随钻测量

摘要： 电遥测钻柱是一种具有高数据速率的井下信息传输系统,采用布有导线的钻杆级联成钻柱信道来传输高频信号,由于信号通过钻柱信道时会产生严重衰减,每隔约300 m需加中继器,而过多的中继器会造成系统制造成本的提高及信号传输可靠性的降低。为减少中继器的数量,可通过优化信道的传输特性有效延长中继距离。基于传输线理论和高频变压器原理构建信道的电路模型,通过在钻杆传输线的终端连接一个阻抗补偿网络并改变其电阻值使传输线处于适当的阻抗失配,在传输线终端获得较高的电压增益,达到优化钻柱信道电压传输特性的目的。电路仿真和试验结果表明,基于传输线理论及电路分析所建立的信道电压传输函数数学模型可以反映钻柱信道的信号传输规律。数值计算结果表明,在与Grant Prideco公司的Intelliserv network system系统数据传输速率相当的情况下,中继距离可扩展至2.47倍。研究结果可以为电遥测钻柱信息传输系统的性能优化提供有益的启示及借鉴。

摘要： 为了研究随钻测量装置(Measurement While Drilling,MWD)压力波信号在用于早期气侵检测时的扰动传播特性,基于油气井多相流流动理论,建立随钻压力波在环空气液两相流中的扰动传播模型,对多参数影响下的压力波传播与衰减特性进行模拟,并对压力波检测技术的现场应用效果进行分析。结果表明:含气率、角频率、系统压力、虚拟质量力、拖曳力和壁面剪切力的变化都会对压力波在环空气液两相流中的传播与衰减特性造成不同程度的影响;相比于常规的全烃量检测技术,压力波检测技术可以更早地检测到气侵的发生,可进一步提高油气井建井的安全性。

摘要： 连续波载波技术是实现井下随钻测量信息高速上传的有效途径,但由于连续波信号的本质特性使得这一信号在传输通道中的反射、叠加和回响更加剧烈,造成了信号的畸变,从而令井下随钻测量信息的有效提取变得困难。如何实现连续波反射信号的抑制与载波信号的有效提取,是核心内容。为实现这一目的,建立了井下信号传输通道模型,给出了反射过程的理论分析,推导了信号解析算法,明确了工程应用中信号的提取过程,并进行了仿真实验;完成理论分析后,在实地构建的风洞系统中应用所提算法进行了实验,结果进一步验证了算法的有效性,并说明了其在实际工程中推广的可行性。

摘要： 水平定向钻具已广泛应用于石油钻井领域,然而由于其工作原理、安装空间较小等条件限制大都仅能钻孔,无法获取岩芯样品。文章设计了一种新型水平定向钻进取芯钻具,可同时实现水平定向钻孔和绳索取芯功能,在隧道施工前的地质勘探领域有较好的应用前景。文章重点介绍了其基本结构和工作原理;探讨了其关键技术,包括钻头偏斜控制技术、钻进轨迹测量技术和钻进方向控制技术;说明了主要施工方法,并提出了水平定向取芯钻具的未来发展方向。

摘要： 随钻技术取得了长足的发展极大地方便了轨迹控制、井下工况检测及地质导向等井下作业。介绍了国内外随钻近钻头的研发现状,并系统地介绍了有线传输、声波传输、电磁传输、泥浆传输等短传方式的优缺点,为相应的随钻仪器研发提供参考。

摘要： 旋转导向钻井系统的优势在于能旋转钻进,比滑动钻进的摩阻要少很多,钻速更快,并且能够实时控制井下钻进方向,从而高效精准的实现贯穿目地层,但由于涉及专业领域多、技术含量高、研发难度大,这项技术一直被外国公司垄断。尤其目前致密油等非常规井钻井设计多采用长水平段来增加开采效益,对旋转导向的需求逐渐加大,因此更加需要加快国产化进程来降低仪器采购或租赁成本。DQXZ-172型旋转导向系统是大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院自主研发的高效钻井系统,采用模块化设计,运用了新的随钻测量技术,该工具可在旋转钻进过程中实现地质导向,在平均钻速较高时精准控制井眼轨迹,并与地面进行双向通讯。目前已在大庆油田内部完成多口水平井的试验任务,并且应用效果良好。

