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胜利油田钻井院MWD现场操作手册1一、无线随钻测量仪器介绍MWD无线随钻测斜仪是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同，目前胜利钻井院使用的MWD施工主要包括下面两种方式实现信号的传输：1、负脉冲方式泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器的泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而引起钻柱内部的泥浆压力降低，泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。图1、泥浆负脉冲方法工作原理示意图这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合传输定向和地质资料参数。缺点是：下井仪器的结构较复杂，组装、操作和维修不便，需要专用的无磁钻铤。2、正脉冲方式图2泥浆正脉冲方式工作原理示意图立管压力时间针阀上升，立管压力升高针阀不动，立管压力稳定泥浆泥浆的针阀不动针阀上升泥浆泥浆阀门关阀门开立管压力时间阀门关，立管压力不变阀门开，立管压力降低胜利油田钻井院MWD现场操作手册2如图2所示，泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高，针阀的运动是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。这种方法的优点是：下井仪器结构简单、尺寸小，使用操作和维修方便，不需要专门的无磁钻铤。缺点是：数据传输速度慢，不适合传输地质资料参数。3、电磁波传输方式因空气钻井的项目，将引进两套电磁波信号传输MWD。电磁波信号传输主要是依靠地层介质来实现的。井下仪器将测量的数据加载到载波信号上，测量信号随载波信号由电磁波发射器向四周发射，如图4所示。地面检波器在地面将检测到的电磁波中的测量信号卸载并解码、计算，得到实际的测量数据。图4电磁波信号传输示意图这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合于普通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻井等钻井施工中传输定向和地质资料参数。缺点是：地层介质对信号的影响较大，低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁波传输的距离也有限，不适合超深井施工。胜利油田钻井院MWD现场操作手册3二、GEOLINK无线随钻测量仪操作规程1范围本标准规定了GEOLINKMWD无线随钻测量仪的准备与检查、组装与测量、资料处理、回收、保养，运输与储存。本标准适用于GEOLINKMWD无线随钻测量仪。2准备与检查2.1上井前的准备与检查2.1.1仪器配备仪器配备清单见附录A。2.1.2配件及工具配备配件及工具配备清单见附录B。2.1.3设备配备设备配备清单见附录C。2.1.4工作间a)接入电源为220Χ(1±15%)Vac，50Χ(1±10%)Hz的稳定交流电；b)室内供电线路完好；c)稳压电源和UPS工作正常；d)空调工作正常；e)工作间消防器材完备，工作间可靠接地。2.1.5专用无磁钻铤及接头a)各专用无磁钻铤及接头尺寸符合要求；b)各专用无磁钻铤的水眼尺寸符合要求；2.1.6MWD测量仪器的标定参数2.1.6.1MWD测量仪器的标定参数a)MWD测量仪器在用于现场之前必须进行精度测试，通过精度的测试对仪器性能进行验证。b）记录MWD测量仪器编号及精度记录。2.1.6.2MWD测量仪器的精度要求a)井斜角≤±０.1。b)方位角≤±１。c)温度≤±１。Cd)磁场强度≤±0.075μTe)重力工具面≤±０.5。f)磁性工具面≤±１。