海蓝正脉冲无线随钻测斜仪YST48R.docx
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海蓝正脉冲无线随钻测斜仪YST48R
可打捞式的YST-48R海蓝正脉冲无线随钻测斜仪
第一节 仪器概况和性能指标
一、 仪器概况
YST-48R是海蓝公司生产的可打捞式的正脉冲无线随钻测斜仪。
该仪器是将定向探管内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，该脉冲信号控制脉冲发生器伺服阀阀头的运动，利用循环流动的泥浆使脉冲发生器主阀阀头产生同步的运动，这样就控制了主阀阀头与下面循环套内安装的限流环之间的泥浆流通面积。
在主阀阀头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在主阀阀头压下状态时，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主阀阀头提起或压下状态的时间，从而控制了脉冲的宽度和间隔。
主阀阀头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择主阀阀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. 定向探管
YST-48R可以选配两种定向探管，主要的区别在于传感器的不同，一种选用了磁液悬浮加速度计，另一种选用了石英加速度计。
两种探管各有优缺点，一般来说，磁液悬浮加速度计在油田仪器中使用时间较长，技术比较成熟，石英加速度计近几年来在油田仪器中得到了应用，主要优点是精度较高，用户可以根据自己的情况选配。
两种定向探管的性能指标如下：
井斜：
±0.2°（磁悬浮）
±0.1°（石英）
方位：
±1.5°（磁悬浮）
±1.0°（石英）
工具面：
±1.5°（磁悬浮）
±1.0°（石英）
最大数据存储能力：
45000组
2. 其它性能指标及使用条件要求
最高工作温度：
125℃
仪器外筒抗压：
100MPa
抗压筒外径：
φ48mm
仪器总长：
6.9m（无伽玛）
8.8m（有伽玛）
电池工作时间：
150小时（无伽玛，常温105℃）
120小时（有伽玛，常温105℃）
220小时（无伽玛，高温电池150℃）
180小时（有伽玛，高温电池150℃）
泥浆排量：
10～55升/秒（取决于钻铤尺寸）
仪器压降：
50～200PSI（取决于钻铤尺寸和泥浆排量）
泥浆信号强度：
20～100PSI 【注:
100PSI=0.6895MPA】
泥浆排量：
10~55l/s
泥浆粘度：
≤50s （漏斗粘度）
泥浆含砂：
＜1%
泥浆密度：
≤1.7克/立方厘米
第二节 仪器组成及各部件介绍
YST-48R主要由地面设备和井下测量仪器两部分组成，另外还包括一些辅助工具及配件。
地面设备包括：
专用数据处理仪（简称专用机）、远程数据处理器（简称司显）、压力传感器、计算机及有关连接电缆等。
井下测量仪器主要由定向探管、伽玛探管、泥浆脉冲发生器、电池筒 、扶正器、打捞头等组成。
辅助工具和配件包括测试工具、打捞工具、摩擦管钳、等高架、工具箱、泥浆滤子等。
一、 地面设备
1. 专用数据处理仪（以下简称专用机）
专用机作用：
数据采集，通信接口，安全供电。
仪器可使用CLWT-200及CLWT-300型两种专用机，二者实际区别仅在于300型专用机可直接与计算机USB口连接。
1） CLWT-200型专用机：
使用九针串口与计算机连接，也可使用USB转串口线转接至计算机。
200型专用机附带四根电缆，USB转串口线需单独订购。
l 探管测试线（4808004）：
定向探管和伽玛探管测试时，与数据处理仪间的通讯连线。
l 电源线
l 专用机——司显连接短线（4808003）：
用于测试司显；连接专用机和90米电缆盘。
l 专用机——计算机通讯线（4704003）：
用于连接专用机和计算机。