摘要： 为适应钻孔深度越来越深要求,延长随钻测量工作寿命,针对组合静密封结构缺陷,设计一种适用于随钻测量仪器的自保护密封装置。通过静力学膨胀数值模拟对橡胶气囊膨胀位移与气压关系进行研究,并在此基础上对模型尺寸大小不同,结果不同原因进行分析,讨论造成自保护密封装置模拟结果不同的因素,确定气囊直径、宽度、壁厚和内腔宽度4个自变量,并对4个自变量进行模拟,探究其与橡胶气囊膨胀关系;在静力学膨胀模拟基础上,建立自保护密封简易模型,通过流体数值模拟对其密封效果进行分析。结果表明:自保护密封装置橡胶气囊膨胀位移大小与压力成线性关系,橡胶气囊膨胀位移比k与气囊直径和宽度呈二次函数关系,与气囊内腔宽度和壁厚成反比且橡胶气囊内外圈膨胀位移比k大小不同,并随着自变量参数增大,外圈膨胀位移比k逐渐小于内圈,可推导出橡胶气囊结构尺寸存在膨胀位移比k最大的临界值;在自保护密封装置保护下,自保护密封简易模型内部无水流动轨迹,证明了自保护密封装置可靠。橡胶气囊结构尺寸临界值的存在为设计在仪器空间有限情况下达到最佳密封效果的自保护密封装置尺寸提供依据。

摘要： 为了解决井下高温环境下微弱磁场的高精度测量问题,以提高在正钻井中对井眼附近磁性物质的探测距离,在分析噪声抑制方法基础上,从系统结构、高温器件选型、信号滤波与模数转换、电源稳压处理等方面进行了设计和优化。系统采用斩波技术和低噪声运算放大器降低了测量电路的固有噪声水平,选用高温三轴磁通门传感器Mag-610L及32位模数转换器ADS1282H实现了高温下磁场的高精度随钻测量。结果表明,静磁场强度测量分辨率达到0.1 nT,满足高温下测距的测量精度需求。

摘要： 井筒流场参数是精确分析井筒安全的前提条件,其中井筒温度和压力是关键参数,精确与否直接影响井筒压力的计算精度,对井下复杂工况判断和井筒压力控制意义重大,但是现有的井下随钻参数测量技术成本较高,且无法对井筒温度、压力场进行系统分析。微型芯片技术可以弥补随钻测量技术的不足,实现精度高、数据快、适用范围广的井筒流场参数监测,具有良好的发展应用前景,为此,从测量原理、基础结构、关键技术等方面系统分析了国内外井筒参数测量微型芯片的研究现状,指出现有微型芯片存在的问题,并提出下步发展建议。

摘要： 随着定向钻进的快速发展,随钻测量技术得到了广泛的关注。随钻测量系统一般采用磁性测量技术,在有磁场干扰的情况下,测量系统的精度是有限的。提出了一种基于惯性技术的基于冗余加速度计的测量—钻井系统,该新型钻孔测量系统具有较好的抗扰动性能以及较高的测量精度,计算结果更可靠。为匹配该技术,开发了一种基于防爆计算机的随钻测量系统,用于井下测量数据的处理和显示。该技术集成到定向钻进系统中,并在我国煤矿的应用中得到了验证。

摘要： 利用随钻测量技术在实施钻井的同时,可以对井下情况进行及时测量,并根据采集的信息对钻井作业给出综合分析与研究.直流无刷电动机具有效率高,启动转矩大,功率密度高,且因其良好的调速特性在随钻测量工具中的应用中发挥了重要作用.为保证随钻测量的连续性和可靠性,直流无刷电动机的安全运行也就显得愈发重要.本文针对直流无刷电动机的保护策略展开讨论,分析了直流无刷电机安全运行的方法,并在实验中验证了保护效果,该方法可以保证直流无刷电动机稳定、可靠地运行,响应快,成本低,能够满足生产中的使用要求.

