

7、其基本原理是把一个低频天线装在,,(电钻挺内通过装在远离钻机和钻柱的电极来接收井底到地面的波形图磁波发射器装在,,。井底装置上对发出的信号进行调节并以二进制编码的形式传送井下资料这种传输系统,,,的优点是对正常钻井没有干扰与其它方法相比较准备工作简单起下钻时也能传输井下资料。缺点是信号衰减大,易受井场内电气设备的干扰,只能有效地传播低频电磁波,因而其应用。效果不如其它方法好7(声波传输系统该系统是利用钻杆来传播声波−或地震波0的。为了能在实际深度下传送井下资料,需要在钻柱内安装增音器或在井底装置上安装一台功率较大的地震发生仪。