1、“.....从井底测量参数到地面接收到数据只延误几分钟,所以可以改善决策过程。在地质钻探石油钻井中,特别是受控定向斜井和大位移水平井中,随钻测量系统是连续监测钻井轨迹及时纠偏必不可少的工具。的信号传输方式分为有线电缆和无线两种。电缆方式的优点是可直接向井内传感器供电,实现井内和地表设备之间的双向通讯,实时性好,数据传率高。但电缆往往影响正常钻进过程。无线方式不使用电缆,是定向钻井技术发展历程中的个里程碑。导向钻进和自动定向钻进等现代钻探技术都以无线方式为基础。无线随钻测量仪般有两大部分组成是地面系统,般由地面接口箱钻台显示器上位机软件组成,其主要功能是把井下脉冲发生器传来的信号从立管压力中解读,计算测量参数,并显示给操作人员,指导定向钻井二是井下部分,主要由测量控制短节动力短节和信号传输短节组成,而液压脉冲信号发生器是信号传输短节的核心部分......”。
2、“.....然后转换为压力脉冲信号,再以钻柱内的钻井液为介质带到地面,最后在地面接收脉冲信号并解码获取随钻参数。随着受控定向斜井分支井和大位移水平井等钻井技术的迅猛发展,美俄法英的无线随钻测量技术日趋完善,其井内仪器已经系列化并大面积推广使用,如斯伦贝谢公司用新的回收式系统解决了深水平井作业面临的高温高压两大难题。在意大利油田,用技术钻成了世界上最深的水平采油井。最终井深达,井斜角,创造了在垂深斜角的条件下水平钻进的世界纪录。公司其恶劣环境系统能在,的井下环境中稳定工作。包括定向探测器高温方位伽马仪环境恶劣度测量和井眼环空压力探测器。系统已在墨西哥和美国进行了广泛的现场试验,在泥浆密度高达,井下温度超过的井中成功作业。俄罗斯电磁波式系统年研制成功后,曾在西伯利亚几个油田的口井内深度的井段进行了个回次的生产试验。与传统测斜仪的比较试验表明,其中的回次吻合的很好或较好,表明俄罗斯的该遥测系统已经满足工业要求......”。
3、“.....在井深的井段,用了两个回次进行造斜,使顶角增至。经过段稳斜段后,在井深处再次造斜,使顶角达到,终于钻到了设计的层位,并顺利准确地从油层中穿过。结果表明,这种电磁波式系统不仅在钻井过程中,而且在接钻杆停止钻井液循环的情况下,都可保证井眼弯曲参数的正确测量,同时还可记录钻进过程中的岩层电阻率曲线。正是由于在号井中使用了电磁波式系统,才使这口井深,水平偏距其中水平井段的油井在天的时间内完成了全部钻井固井和测井工作,并达到了沿含油层钻进的目的。与国外技术相比,我国还处在引进和消化国外无线技术的阶段,但正在加快研究步伐。如中国石油天然气总公司大港油田胜利油田和北京海蓝公司等单位和相关研究机构正在进行国产随钻测量仪器的研制工作,以尽快消除技术长期被国外垄断的局面。无线随钻测量系统中信号传输方式的应用与研究现状无线按传输通道分为泥浆脉冲电磁波和声波三种方式,最新的组合式目前还处在研究阶段......”。
4、“.....以泥浆脉冲式使用最为广泛。声波传输系统该系统利用声波传播机理来工作。当钻柱钻头与井底相互作用时,钻柱中会出现纵向弹性波,能监测的主要参数是岩石破碎工具的回转频率,其中主要是牙轮的振动谐波。由于振动的幅值和频率与牙轮的磨损程度具有相关性,所以可据此来判断工具的状态。当钻进规程保持不变时,信号的幅值变化情况还可以反映岩石的力学性质。由于信号在钻杆柱中传播衰减很快,所以在钻杆柱内每隔要装个中继站。声学信息通道的缺点是传送的信息量少,类似于噪声的声学信号不可能给出准确的工艺解释,信号随深度衰减很快。电磁波通道系统该系统把个类似低频天线的电磁波发射器装在井内仪器中,通过远离钻机的电极来接收由井底发至地面的信号。其优点是信息传输速度比水力通道快对钻井液的质量要求和钻探泵的不均匀性要求更低对正常钻进没有干扰与其它方法相比,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,只能传播低频电磁波......”。
5、“.....由于钻井空间狭小,电磁波发射实际只有垂直天线沿钻杆的轴向电流和垂直磁天线绕钻杆的水平电流环激励沿钻杆方向的磁场两种激励方式。激励轴向电流最简单而有效的方法就是使特制的钻杆成为用绝缘接头连接的两段结构,由激励器输出的电压通过密封接头馈于两端,形成种类似双极天线的地下非对称双极激励装置。最合适的井下激励方式为激励沿钻杆引导的轴向电流。泥浆脉冲系统泥浆脉冲系统在石油钻井工程中应用最普遍,脉冲信号的产生可以通过将部分钻井液排到环空来实现,也可以通过限制钻井液在钻柱中的流动来实现。对钻井液有严格的要求含砂量﹤,含气量﹤。钻井过程中,钻井液形成了井底至地面的连续介质,这钻头阻力大于螺杆产生的扭矩而导致螺杆压死停转时,地面立管压力将突然升高,可能淹没泥浆脉冲信号,导致地面解码失败。泥桨中的气泡泥浆中的气泡在上升过程中,由于压力逐渐减小而导致体积膨胀并最终破裂。破裂的气泡形成众多微小的干扰信号源......”。
