SDIMWD说明书

-1-SDIMWD说明书一般特性：工具外径，in4.75、6.25、6.5、6.75、8、9.5工具长度,ft(OD)定向钻进定向+Gamma16.8(加脉冲发生器接头4.0)16.8（加脉冲发生器接头4.0）最大狗腿严重度/100ft(OD)滑动钻井转盘钻井12(8”)、20(6.75”)、28(4.75”)7(8”)、10(6.75”)、12(4.75”)等效抗弯刚度ODID,in(OD)4.662.25最高工作温度150C(302F)电池使用寿命150小时（锂电池）最大工作压力20,000psi泥浆流量范围加伦/分(OD)100-400gpm(4.75-6.5)125-1000gpm(6.75)125-1500gpm(8-9.5)堵漏材料颗粒最大尺寸、浓度中等粒度桥堵剂（Mediumnutplug）40lb/bbl（咨询油田工程师）是否需要泥浆滤网需要压力降,水介质通过工具(OD)a.25加伦/分b.500加伦/分c.1000加伦/分40psi50psi75psi压力脉动阻尼器调节压力为立管压力的30%信号传输起动开关停泵,停转盘,开泵，传输信号控制方式正脉冲有线可回收不可有线回收最大钻压，psi不限制Downlink:泥浆流动旋转电缆收放电磁测量允许泥浆流动允许钻具旋转允许电缆收放不可以电磁测量-2-定向特性:磁性工具面（MTF）/高边工具面（GTF）转换井斜增加至5、井斜减少至3工具面刷新时间快速刷新11.2秒、普通刷新14秒测量时间,秒停泵-停转盘-开泵，传输测量数据150秒(快速),172秒（普通）测量状态测量时不允许钻具滑动或旋转定向测量点位置脉冲发生器定位键向下14ft系统工具面角精度1.4系统方位角精度0.25系统井斜角精度0.15Gamma射线探测器类型闪烁计数器(Scintillation)测量AAPIGR伽玛测量点位置脉冲发生器定位键向下10.3ft数据查询储存数据实时查询数据实时存储光谱GR无其它振动监测监测BHA振动，输出振动参数钻头钻压和扭矩无钻压和扭矩监测其它传感器温度传感器电子井径仪无井径仪传感器测量量程单位精度Bits传输分辨率井斜0-1200.15110.059方位0-3600.15120.088工具面0-3600.1590.71工具面0-3600.1572.81Gammahighres-512Counts130.0625Gamma0-255Counts72磁场强度0-100000NT9159.31温度-50-205C80.996电池电压6-12V41.0峰值振动1-16.5G50.5平均振动1-16.5G50.5-3-刷新率测量脉冲宽0.8脉冲宽1.0测量（脉冲60秒延迟）1min.30s1min.52s工具面11.2s14工具面（带Gamma）20.16s25.2Gamma504.s1min.3s上扣扭矩接头脉冲发生器接头OD,in上扣下扣钻铤I/Din扭矩ftlbs4.5”大钳钳尾绳拉力4“大钳钳尾绳拉力3.5”大钳钳尾绳拉力7-5/8Regular91/2BOXPIN31/2750001700019000210006-5/8Regular8BOX/PIN31/2450001000011000130005-1/2FullHole63/4BOX/PIN31/2250005500600070004-1/2ExtraHole61/2BOX/PIN213/16220005000550060004-1/2ExtraHole61/4BOX/PIN213/16220005000550060003-1/2IF43/4BOX/BOX213/161000200025003000GammaScaleFactorsCollarSizeScaleFactor6-1/26.334-4/44.22-4-SDIMWD简介脉冲发生器接头与普通导向工具定向接头类似。接头内装入脉冲发生器，并有两个定位键，定位键的作用是保证工具、BHA与泥浆马达的工具面刻线一致。