摘要： 目前在气体钻井随钻测量中主要使用电磁随钻测量,然而该技术存在许多的限制,例如电磁波井下传输时受地层影响大及抗噪声能力差,信号传输效率低、信号衰减快、测量深度受限.本文提出了适用于气体钻井的MMWD随钻测量技术方法,利用钻柱作为微波波导实现气体钻井井下参数随钻测量与信号传输;研究了钻柱内高频波传输特性与微波传输的主要影响因素;研制出MMWD样机及其配套的控制处理软件并开展了现场试验.结果表明,所研制的MMWD随钻测量系统数据传输速率达到128kbps,样机单次入井无故障工作120h,最大测传深度超过3000m,测量结果准确可靠.所提出的MMWD随钻测量技术为气体钻井提供了一种新的高效随钻测量途径.

摘要： 在海洋天然气水合物资源调查评价过程中,通常先采用地球物理方法来探测海底拟反射层(BSR),然后根据BSR的位置来判断水合物的分布范围和埋藏深度.但在钻井取样过程中发现BSR并不能完全准确地反映水合物的埋藏深度,为此项目组研发了一种绳索打捞式的组合钻具,在钻井过程中不仅能够使用随钻测量钻具探测地层电阻率来确定地层是否有水合物,而且还能通过绳索打捞方式更换取样钻具,完成水合物地层的取样.通过设计、试制和室内测试,验证了水合物探测及取样钻具方案是可行的,为后续的野外试验奠定了基础.

摘要： 随钻探层测距雷达是一种安装在钻头附近,实时测量钻具径向到地层分界面距离的随钻测量仪器,可应用于测量煤层气水平井钻井过程中钻具距煤层顶底板的距离,有助于指导施工人员控制钻头始终穿行在煤储层中的最佳位置,以便最大限度地提高煤储层的钻遇率和煤层气的采收率.本文提出了一种基于高频电磁波在地层中传播与反射机理的随钻探层测距雷达技术,并重点对测量原理、测量方法、测距系统等方面进行了研究,并通过室内实验进行验证.

摘要： 页岩气等非常规油气资源的水平井开发及老油田后期精细开采对定向钻井轨迹控制精度提出了更高的要求,常规随钻测量系统采用停钻静态测量的工作方式,测量点距离井底钻头10-20m,不但影响钻井效率,而且信息滞后,不适用于薄层、超薄层(1m以下)储层水平井的高精度定位和导向,因此迫切需要实现井眼轨迹的实时动态测量.对于利用加速度汁作为井斜测量传感器来说,钻进过程中钻具的高速旋转、钻头切削岩石、钻柱与井壁的摩擦碰撞产生的强振动、强冲击井下环境给重力加速度测量带来极大干扰,如何从干扰噪声中有效提取重力加速度信号对于提高井斜角和工具面角的测量精度至关重要.本文根据重力加速度径向和切向分量为周期性信号,轴向分量为近似直流信号,离心加速度为缓慢变化信号,振动和冲击加速度为随机信号的特征,提出一种基于互相关检测的重力加速度信号提取方法,选择与重力加速度信号频率相同,受振动和冲击影响较小的径向或切向磁力计信号作为参考信号,利用参考信号分别与径向和切向加速度计测量信号做互相关运算从而提取重力加速度信号.本文利用相关检测方法分别对仿真数据、实验室旋转测试数据和振动测试数据进行了处理,并计算了井斜角和工具面角,结果表明相关检测方法可以有效提取重力加速度信号,井斜角测量精度优于0.5°,工具面角变化连续平滑,满足井斜动态测量需求.通过进一步开展实际钻井环境测试,该方法有望应用于近钻头地质导向系统或旋转导向钻井系统等需要近钻头井斜动态测量的场合.

摘要： 在勘探开发油气资源的工程中,经常需要近钻头处的各种工程参数.这些参数能够直观地反应钻具在井下的实际情况,对于钻井作业工程中提高效率和优化工艺十分重要.因此设计了随钻井下动态参数测量系统,其能够通过各种传感器测量在井下钻井作业工程中的钻压、扭矩、环空水眼压力、温度和转速等重要的工程参数,并将其记录在井下存储器中.同时可以在需要的情况下从井下上传到地面平台,作为地面钻井作业操作人员钻井操作的依据,提高钻井作业的安全水平和效率.

