机械式无线随钻测斜仪

本发明公开一种石油钻井用井下机械式无线随钻测斜仪，它集机械和钻井液脉冲技术为一体，由测量机构，控制机构、脉冲发生装置、阻尼装置、平衡活塞和壳体等组成。仪器有一个与外界隔开的密封壳体，内部充满润滑油。测量机构、控制机构和阻尼装置等在壳体内，脉冲发生装置在仪器的最上端，与壳体上部相连。当需要测量井斜时，只需将钻井泵关闭，这时测量机构开始测量井斜，测得的井斜信息通过控制机构传给脉冲发生装置，然后开泵，脉冲发生装置根据井斜的大小发出不同数量的压力脉冲信号，信号通过钻井液传到地面，从而实现井斜的无线随钻测量。它具有结构简单、使用方便、使用范围广、适应性强、测量结果稳定、可随钻测量等优点，可以满足钻井工程上直井测斜的需要。     

机械式无线随钻测斜仪改进与应用

针对机械式无线随钻测斜仪在应用中存在的冲刷严重、冲击损坏、脉冲信号衰减等问题,分析了出现问题的原因,在对脉冲发生器进行有限元分析、对阻尼系统的阻尼性能进行理论计算、对脉冲信号衰减规律进行分析的基础上,对脉冲发生器、阻尼系统结构进行了优化设计,提出了在深井中提高脉冲信号强度的方法和措施,并对仪器的信号接收装置和现场技术配套进行了改进完善。现场应用结果表明,改进后的仪器能够满足钻井工程上直井、深井、超深井以及高温高压井的随钻测斜需要。     

机械式无线随钻测斜仪设计方案及关键技术

设计了一种机械式无线随钻测斜仪.介绍了该仪器的系统组成、主要技术参数及相关的关键技术,重点论述了机械测斜机构、控制机构和脉冲发生器的结构、工作原理和各机构之间的相互关系.在进行运动学分析的基础上,给出了测斜机构和控制机构的设计计算方法,阐述了井下仪器密封和润滑系统的作用、设计性能、特点及润滑油、密封件的选择方法等.现场应用表明,机械式无线随钻测斜仪具有很好的现场适用性和抗高温性能,可以满足直井随钻测斜的需要并解决了深井、高温井测斜的难题.     

无线随钻测斜仪减振器减振性能分析

无线随钻测斜仪中减振器减振性能的优劣直接影响着仪器测井性能、稳定性以及寿命。通过建立有限元模型进行模态分析得到减振器的固有频率,通过非线性分析得到减振器的等效弹簧刚度;进一步将等效弹簧刚度导入ADAMS中建立虚拟样机,分析得到减振器对于0~28g、0~200 Hz连续载荷以及0~53g、5ms的冲击载荷具有很好的减振效果。该研究分析方法为减振器设计提供方法参考。     

机械式无线随钻测斜仪脉冲发生器结构优化

针对机械式无线随钻测斜仪在深井、超深井及高温高压井的井斜测量中存在钻井液脉冲压力低、脉冲信号弱及涡流现象严重等问题,采用Fluent软件模拟了脉冲阀和脉冲环结构优化前后脉冲阀最大直径处钻井液通过脉冲环节流孔位置瞬间的压力、速度和流线变化情况。数值模拟结果表明,结构优化后的脉冲发生器产生的脉冲压力更高、信号更强、涡流现象减少。因此,结构优化后的机械式无线随钻测斜仪在深井、超深井及高温高压井中测量的脉冲强度更高,工作寿命更长,测量更可靠。     

机械式无线随钻测斜仪及其应用

机械式无线随钻测斜仪集机械、电子技术为一体，利用精密机械机构来测量井斜，利用钻井液脉冲技术向地面传输信息。井下仪器主要由井斜测量机构、控制机构、液压平衡和阻尼装置以及脉冲发生装置等组成。其工作原理为：通过精密的测量机构测得的井斜信息通过控制机构传递给脉冲信号发生装置后，通过钻井液传递给装在立管上的传感器，由电子记录仪记录的脉冲信号读出井斜角。机械式无线随钻测斜仪具有结构简单、操作方便、测量时间短、可随钻测量等特点。现场应用表明，机械式无线随钻测斜仪完全能够满足直井测斜的需要，对提高钻井速度、降低钻井成本等具有重要意义。     

机械式无线随钻直井测斜仪在海上油田的应用

海上油田直井作业时多采用起钻前投多点测斜仪或测斜绞车拉单点测斜仪测井斜的模式,该模式存在严重的滞后性,不能及时根据井斜变化趋势调整钻具组合与作业参数,易导致井斜超标,同时也会影响机械钻速,使作业周期延长。为此,引进了机械式无线随钻直井测斜仪。该仪器主要由脉冲发生机构、井斜测量机构、液压平衡与液压阻尼机构等组成,通过铰接实现测量装置和脉冲发生装置之间的数据传输,通过钻井液提供实时测量数据的脉冲,脉冲信号不需要任何解码设备。现场应用结果表明,虽然该测斜仪测量数据与MWD测量数据存在误差,但能较好地反映井斜变化趋势,满足现场作业要求。     

美国SDI无线随钻测斜仪及其应用

美国SDI无线随钻测斜仪的信号传输方式是 :首先将井下测量的电信号转换为机械信号 ,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 ,在地面接收钻井液压力脉冲信号并解码获取随钻参数。介绍了该测斜仪的工作原理、系统组成和主要技术参数。针对湿接头的短路问题做了技术改造 ,同时对脉宽设置、泵冲次和钻井液性能等影响信号传输和接收的重要因素做了分析。采用改造后的SDI无线随钻测斜仪完成了一批大斜度定向井和水平井跟踪定向和测斜 ,由于可以复合钻进 ,及时避免和排除复杂井况 ,从而大大提高了钻井时效     