脉冲发生器坐在一个称为collarspacer的套筒内，套筒坐在脉冲发生器接头内的台肩上。Collarspacer的作用是保证脉冲发生器能够与定位键相吻合。脉冲发生器内有一个螺线管，螺线管驱动导向阀，导向阀控制主阀动作，从而产生泥浆正脉冲。SDI有三种不同的脉冲发生器适用于不同的流量范围。如下所示：脉冲发生器接头inches脉冲发生器流量GPM9-1/281000GMPor1500GPM1000GPMor1500GPM125TO1000OR200TO1500125to200to15006-3/41000GPM125to10006-1/26-1/44-3/4400GPM400GPM400GPM100to400100to400100to400脉冲发生器驱动器是一个电子模块,它控制脉冲发生器螺线管。电池模块内装有高能电池,为整个井下工具提供电力。定向传感器和Gamma传感器装在一个抗压筒内,MWD控制器部分也装在该筒内。科学钻井公司的导向工具都使用同样的定向传感器和Gamma传感器脉冲发生器驱动器、电池、定向传感器和Gamma传感器都装在1.75”的抗压筒内，各段抗压筒通过扶正器互相连接在一起。除此之外，振动传感器和球形丝堵接在探管总成的下部。扶正器用于消除冲击和振动，在不同尺寸的钻铤中扶正器是通用的。-5-定向传感器加速度计测量井斜。重力是一种加速度。假如我们在弹簧上接一个重物，并垂直提着，重物将拉伸弹簧。弹簧伸长量取决于弹簧的弹性系数、重物的加速度和质量。地球的加速度称为”g”。假如我们颠倒g的方向，弹簧就会被压缩同样的量。这就是加速度计的工作原理。MWD有3个加速度计，即Gx,Gy和Gz，两两成90度角。磁通门测量某一方向上的地球磁场强度。磁通门有两个一模一样的磁心，每个磁心上缠绕一个主线圈，两个磁心上的线圈方向相反，一个二级线圈缠绕在两个磁心和主线圈上，一个励磁电流在每个磁心上产生磁场。磁场强度一致，但方向向反。当磁通门置于外部磁场中时（该磁场方向与磁通门方向一致），就会产生不平衡，这样，在二级线圈内就会产生与外部磁场成正比的电压。通过测量由外部磁场产生的电压就可以计算出精确的方向和当地磁场的强度（与井眼中磁通门方位相关）。磁场强度用微特斯拉（μt）或毫特斯拉（nt）表示。加速度计和磁通门都输出电压，两者都必须采用修正系数加以校正。修正系数用来校正量程和偏移误差，温度的影响，定位误差和其它的生产过程中产生的轻微的机械误差。修正系数存储在EYE的存储器中，每次校准仪器时这些数据都要刷新。仪器之所以要求有温度传感器就是为了当工具进行实时测量时需要些参数来修正测量数据。测量（surveys）测量值的计算是在井下仪器中进行的。井斜计算使用三个加速度计传感器测量值；方位计算使用三个磁场通门和三个加速度计传感器测量值；高边工具面计算使用加速度计测量值；磁性工具面计算既使用磁通门测量值，也使用加速度计测量值；磁场强度计算使用三个磁通门测量值；重力场计算使用三个加速度计测量值；磁倾角计算使用三个磁通门和三个加速度计测量值。井下仪器可以用三种模式传输工具面数据：1)高边工具面不变设置；2)磁性工具面不变设置；-6-3)根据井斜角大小，从磁性工具面自动切换到高边工具面。井斜角增加到５°，或减少至３°时工具面开始自动切换。哪个传感器可靠1)套管内，井斜角小于转换角度(35)，这时会有磁干扰，磁通门测得的任何一个数据都不可靠。当井斜角小于转换角时，高边工具面最不稳定，所以所有的数据都不可用；2)套管内，井斜角大于转换角，加速度计测得值可用，比如井斜角、高边工具面角；3)磁场强度无效时，井斜角、高边工具面可靠，但磁通门数据不可靠。4)重力场强度无效。所有数据都不可靠。确定测量数据是否有效：把测得的数据报告给其他人之前，需要确定这些测量数据是否正确，检查步骤如下：1)所读取的井斜角和方位角是不是与预测的一致；2)最新的磁场强度传输值是否正确？