2.1.7组装测量仪器2.1.7.1测量仪器a)外观无损伤，无弯曲，无变形；b)连接端清洁无损伤；c)脉冲发生器测试要求按表1执行胜利油田钻井院MWD现场操作手册4表1脉冲发生器测试要求测试项目测试要求A，B线圈打开时间A线圈：10ms-16msB线圈：9ms-15msA线圈关闭时间静态：90ms-130ms动态：270ms-420msA，B线圈电感LA：5.6mH-6.8mHLB:6.0mH-7.0mH压力开关ON≥1.4MPaOFF≤2.3MPa接通电阻R≤0.5Ω绝缘电阻R≥20MΩ动态测试模拟泵压在500psi—1200psi之间变化，确认脉冲发生器工作正常d)驱动短节充电电流在规定的范围之内,充电电流在300mA-400mA,测试正常；e)定向电池电压测试标准按表2执行表2定向电池电压测试标准标准电池正极负极正负极测试脚1&34&61&6空载电压17V-18V17V-18V34V-36V加载5分钟电压15V-17V15V-17V30V-34V加载30分钟电压16.5V-17.5V16.5V-17.5V33.0V-35.0Vf)定向仪器地面串接测试，工作正常；g)记录各部分编号。2.1.7.2组装测量仪器总成a)组装脉冲发生器总成；b)组装驱动短节总成；c)组装定向电池总成；d)组装定向测量总成；e)将脉冲发生器总成、驱动短节总成、定向电池总成、定向测量总成用专用电缆连接，组成测量仪器总成。2.1.8测量仪器组合测试a)将组装好的测量仪器总成通过探管并口测试盒与计算机连接，在车间对测井仪器组合进行测试；c)通过地面确认测试，确保测量仪器的参数符合要求。在测试报告上填写各项测试参数；d)在测量仪器专用无磁钻铤和接头两端装入护丝。2.1.9地面系统a)各地面仪器外观无损伤；b)地面接口箱通电，测试各功能键正常；c)将压力传感器用电缆与地面接口箱连接，使用压力泵测试压力传感器在0MPa-30MPa的规定压力范围内工作正常；d)将司钻阅读器通过电缆与司钻阅读器电源箱连接，通电测试司钻阅读器正常；2.1.10地面系统测试a)将地面系统各部分连接起来，打开电源；胜利油田钻井院MWD现场操作手册5b)开启计算机进入专用定向测量软件；c)接口箱电流表有4mA电流显示，将压力传感器输出信号模拟器接到地面接口箱，并发送模拟信号，在打印曲线上应有相应的脉冲波形显示；d)测试司钻阅读器，司钻阅读器显示正常；e)测试井深跟踪仪，井深跟踪仪通讯正常。2.2施工前的准备与检查2.2.1井队应协助仪器操作员将仪器工作间放置在距离井口60米范围内安全、平整、方便的场地上。2.2.2由井队电工负责将井场供电线路连接到仪器工作间，接入电压220Χ(1±15%)Vac，频率50Χ(1±10%)Hz的稳定交流电。地面设备和室内设备的用电电流量约20A，所接的供电开关载荷应在30A以上，避免频繁跳闸。2.2.3将定向仪器专用无磁钻铤放置在安全、方便的地方。2.2.4安装压力传感器，由井队技术人员卸开立管上合适的位置安装压力传感器，并检查是否泄漏。2.2.5仪器操作员应在司钻易于观看且不妨碍其操作的地方安装司钻阅读器。2.2.6安全铺设压力传感器、司钻阅读器的连接电缆，电缆的铺设应不影响车辆的通行和井场上的正常作业。电缆应根据实际情况架空或埋地，架空高度应不低于5米，埋地埋深不小于0.4米，钻台上的部分用扎条固定于井架上。2.2.7安装计算机、地面接口箱，将传感器通过接口箱与计算机连接，并按要求接好仪器接地线。2.2.8开启地面系统，测试各部分功能正常。2.2.9收集现场数据,建立基本数据文件。a)该地区磁场强度，磁倾角，磁偏角，重力加速度值；b)钻井液类型，密度，粘度，固相含量，含砂量；c)泵缸套直径，冲程，冲数，容积，上水效率；d)套管尺寸及下深，造斜点位置，井底方位和井斜角，设计方位和最大井斜角；e)所钻地层岩性；f)钻杆尺寸，钻铤尺寸，钻头尺寸，钻头水眼数及钻头水眼尺寸；g)将上述数据输入计算机，建立基本数据文件。2.2.10根据现场具体情况，确定施工参数并对施工方做出要求。2.2.10.1井眼状况要求使用MWD仪器前，井队应保证井眼的通畅，必要时应及时通井。