井下无线感应传输装置 HFSS 仿真设计

为了改进特殊有缆钻具制造工艺复杂的现状,提出了一种基于HFSS软件的井下无线感应信号传输装置仿真模型。通过建立感应式和谐振式仿真模型,计算仿真信号传输特性,验证设计模型的关键参数如匝数、螺距、包裹材料等对传输特性的影响。通过分析仿真模型的结果校正设计方案,得出传输衰减小、可实际应用的仿真模型,进而指导实物模型设计,提高研发效率,降低研发成本。测试结果表明,无线感应耦合信号传输模型具有可行性,与实物具有良好的一致性,衰减误差可在-5 dB以内,为实物制作提供了重要依据。     

顶驱下套管作业装备配套及工艺初探

利用顶驱下套管装置进行下套管作业具有作业效率高、套管上扣质量高、现场作业安全度高、劳动强度低等优点,可降低或避免井下事故的发生,降低钻井综合成本。配备相应的装备是保证套管顺利下入预定深度的前提。根据现场试验结果,就配套装备及其工艺流程进行了初步探索和讨论,对工程实际作业具有指导意义。     

顶驱下套管装置的研制

鉴于常规下套管作业的局限性,通过对国内外相关技术的调研,根据国内油田的需要,研制开发了顶驱下套管装置。该装置是一种基于顶部驱动钻井系统,用于下套管作业的集机械、液压于一体的装置。根据套管尺寸的不同,分为内部驱动和外部驱动2种结构。重点介绍了该装置的结构、工作原理、技术参数及功能试验情况。样机的一系列原理试验表明,各项试验结果满足设计及使用要求。该装置的应用,将使下套管作业变得更为简单和高效,钻井综合成本将大大减少。     

钻井液脉冲信号自动去噪与识别算法

钻井液脉冲信号是非稳定信号,用小波强制去噪算法完成信号去噪,包括基线漂移修正、帧同步与指令信号的2级去噪处理。通过区分不同特征的信号脉冲,2级去噪处理能够减少基线漂移的影响,同时便于确定信号识别的自动峰值检测阈值量程。在信号识别算法中定义了上、下沿相对突出度阈值用于峰值检测,该算法参数能充分利用信号峰的变化程度,同时满足灵活的上、下沿阈值组合处理。使用帧同步脉冲确定第1个指令脉冲的位置,依次将指令脉冲作为位同步脉冲对后续指令脉冲解码,该同步解码方法可以减少帧同步脉冲位置不确定性带来的影响,并消除时基漂移的误差累积。编制了专用工具软件完成算法的参数整定,对于通用编码信号解码成功率约为95%;对于增加了校验字节的编码信号,使用自动阈值调节算法后的解码成功率高达99%。     

磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。     

基于TPS2121的井下自动供电装置设计

对于采用一次性高温锂电池供电的随钻测量仪器,为了解决其供电中多路电源无缝切换的问题,进行了井下自动供电装置设计。原有供电方式的分析发现,其二极管电源复用方式的电池利用率低,微控制器的供电技术无法应对电池的瞬间失压并占用微控制器资源,为此,经综合对比,选用了Texas Instruments公司的优先级电源复用器芯片TPS2121,可以实现多路电源之间的无缝切换功能,并使用LM5166同步型降压转换器设计了DC/DC转换器,形成了井下自动供电装置。室内测试和现场试验表明,井下自动供电装置能够完成多路电池组的自动切换,按顺序使用每个电池组可以提高电池利用率,配合DC/DC转换器可以实现随钻测量仪器的无缝供电,具有较高的可靠性和经济性。      

高性能聚合材料注射绝缘天线套工艺研究

高性能聚合材料C是国外METAL公司研制的产品之一,国内没有同类近似产品。它是一种液态注射易成型、固化强度高的材料,同时它固化后又具有优良的电绝缘性,是石油仪器地质参数测量系统天线套的首选材料。通过实验得到了聚合材料注射天线套的最佳工艺参数,提高了产品性能。     

有线传输式近钻头地质导向钻井系统应用

在CGDS172NB近钻头地质导向钻井系统中,近钻头的地质参数和工程参数通过无线电磁短传方式传输至MWD系统。无线短传容易受井底复杂工况干扰,在有些地层介质的干扰下,信号衰减严重,导致信号传输失败。为了使MWD系统得到高质量的信号,采用有线传输的方式,通过在测传短节、下过渡接头、上过渡接头、螺杆马达、旁通阀总成之间建立有缆通道,研制出了有线传输式近钻头地质导向钻井系统。介绍了有线传输式测传马达的结构特征。实践证明,有线传输方式不仅节约成本,而且使信号传输更加稳定,抗干扰能力更强,可靠性更高。     

多参数随钻测井系统问世——一网打尽电阻率、伽马、井斜、方位、工具面等参数测量

5月26日，记者从中国石油钻井技术研究院北京石油机械厂了解到，国内首套具有自主知识产权的多参数随钻测井系统（CGLWD）在四川成功应用。     

JZH165—Ⅱ型空气机械减震器的设计

在伊朗欠平衡空气钻井项目中,针对常规减震器难以满足作业需要的问题,研制了JZH165—Ⅱ型空气机械减震器。介绍了该空气机械减震器关键零部件的设计,包括花键心轴的表面处理技术、联接筒体设计、减震源碟形弹簧组合设计、密封及支承设计。现场应用表明,该空气机械减震器性能可靠,满足空气钻井需要,可以有效地保护钻头和钻具,降低钻井成本,提高钻井效率。最后对欠平衡钻井技术的发展作了预测。