摘要： 在勘探开发油气资源的工程中,经常需要近钻头处的各种工程参数.这些参数能够直观地反应钻具在井下的实际情况,对于钻井作业工程中提高效率和优化工艺十分重要.因此设计了随钻井下动态参数测量系统,其能够通过各种传感器测量在井下钻井作业工程中的钻压、扭矩、环空水眼压力、温度和转速等重要的工程参数,并将其记录在井下存储器中.同时可以在需要的情况下从井下上传到地面平台,作为地面钻井作业操作人员钻井操作的依据,提高钻井作业的安全水平和效率.

摘要： 在勘探开发油气资源的工程中,经常需要近钻头处的各种工程参数.这些参数能够直观地反应钻具在井下的实际情况,对于钻井作业工程中提高效率和优化工艺十分重要.因此设计了随钻井下动态参数测量系统,其能够通过各种传感器测量在井下钻井作业工程中的钻压、扭矩、环空水眼压力、温度和转速等重要的工程参数,并将其记录在井下存储器中.同时可以在需要的情况下从井下上传到地面平台,作为地面钻井作业操作人员钻井操作的依据,提高钻井作业的安全水平和效率.

摘要： 本文采用蒙特卡罗数值计算方法,对基于中子输运理论的随钻中子孔隙度测量影响因素进行了模拟研究.中子探测结构、钻挺外径、水眼尺寸等仪器主体结构对中子孔隙度测量影响的模拟研究,可为孔隙度装置关键探测结构设计提供指导.

摘要： 本文采用蒙特卡罗数值计算方法,对基于中子输运理论的随钻中子孔隙度测量影响因素进行了模拟研究.中子探测结构、钻挺外径、水眼尺寸等仪器主体结构对中子孔隙度测量影响的模拟研究,可为孔隙度装置关键探测结构设计提供指导.

摘要： 本发明涉及一种随钻测量仪器，包括：圆柱形的测量短节，在所述测量短节内设有沿轴向延伸的钻井液过流通道；布置在所述测量短节内的转换接头；以及连接在所述测量短节的一端上的测量模块；其中，在所述转换接头与所述测量模块之间设有接插件，所述转换接头通过所述接插件与所述测量模块连接。本发明还涉及一种随钻测量系统，包括：钻杆和地面设备，其中，在所述钻杆上安装有如上所述的随钻测量仪器。

摘要： 本发明提供了一种用于电磁随钻测量的中继器，包括：作为偶极天线的一极的圆柱形的本体，所述本体的两端分别构造成具有正、负锥形连接扣；连接在所述本体的正锥形连接扣上的接头；形成在所述本体的外周表面上的台阶部分，所述台阶部分的自由端与所述正锥形连接扣光滑连接，所述台阶部分的底面相对于所述本体的外周表面径向下凹。其中，在所述台阶部分上布置了作为所述偶极天线的另一极的天线。本发明还提供了一种包括上述中继器的电磁随钻测量系统。

摘要： 本发明涉及油气随钻测井技术领域，尤其涉及一种水平主地应力方向随钻测量系统及测量方法。本发明可以在随钻工况下，实时解算水平主地应力方向，系统测量精度准确，能够满足页岩气钻井工程需要；本发明与常规仪器相比，除了可测得井眼尺寸信息外，也可以测出对应的井眼尺寸信息在井眼中的实际方位，即增加了角度信息，实现了沿圆周360°方向，绘制出井眼实际形状。

摘要： 本发明提供了一种用于电磁随钻测量的中继器，包括：作为偶极天线的一极的圆柱形的本体，所述本体的两端分别构造成具有正、负锥形连接扣；连接在所述本体的正锥形连接扣上的接头；形成在所述本体的外周表面上的台阶部分，所述台阶部分的自由端与所述正锥形连接扣光滑连接，所述台阶部分的底面相对于所述本体的外周表面径向下凹。其中，在所述台阶部分上布置了作为所述偶极天线的另一极的天线。本发明还提供了一种包括上述中继器的电磁随钻测量系统。

摘要： 本发明涉及一种随钻测量仪器，包括：圆柱形的测量短节，在所述测量短节内设有沿轴向延伸的钻井液过流通道；布置在所述测量短节内的转换接头；以及连接在所述测量短节的一端上的测量模块；其中，在所述转换接头与所述测量模块之间设有接插件，所述转换接头通过所述接插件与所述测量模块连接。本发明还涉及一种随钻测量系统，包括：钻杆和地面设备，其中，在所述钻杆上安装有如上所述的随钻测量仪器。