2.2.10.2钻井液性能的施工要求a)钻井液的含沙量不大于0.5；b)钻井液中不能加堵漏剂和玻璃球等大颗粒物质；c)钻井液的粘度和密度已达到钻井设计要求。2.2.10.3钻井泵和循环系统的要求a)钻井泵的上水效率要求在95%以上；b)钻井泵的空气包压力要稳定，按要求补充其压力，压力为钻井泵正常工作时压力值的1/3，若使用双泵，两台泵的空气包的压力应一致；c)整个循环系统所使用的滤网要干净，泵出口滤网在使用MWD仪器前要进行清洗，钻井液净化设备均可正常工作，钻井液中无杂物；d)必须使用钻杆滤清器。胜利油田钻井院MWD现场操作手册62.2.10.4钻具组合的要求a)专用无磁钻铤和接头在使用前要通径，内部干净无杂物；b)MWD仪器所使用的短节上扣时，钻台操作人员应按仪器操作员的指令进行操作；c)仪器现场负责人根据现场使用钻具组合、井眼尺寸、井深及仪器情况,现场计算可以使用的钻头水眼尺寸的范围，然后供给施工方选择。2.2.11对测量仪器进行现场确认测试并正确设置，确认测试合格后才能下井施工。3现场组装3.1脉冲发生器总成a)准备好组装脉冲发生器总成所需要的配件及安装工具；b)使用清水清洗脉冲发生器本体，配件及脉冲发生器使用的悬挂短节；c)将脉冲发生器与驱动短节总成APC连接并固定；d)将脉冲发生器总成装入悬挂短节中，固定并上好保护套。3.2井下仪器总成a)将脉冲发生器总成使用井队气葫芦吊到钻台上；b)井队连接好专用钻铤下面的钻具组合各部件；c)将整个钻具组合放入井眼至专用无磁钻铤上端面处,装上安全卡瓦d)封住井口，要求井队使用大钩吊起悬挂短节,使之垂立于钻台上,卸下保护套，边提边卸,直到APC总成全部提出保护套；e)在APC总成下部依序连上定向电池总成、定向测量总成用。对接时要在密封圈上涂抹密封脂。上螺丝前要在螺丝上滴适量螺丝紧固胶；f)打开井口，指挥司钻缓慢地把整个仪器串放入专用无磁钻铤中，注意每节扶正橡胶块上都要涂螺纹脂。要求井队按标准扭矩低速上紧专用无磁钻铤和悬挂短节之间的扣；g)测量动力钻具与测量仪器之间的工具面偏差角；4参数设置及测量施工4.1参数设置4.1.1根据施工的具体要求，确定井下数据传输内容及传输格式，对计算机专用测量软件的施工参数进行进一步设置。4.1.2输入施工井标识号，仪器开始使用时间，下深，电池电量等信息。4.1.3输入仪器测量点到井底钻头的距离及工具面偏差角。4.2测量施工4.2.1浅层测试a)浅层测试时不应接钻头，防止损坏套管；b)浅层测试时钻井泵排量应达到井下正常工作排量的80％以上，钻台泵压应在4MPa以上；c)将钻杆滤清器放入钻杆中，接方钻杆，将脉冲发生器使用的悬挂短节放入转盘面以下，开泵进行浅层测试；d)观察地面仪器显示数据，并做好记录；e)浅层测试合格后，接钻头继续下钻；f)如不正常，需要检查原因，并重新进行浅层测试，直到合格为止。4.2.2下钻a)浅层测试后，应及时组织下钻，避免测井仪器在套管内滞留时间过长，影响测量仪器电池单趟钻有效工作时间；b)控制下钻速度，要求下放控制在20m/min以内，严禁急刹急放，防止意外损坏测井胜利油田钻井院MWD现场操作手册7仪器；c)井下仪器串震动幅度不应大于４g，遇阻下放钻压不能超过50KN，严禁猛砸猛放，避免因大幅震动损坏井下仪器。严禁将仪器串压放于井底，在需特殊操作时应将带仪器串钻具起出或悬空放置。如因井眼轨迹井壁掉块等原因造成钻具大幅震动，应及时通井和调整泥浆性能；4.2.3钻进a)下钻到底，对比测试井下仪器测量数据，确保测量数据准确；b)根据施工的需要，将井下钻具摆到合适的工具面位置，进行定向钻进；c)在转盘钻进的过程中，转盘转速不能超过120转；d)MWD井下仪器最大承受压力不能超过100MPa；e)MWD井下仪器循环温度不能超过140。C。４.2.4静态测量a)停止转盘转动，上下活动钻具，将钻具放在离井底约1米左右的位置；b)保持钻具静止，停泵1分钟；c)开泵，直到测量数据传送完毕，并做好记录，测量数据应符合要求，否则重测；d)继续钻进。5资料处理5.3测量数据处理5.3.1根据现场实际情况，对井斜数据按照一定井深间隔进行处理和记录。5.3.2将井眼轨迹数据上报给服务单位。5.4完井数据处理