SK-MWD使用说明书(必威体育精装版).doc

SK-MWD使用说明书 概况与基本工作原理 由上海神开推出的SK-MWD可打捞式的正脉冲随钻测斜仪，可靠性高，操作简单，使用寿命长，维修方便。井下仪器由脉冲器、电池筒、探管及扶正器组成。电池筒和探管下端带有我们独特设计的扶正器。地面软件操作简便，数据显示直观，符合现场工作需要，具有显示、储存和打印功能。井下仪器为模块状并具有柔性，满足短半径造斜需要。仪器能耗低，电池寿命长。整套井下仪器可打捞避免因卡钻所造成的仪器落井损失。 该仪器是将传感器测得的井下参数按照一定的方式进行编码，产生脉冲信号，该脉冲信号控制伺服阀阀头的运动，利用循环的泥浆使蘑菇头产生同步的运动，这样就控制了蘑菇头与下面的限流环之间的泥浆流通面积。在蘑菇头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在蘑菇头压下状态时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。定向探管产生的脉冲信号控制着蘑菇头提起或压下状态的时间，从而控制了脉冲的宽度和间隔。蘑菇头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择蘑菇头的外径和限流环的内径尺寸来控制信号强弱，使之适用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作环境。实际上，整个过程涉及到如何在井下获得参数以及如何将这些数据输送到地面，这两个功能分别由探管和泥浆脉冲发生器完成。 1、仪器概况 SK-MWD随钻测斜仪由地面设备和井下测量仪器两部分组成。地面设备包括：压力传感器、专用数据处理仪、远程数据处理器、计算机及有关连接电缆等。井下测量仪器主要由定向探管（方向参数测量短节）、泥浆脉冲发生器、电池、扶正器、打捞头等组成。总体结构框图如图1所示。 该仪器配有扶正器，有两种扶正翼可选择（橡胶式和弓簧），扶正器是规范配件，不需特殊工具就能更换替代，操作便捷。仪器井下总成部分可以用打捞矛进行打捞，在井下出现卡钻、落鱼等故障时，可及时将井下仪器打捞出来，使损失减小到最低限度。 ` 图1 SK-MWD随钻测斜仪总体结构图 2、基本工作原理 1） 定向探管 这种测斜仪是利用当地已知的重力场和地磁场做为基准定义方向参数的，并利用定向探管坐标系与基准的相互关系计算出方向参数，因此需要建立探管测量头坐标系是很自然的。测量头坐标系如图2所示。 图2 测量头坐标系示意图 X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头轴向。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通门Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力场的重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁场在三个方向上的分量。当这些传感器感受输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（VT）。这7个输出电压和一个基准电压（VR）及电源电压（VD）共9个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（PS）在电压时间变换器内部通过与门形成P0，并输入到CPU处理单元，CPU把这一脉冲串的各脉冲间隔变成数字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等参数的值。CPU进一步将这些参数进行编码，形成脉冲串，驱动后续电路工作。 2）泥浆脉冲发生器 如前所述，SK-MWD随钻测斜仪是通过电磁机构控制蘑菇头与限流环之间的流通面积，进而引起在钻杆内流动的泥浆压力产生变化，达到传输信号的目的。由电磁机构直接带动蘑菇头需要相当大的功率，在井下实现是不现实的，在设计中，采用了利用流动的泥浆由伺服阀阀头带动蘑菇头的方式。如图3所示，没有信号时，伺服阀阀头处于压下状态，在无磁钻铤内高速流动的泥浆,流过限流环与蘑菇头形成的截流面处时产生压力差,使提升杆外部泥浆压力高于提升杆内部泥浆压力,提升杆内部的泥浆压力作用在活塞上表面,提升杆外部的泥浆压力作用在活塞下表面,由于泥浆压力差的作用,使得活塞向上运动,弹簧被压缩，蘑菇头提起，蘑菇头与限流环之间的流通面积较大，泥浆可以快速通过，钻杆内泥浆的压力较小。当有信号时，如图4所示，伺服阀阀头被提起，泥浆可以从伺服阀阀头处流入，提升杆内外的泥浆压力基本平衡,作用在活塞表面的压力基本相等,原来被压紧的弹簧将释放，蘑菇头与限流环之间的流通面积减小，钻杆内泥浆的压力将升高，信号被传送出去。 3、性能指标 1）定向探管 SK-MWD选用进口定向传感器，保证测量数据准确可靠。定向探管的性能指标如下： 井斜：±0.1° 方位：±1.0° 工具面：±1.5° 2）其它性能指标 最高工作温度：125℃ 仪器外筒承压：135MPa 抗压筒外径：φ48mm 仪器总长：6.9m（无伽马） 电池工作时间：150小时（无伽马） 泥浆排量：10～55升/秒（取决于钻铤尺寸） 仪器压降：