摘要： 本发明涉及一种用于随钻测量的井下陀螺测量方法，包括：对底部钻具组合进行导向，控制所述底部钻具组合的随机运动；设计目标井眼轨迹；根据目标井眼轨迹得到钻进的轨迹参数，轨迹参数包括井深、井斜角、方位角的目标值和允许变化率范围值；将陀螺仪安装在钻柱内，建立陀螺仪与控制器之间的信号通讯；在钻进过程中连续采集底部钻具中钻柱在三个方向上的实时姿态测量值，实时姿态测量值包括井深、井斜角、方位角的测量值；采用卡尔曼滤波融合算法以及递归算法，计算当前钻柱的实时姿态估计值；根据实时姿态估计值与设计的轨迹参数进行对比，调整钻进方向。优点：能够在钻进过程中获取实时的偏差值，减少其测量误差。

摘要： 本发明公开了一种井下钻压扭矩随钻测量仪及井下钻压扭矩的测量方法，其属于随钻测井技术领域，包括：仪器主体，为两端具有开口的中空结构，所述仪器主体的两端均设置有外螺纹管段；外压传感器，设置于所述仪器主体的外侧壁；内压传感器，设置于所述仪器主体的内侧壁；两个应变片，沿所述仪器主体的周向间隔设置于所述仪器主体的外侧壁；所述井下钻压扭矩随钻测量仪能够连接至读取设备以读取扭矩测量值和钻压测量值。井下钻压扭矩的测量方法使用上述的井下钻压扭矩随钻测量仪对井下钻压和井下扭矩进行测量。本发明能够对扭矩测量值和钻压测量值进行校正，以消除内外液压差对扭矩测量值和钻压测量值的影响。

摘要： 本实用新型公开了一种随钻测量系统的传感器定位短节和具有其的随钻测量系统，所述随钻测量系统的传感器定位短节包括：短节骨架，所述短节骨架的端面上设有轴向传感器安装槽；轴向加速度传感器，所述轴向加速度传感器配合在所述轴向传感器安装槽内；螺纹筒，所述螺纹筒螺纹配合在所述轴向传感器安装槽内，所述轴向加速度传感器夹持在所述螺纹筒与所述轴向传感器安装槽的底壁之间。根据本实用新型实施例的随钻测量系统的传感器定位短节具有安装方便、抗振性能好等优点。

摘要： 本实用新型是关于一种随钻测量地面系统及随钻测量系统。其中，随钻测量地面系统包括：地面接口箱、上位机、司钻显示器以及至少一个用于采集随钻参数的无线传感器；所述地面接口箱通过高频段发射天线或数据线与所述上位机通信连接；所述司钻显示器通过高频段发射天线与所述地面接口箱通信连接；所述无线传感器通过高频段发射天线与所述司钻显示器通信连接，由所述司钻显示器将所述无线传感器采集到的随钻参数传输至所述地面接口箱；其中，所述高频段发射天线为发射的信号在6～15GHz的天线。本实用新型实施例极大的方便了现场的操作和施工，并提高了系统的工作稳定性和可靠性。

摘要： 本实用新型提供了一种定向井测量用便携式随钻测量装置，包括调节组件，调节组件包括U形座、转动杆、保护管、矩形槽、固定杆、移动杆、第一弹簧、连接板、尖块、柔性钢绳。把手通过圆块带动L形杆移动，L形杆通过柔性钢绳带动连接板移动，连接板带动移动杆在固定杆上滑动，连接板带动尖块与橡胶垫分离，把手通过圆块带动L形杆转动，L形杆带动转动杆转动，第一弹簧弹力的作用下通过连接板带动尖块与橡胶垫卡装，便于将随钻测量管调节到合适的角度进行运输。鼓风机通过软管将风吹至风箱内，风箱通过风扇对随钻测量管上的灰尘进行吹落调入至收集盒内，可对随钻测量管上的灰尘进行清理，不会影响随钻测量管再次使用时检测的数据。