机械式无线随钻测斜技术改进与应用

主要论述了机械式无线随钻测斜仪在应用过程中存在的问题及技术改进情况,包括仪器的抗冲刷、抗冲击性能、提高脉冲信号传输性能、地面信号接收技术改进以及现场技术配套等。现场应用表明,机械式无线随钻测斜仪可以满足钻井工程上直井随钻测斜的需要、特别是可以解决深井超深井、高温高压井等特殊复杂井随钻测斜难题,对保证井身质量、提高钻井速度等具有重要意义。     

无线随钻测斜仪减振器疲劳寿命预测分析

无线随钻测斜仪中减振器的疲劳寿命,直接影响仪器的可靠性和寿命。应用断裂力学理论建立减振器的疲劳寿命预测模型,通过对减振器进行有限元分析,将单元应力数据带入疲劳寿命预测模型,得到减振器的疲劳寿命,与减振器应用时的实际疲劳寿命对比,预测精度理想,进而确立减振器的保养更换时间,提高了仪器的可靠性和寿命。该研究分析方法对橡胶减振器寿命预测、安全设计提供方法参考。     

QJ159A整体机械式随钻震击器的研制及应用

针对液压式、机械式随钻震击器因密封材料受介质腐蚀和井底高温的影响,技术性能不稳定,使用寿命低的问题,研制了QJ159A整体机械式随钻震击器。该震击器以卡瓦和卡瓦心轴组成锁紧机构,弹性套靠压力下的变形量来控制锁紧机构解锁,打击机构产生打击。现场应用表明,该震击器设计原理正确,技术性能可靠,可用于直井、定向井、大位移水平井、欠平衡空气钻井等。它接于钻具组合,可随时解除钻进和起下钻遇到的各类阻卡。     

CGMWD新型正脉冲无线随钻测量系统及应用

CGMWD新型正脉冲无线随钻测量系统以正脉冲发生器产生上传泥浆脉冲压力信号，大大提高了信号传输能力和效率。文章简述了该仪器的结构、性能指标和功能特点，同时介绍了该仪器第一次现场应用的情况及效果。     

新型随钻堵漏钻井液体系的研制

针对平方王油田钻井过程中钻井液漏失的难题,研制了一种新型多功能随钻堵漏钻井液体系。介绍了新型随钻堵漏钻井液体系的配方优选,探讨了该体系的最佳流变性能、防塌抑制性和悬浮稳定性,研究了该体系的承压能力和封堵能力。实验结果表明,该体系具有较强的抗温抗污染能力,悬浮稳定性好,密度调节范围广,封堵填充加固能力强,具有常规钻井液及随钻堵漏钻井液的性能特点,易操作、可调整。     

环空压力随钻测量系统研究

介绍了环空压力随钻测量系统的基本结构、工作原理以及关键技术。对环空压力随钻测量系统进行了地面综合试验和现场试验。试验结果表明,整套仪器设计合理,工作可靠性高,压力和温度测量精度都达到了1%FS;解决了井下大功率长时间供电的难题,开泵时采用井下发电机供电,停泵时采用蓄电池供电,保证了系统能够长期稳定地工作;能够实现测量数据的实时上传和井下存储功能,在地面可随钻获知井底准确、实时的压力和温度数据。最后指出,环空压力随钻测量系统必须在单参数或少参数的测量上首先获得突破,才有可能向多参数的更高层次方向发展。     

去除随钻测量信号中噪声及干扰的新方法

由于受到钻井特殊条件的限制,井底和地面之间的随钻测量信号难以通过有线方式进行传输,目前工程中主要采用井液脉冲位置编码调制的无线传输方式.但是,由于泥浆压力、井深、泵压等信道传输特性会对信号造成影响,随钻测量中采集到的钻井液脉冲信号往往包含了各种噪声和干扰,直接影响地面信号解码结果的正确性.对钻井液脉冲脉位编码无线通信原理、噪声及干扰进行了分析,根据干扰与噪声的特点.采用线性滤波方法还原脉冲信号,又利用一种非线性"平顶消除"的方场采集的信号进行了处理.与线性滤波方法处理结果的综合对比表明,该方法能更有效地去除钻井泵噪声及其他干扰.现场应用结果表明,该方法对脉冲信号位置复原误差影响小,解码过程简单实用,具有误码率低、可靠性高等特点.     

气体钻井随钻安全风险智能识别方法

针对目前智能钻井技术在工况表征、样本收集整理、数据处理及特征提取方面的不足,建立随钻安全风险智能识别方法.使用相关性分析法,确定表征气体钻井安全风险的关联参数;收集并整理20余井次安全风险时段监测数据,建立气体钻井多种安全风险数据样本库,并使用少样本扩展方法扩充样本数量.根据气体钻井随钻监测数据样本形式,设计两层卷积神...     

气体钻井地层出水随钻监测与携水规律研究

气体钻井在某些方面具有常规钻井液钻井不可比拟的优势,尤其在深层海相地层勘探开发中提高钻速、降低成本方面,应用前景广阔;然而地层出水后,如果不能及时发现和处理,有可能造成井壁失稳等井下复杂事故,影响气体钻井的安全性。文中系统总结了气体钻井地层出水的预测方法,介绍了气体钻井地层出水的监测原理、仪器和解释方法,建立了气体钻井地层出水井筒气液两相流流型转化模型、液滴大小和尺寸分布模型、气体携液模型,结合具体应用情况,对气体钻井过程中地层出水后的携水规律进行了计算分析。分析结果与现场施工情况吻合,表明文中给出的模型具有现场应用价值。