φ175 mm电磁随钻测量系统的研制及试验研究

在深孔、定向孔钻进过程中,对钻孔轨迹的控制十分重要。电磁随钻测量系统能够监测钻孔状态参数并通过无线电磁波实时传输至地面,具有信号传输速率高、不受钻井液影响等优势。详细阐述了一种自主研发的电磁随钻测量系统及试验情况,试验最大孔深为609 m,此时地面接收信号高达200 mV。试验研究表明：该系统性能可靠,完全能够满足随钻测量近钻头处钻孔状态及环空压力、温度等参数的需求。     

煤矿钻探中双向电磁波随钻通讯技术研究

电磁波随钻测量技术(EM-MWD)作为石油勘探开发领域的一项新技术,具有信号传输速率高、不受钻井液介质影响、成本低等特点。简要地介绍了电磁波传输技术的特点,描述了无线电磁波随钻测量工具的工作原理及系统组成,并提出了构成电磁波随钻测量系统的关键模块。同时为检验系统工具的工作性能,分析信号传输的影响因素:地层电阻率、载波频率、钻柱单位长度电阻。结果表明,电磁波随钻测量系统在煤矿探测中有广泛的应用前景。     

煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模

煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。     

地层对电磁随钻测量信号的影响研究

为了改善电磁波随钻测量系统的信号传输的距离和质量,通过对电磁波在地层中传输特性的分析,研究了地层电导率、磁导率、电磁波发射频率和发射天线长度这4个方面对电磁波信号衰减和传输深度的影响。结果表明：电磁波传输距离随着发射频率减小而增大,高电阻率地层有利于电磁波的传输。当频率在5～20 Hz时,传输距离1 000～2 000 m时,强度信号较强,能很好地满足工程的需要,选用穿孔外接金属环套激励天线的效果最好,而且金属环长度应尽量长,而绝缘段长度为0.5 m时,发射天线的效果最佳。     

基于电磁波传输随钻测量参数的技术

针对现有煤矿对所施工的钻孔空间轨迹控制的要求越来越高,钻孔施工过程中,由于地球引力、岩层因素以及工艺技术等方面的影响,实际钻孔轨迹都存在于设计轨迹偏离的现象,提出一种基于电磁波传输随钻测量参数的方案,以钻杆为传输介质将随钻测量参数以电磁波的形式发送给主机。给出了随钻测量系统的整体设计方案、信号传输处理方式、信号发送和接收关键硬件电路设计、软件总体处理流程。通过样机的试用情况来看,样机能够准确地将钻头处的参数传递到主机,并能够实时地显示钻孔轨迹参数,即时了解钻孔施工情况,指导工作人员及时调整钻具组合方式和钻孔工艺参数,使钻孔尽可能的按照预定方向延伸,节约了大量的人力和物力,取得了良好的经济效益。     

随钻测量数据传输方式的现状和发展趋势

介绍了随钻测量中数据传输方式的发展历程、分类方式、工作原理,对各种数据传输方式的优缺点、应用范围、技术应用的现状进行了详细的分析,对各种技术之间的特点进行了总结和对比,对随钻测量数据传输方式的发展趋势和攻关方向提出了展望。电缆有线传输是双向传输而无需井下供电,难点是电接触环的安装位置,目前有4种主要方法。钻杆有线传输的优势是双向传输,数据传输深度高,但技术难点在于接头处信号传输不稳定,而智能钻杆是其发展趋势。泥浆脉冲数据传输方式有3种,目前被应用最多的是正弦波信号传输方式,未来发展趋势是连续波信号传输方式。电磁波数据传输方式随着近些年电子通讯技术的进步正在迅速发展,其技术难点是信号的稳定性、可靠性和数据传输深度,中继站的优化设计是一大发展趋势。声波和光纤等数据传输方式大多处在试验完善阶段,但作为随钻测量数据传输方式的技术储备,其意义重大。     

电磁波测量无线传输系统在定向井中的应用

电磁波随钻测量(EM-MWD)是20世纪80年代进入工业化应用的一项新技术[1],具有信号传输速率高、不需要循环钻井液便可传送数据、测量时间短、成本低等特点[3]。自主研制的电磁波测量无线传输系统具有解码能力强、高绝缘、高抗扭、智能供电等特点,在源X、Y、Z井和杏X井进行了现场应用,获得了良好的应用成果。     

YSDC矿用电磁波随钻测量系统及在煤矿井下空气钻进中的应用

针对采用通缆钻杆进行数据传输的有缆随钻测量系统和采用钻井液进行数据传输的泥浆脉冲无线随钻测量系统在软煤钻进时易造成塌孔及埋钻等事故的问题,提出采用电磁波随钻测量技术进行软煤空气钻进的解决方案,开发了YSDC矿用电磁波随钻测量系统,并在淮南某矿进行了软煤空气钻进应用。实钻应用结果表明:YSDC矿用电磁波随钻测量系统在整个钻进过程中传输稳定、数据可靠;为软煤钻进提供了新的技术与装备支撑,具有不受通栏钻杆与钻井液束缚的特点,可显著提高顺煤层钻孔深度和钻进效率。     

基于ANSYS的套管对EM-MWD信号传输的影响分析

评价电磁波随钻测量(EM-MWD)信号传输效果,不可忽视套管对信号传输的影响,而套管对信号传输影响极为复杂,很难用数学模型进行全面分析。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD在套管中信号传输进行建模仿真,从地面电流密度及接收信号压差方面,分析套管对EM-MWD信号传输影响规律。仿真结果表明:绝缘短节出套管,套管对信号起引导作用,反之,套管对信号起屏蔽作用;低电阻率钻井液对EM-MWD在套管中的信号传输影响大。     

SEMWD-2000电磁波随钻测量系统使用中的优点

SEMWD-2000电磁波无线随钻测量系统是应用在钻井工程定向服务过程中的一种新型的无线测量设备,此系统中井下设备与地面设备通过电磁波的通信方式进行井下测量数据的传输,数据测量的实时性更高、数据传输更快、钻井液不影响设备等优点,一定程度上减少了钻井队的配合工作,同时也提高了钻井时效。此文从不同角度阐述在应用中SEMWD-2000电磁波无线随钻测量系统相对于正负脉冲式无线随钻测量设备的优势。