在你知道你所处位置的经度和纬度的情况下，有几个程序可用来评估这个值；3)重力场是否正确？它应该是一个接近于1的值，并与预测值接近；4)你是否已经输入了正确的磁偏角和坐标偏差；5)温度读数正确吗？仪器内失效的温度传感器将导致错误的修正计算，而且所有的数据都值得怀疑；6)测量时钻柱是否在移动；7)核实深度。测量计算程序必须修正深度以产生正确的剖面图和狗腿度。电源和通讯在地面可以与EYE工具直接通讯，仪器在井下时可以通过电缆与EYE通讯。通讯方法与ScientificDrilling公司的导向工具的通讯方法是一样的，即FSK(FrequencyShiftKeying)。用FSK与EYE通讯时，由地面系统供应电力，电源线与通讯线为同一根线。EYE仪器用一根称为RS-485的电缆把数据传输给MWD控制器。为了延长电池的寿命，只是需要定向数据时，才给EYE一起供电，MWD控制器负责电源切换。-7-MWD控制器概述MWD控制器的作用：1)控制对EYE仪器的数据接收；2)测量自然伽码射线；3)通过监控流量计开关来控制数据接收和传输的时间；4)格式化输送给脉冲发生器驱动器的数据，然后驱动器控制到地面的数据传输；5)根据流量开／关或旋转开/关时间顺序，调整脉冲宽度和数据传输顺序格式。这个在地面预编的程序指的就是Talkdown；6)测量电池电压和工具承受的振动；7)存储冗余的测量数据和存储诊断信息；8)为地面初始化和测试仪器提供通讯接口。MWD控制器的中心部位是一个微处理器。其内部的软件执行如上所述的控制功能。控制器的主要组成如图所示：流量计当钻柱既转动又有泥浆通过时，流量计的作用是激活脉冲发生器。这种设计是采用一个加速度计探测由泥浆流动和钻柱转动在仪器上引起的轻微振动。这种设计已被证明是可靠的，同时，也有利于井下仪器通过钻柱旋转或泵压实现开关(talkdown)。这种设计的缺陷在于仪器的任何运动都将会引起流量计开关并开始传输数据。这就意味着在起下钻过程中仪器也要消耗电能，而且，也增加了无效信号传输的几率。处理器至其他部分自EYE部分PMT/Gamma6MB内存流量计RS-485FSK/电源-8-工具操作简要操作程序如下：1)等到流量计探测到有泥浆流动；2)等60秒钟直到泵压稳定；3)传输测量数据，井斜角、方位角和工具面角；4)若选择Gamma数据，连续传输Gamma数据和工具面角；5)按在地面设置的时间间隔传输状态数据（电压、温度、磁场强度）；6)流量计探测到断流超过30秒后，停止数据传输；7)从探测到断流40秒再传输一组测量数据；8)回到1）。存储器控制器部分有两类存储器：1)易失存储器（掉电时数据丢失）；2)非易失存储器（6MB，掉电时数据不丢失）。易失存储器里记录的数据是与时间有关的仪器工作状态。大部分地面与仪器通讯是这类记录，如脉冲宽度变化，存储清除等。另外，当仪器工作时，流量的开、关次数也被存储。在非易失存储器里，记录较多的是诊断数据，如流量计电压。将来，这种存储器也可用来存储Gamma和测量数据。非易失存储器不刷新。数据存满后，所有的数据都会停止存储。非易失存储器占涌3Meg空间存储数据，剩余的3MB将用来存储Gamma数据。振动探测器MWD控制器用加速度计的原始输出提供两个测量数据，一个是峰值振幅，另一个是平均值振幅。两项测量的范围是1到16.5g（以1g递增）。这些测量数据的主要用途是对BHA可能产生的极度振动提出警告（尤其是对相对脆弱的MWD工具）。假如看到有高峰值，必须采取某种措施，如改变转盘转数或者改变钻压，或者两者都要改变，直到较为正常的值出现为止。-9-脉冲发生器驱动器脉冲发生器驱动器的作用：1.接收来自于MWD控制器的脉冲指令；2.用一种特殊波形电流激活脉冲发生器中的螺线管；3.倍增电池输出电压以加强对螺线管供电；4.把电压、电流波形储存在存储器内以备诊断之用。MWD控制器无论什么时候需要执行器激活脉冲发生器，只要它输出一个信号即可，这个信