6、“.....从而增加了信号分离的难度,此时可以通过控制泥浆中的气泡量来减少这种干扰的影响。活动钻具活动钻具的速度过快过猛,将导致立管中的压力突变,从而造成泥浆脉冲信号丢失,所以在活动钻具时要尽量做到轻提轻放,这样才能保证泥浆脉冲信号的有效传输。使用空气室的影响空气室的作用是减小压力变化和机械震动,使泥浆流动平稳。但与此同时空气室也会衰减井下脉冲发生器传上来的有用的泥浆脉冲信号,通常情况下不会有显著的衰减,不至于造成信号接收问题。但当条件恶劣时,如钻井较深地层复杂,则必须考虑它。信号的衰减因素分析钻井深度的影响泥浆脉冲信号传输的距离越远,能量损失的就越多,因此当钻井深度较大时,地面所接收到的泥浆脉冲信号的幅度就相对较小。因此可以通过调节井底脉冲器的阀门,使其开启和关闭的频率小,以降低信号传输频率,增大脉冲幅度,但这种方法的效果是有限的。泥浆中气泡量的影响气泡的存在对泥浆压缩性有很大的影响......”。
7、“.....随着含气量的增加,脉冲幅度将大大减小,从而严重影响泥浆脉冲信号的传输,甚至使地面接收信号失败。泥浆中含砂量的影响与泥浆中气泡的影响相反,含砂量对泥浆密度影响较大,但对泥浆压缩性的影响相对较小,随着含砂量的增加,会影响阀门的行程运动,从而降低初始脉冲的幅度。泥装类型的影响泥浆通常分为水基泥浆和油基泥浆,油基泥浆的压缩性比水基泥浆大,对于相同的脉冲类型,信号在油基泥浆中的传输速度低于在水基泥浆中的传输速度。泥浆脉冲信号在传输过程中不可避免地存在各种干扰信号。产生干扰信号的原因主要包括钻探泵井底动力机泥浆中的气泡量活动钻具的影响等。要减少这些干扰因素的影响,应当采取措施尽量使这些干扰因素的频率错开泥浆脉冲信号的传输频率。信号在井筒传输过程中会不断衰减。脉动发生器产生的初始脉冲幅度基本上是个定值,所以对于泥浆脉冲系统,为了增大接收脉冲信号的强度,只能尽量减少各种衰减因素对信号传输的影响......”。
8、“.....泥浆中所含的气泡对信号传输影响很大。气泡在上升过程中,会因压力减小而导致体积膨胀,并最终破裂。破裂的气泡将形成众多微小的干扰信号源,从而增加信号的分离难度。同时,泥浆中含气量的增加会使脉冲信号在传输的过程中大大衰减。因此,采用泥浆脉冲随钻测量系统时,对于钻井液必须有严格的要求,含气量必须小于。其他影响因素在信号较弱时,压力传感器的安装位置也相当重要,首先应尽可能安装在主管线上,避免安装在管线末端阀门和其他传感器附近其次应水平安装,以减少混入空气和钻井液泥饼堵塞传感器的机会。信号处理为了保证信号的准确性和可靠性就必须进行必要的处理,比如采用中值滤波算术平均滤波和滑动平均滤波方法进行复合滤波,以消除周期性和脉冲性的干扰,尤其是脉冲性的干扰。数字滤波处理方法取中值滤波法即连续采样次所得的个值,并分别存放在个连续单元,取其中间值作为本参量的本次测量值......”。
9、“.....滑动平均滤波法是在算术平均值滤波法的基础上改进而来的。算术平均值滤波方法就是连续采个数据并求其和,然后取这个数据的平均值作为采样值。这种方法适用于脉动式干扰的场合,该方法有较窄的陷波特性,经细心调整可有效地清除低频纹波。微处理器汇编程序,就使用了这种方法。然而,采用这种方法,要获取个滤掉干扰的信号值需采样次。这样,采集数据的时间较长,检测速度慢。尽管的处理中,但是这样的滤波效果较差。为了克服这缺点,可采用滑动平均滤波法。这种方法如图所示。图滑动平均滤波法在内存中建立个数据缓冲区其中顺序存放次采样所获得的数据,每次采进个新数据,就把原来个数据中最旧的个数据丢掉,然后再求采进的数据在内的个数据的平均值。这样就可将滤波的速度提高倍,因而这种方法比算术平均值滤波法更加有效。有文献冈已经证明,当取时对测量控制系统来说,所得平均值的效果是可靠的。也正是基于此,程序的算法比较简洁,因求平均值只需把累加和连续右移次即可......”。
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