l USB转串口线（0202004）
注：
设备名称后括号内数字为产品编码。
2） CLWT-300型专用机：
软件从3.0.19版本开始对300型专用机支持。
300型专用机可直接与计算机USB口连接。
300型专用机除带有200型专用机的四根电缆外，还附带一根USB电缆。
2. 远程数据处理器（以下简称司显）、90米电缆盘：
1） 司显：
作用显示实时地面解码数据、脉冲波形、简短文字消息和为立管压力传感器提供电气接口的功能，将立管压力信号传送到井台下的专用机。
48R仪器使用SXW-300型司显
2） 90米电缆盘（4807002）：
作用给司显供电，向室内设备传输测量数据。
3. 压力传感器及电缆线及焊接螺套：
压力传感器作用感知立管泥浆压力变化。
带雷蒙接头的是YL-5型（3908001），通过电缆线（4910006）与司显相连，使用时注意接头处应做防水处理。
焊接螺套焊接在立管上与压力传感器配合使用。
二、 井下测量仪器
1. 扶正器
1） 扶正器作用：
连接各部件，起扶正和减振作用，并为仪器提供必要的柔性弯曲。
2） 扶正器种类：
该仪器配有橡胶六翼扶正器（4806008）和弓板式两种扶正器。
3） 扶正器主要组成：
扶正器基体总成（4806006）、上端头（4806108）、下端头（4806113）、压簧（0209033）、弹簧垫（4806109）、扶正器胶翼套筒（4806003）、或弓板扶正器套筒（4806004）、半圆挡环（4806101）及密封圈等。
4） 扶正器工装（4814008）：
可使用扶正器工装对扶正器进行拆卸保养。
5） 扶正器拆装及使用注意事项
扶正器可使用扶正器拆卸工装进行拆卸更换配件。
几点注意事项如下：
l 在工装上拆装扶正器时，应用手压住扶正器，以防止扶正器弹起伤人；
l 半圆挡环有方向，台阶向内安装；
l 仪器从井下起出后必须及时冲洗干净，并将扶正器单独拆下，不得将扶正器与其它各段长时间相连；
l 操作过程中一定要注意保护基体两端的十芯插头，避免损伤插针；
l 上下两个端头的厚度不一样，下端头厚，装在四针六孔一端，安装时要注意区别；
l 密封圈不得用汽油、酒精、丙酮等有机溶剂清洗。
2. 定向探管、伽玛探管、电池筒的区分与通用配件
1） 定向探管、伽玛探管、电池筒区分：
三者外观相似，但长度不同，从长度上可对它们进行区分：
定向探管长1.37米；伽玛探管长1.61米；电池筒长2米。
2） 定向探管、伽玛探管在现场只能更换过渡外筒和十芯座套（或十芯座套1）。
其它部分不得拆卸。
3） 通用件：
过渡外筒、十芯座套为通用件，定向探管、伽玛探管、电池筒的两端及脉冲发生器一端都使用相同的过渡外筒和两种类型（脉冲用一种）的十芯座套作为与扶正器相连接的配合部分。
十芯座套的两种型号：
与四针六孔十芯插头配合使用的名称为【十芯座套1】产品编码（4802104），另一种与六针四孔十芯插头配合使用的名称为【十芯座套】产品编码（4803173）。
十芯座套区别方法（四针六孔用斜口的十芯座套1，六针四孔用直口的十芯座套）。
3. 定向探管的使用与注意事项：
定向探管为仪器的核心部件，大部分精密的传感器及处理电路都集中于此，所以应特别注意：
1） 仪器装连、吊装、储运等环节中应避免使探管遭受剧烈冲击；
2） 仪器保存应使用附带的专用探管箱，两根探管掉头摆放，并尽量远离铁磁物质；
3） 仪器从井下起出后必须及时冲洗干净，并将探管单独拆下，装好两端的防护堵塞，不要与两端的扶正器长时间相连；
4） 定向探管在使用过程中如果出现故障，应及时发回我公司维修，不要自行去掉抗压筒，以免造成关键器件的损坏而无法修复。
4. 电池筒
1） 组成：
主要由过渡外筒（4803151）、十芯座套、上堵头、轴向缓冲器（4804007）、抗压筒、半套、电池组等部件组成。
在四针六孔端的上堵头与轴向缓冲器连接在一起使用，该部件又叫做【电池筒减震器组件】（4804006）。
电池筒的详细结构图请参见使用说明书。
2） 两种电池组:
一种是普通105度电池组（4804003），标签是黑色的，另一种是高温150度电池组（4804004）红标签。
5. 脉冲发生器
脉冲发生器可简单分为主阀头组件部分、伺服阀部分及过渡外筒三部分。
脉冲发生器在现场只有主阀头组件部分及过渡外筒、十芯座套可以拆卸更换，伺服阀部分无维修条件不允许打开。
结构图参见使用说明书。
1） 主阀头组件（普通4803005）：
由阀筒（4803146），耐磨套（4803116）、主弹簧（0209028）、耐磨环（4803161）及驱动头组件、密封圈等组成。
驱动头组件（4803019）又由信号阀杆组件（4803160）、活塞帽（4803144）、背靠背安装的Y形密封圈（4803165）、引鞋（4803115）及其它密封圈等组成。
因驱动头组件活塞帽及阀筒内耐磨套现场不易更换，建议备份主阀头组件，以便于现场更换及备用。
2） 伺服阀部分：
包括电磁阀及其辅助机构及电路、因其内部电磁阀部分充有硅油，在现场禁止拆卸，只允许更换筛屏和检查外观损坏冲蚀等情况，无维修条件不能对其进行拆卸维修。
伺服阀部分各部件名称：
补偿膜（大油囊）、波纹管 （小油囊）、阀芯组件、阀套2、补偿器套、筛筒、筛屏（4803152）、筛屏螺钉M4×6（0810004）、电容节外筒等。
3） 过渡外筒部分：
由过渡外筒、十芯座套等组成。
4） 主阀阀芯安装：
将主阀阀芯上涂抹适量242螺纹胶（蓝色），用方头扳手将主阀阀芯拧紧。
6. 主阀阀芯、限流环、循环套介绍：
1） 常用的主阀阀芯有三种，外径分别为26.4mm（4803007）、27.6mm（4803008）、28.5mm（4803009）三种规格。
2） 限流环按内径尺寸可分为30.5mm、32.5mm（4812119）、34.3mm（4812120）、35.56mm（4812121）、38.1mm（4812122）五种规格。
3） 循环套的规格分为三种：
95mm（4812007）、79mm（4812008）和60mm（4812003）。
循环套总成由定向键、循环套本体及密封圈组成，循环套总成安装限流环时要加密封圈，装入循环短节（定向接头）时外面四道密封圈也要上齐。
7. 打捞头（4909001）：
下放和打捞仪器时的固定部分，内部有电源开关，接上后整套仪器供电，其横销编码为（4805105）。
三、辅助工具及配件
1. 测试工具箱：
内有两种测试工具，BJ-1型部件检测器（4811001）用于对扶正器、电池、探管等部件进行绝缘导通测试、电池组加载等工作；XF-2信号发生器（4903001）可测试脉冲发生器及模拟出一组信号测试专用机和司显等地面设备。
2. 附件箱：
内有打捞工具、摩擦管钳、等高架：
打捞矛（4814012）用于提升或打捞仪器串、释放矛（4814011）用于仪器座键，加长杆（4814016）、加长杆组件（4814015）用于仪器座键时下放仪器，加长杆组件比加长杆多一个挂环，长度都是1米；摩擦管钳（4814020）用于拆开或打紧仪器各连接；等高架用于支撑仪器串。
3. 工具箱（4801002）：
内有钩扳手（4814002）、万用表、方头扳手（4814013）、游标卡尺、242螺纹胶（0208023）、609螺纹胶（0208024） 、1213硅酮胶（0208013）、硅脂、镊子、改锥、手电、剥线钳、偏口钳、介子钳、电烙铁等工具。
方头扳手用于安装主阀阀芯；游标卡尺用于测量主阀芯外径、限流环内径；万用表电池建议备份一块；242胶安装主阀芯，609胶用于更换活塞帽时使用；1213胶在电池组安装时十芯座套固定螺钉上使用；介子钳用于安装拆卸60循环套挡圈。
泥浆滤子（4814005）：
放于钻具最上面单根中过滤泥浆杂质，每次接单根应将其从旧单根中取出进行清理后放入新单根。
二、性能指标
第三节 仪器入井前准备工作
一、 到达井场后的交流与准备
1、 到达井场后应马上与井队技术人员进行交流
了解钻头和无磁钻铤的尺寸、待打井段、定向接头准备情况、预计何时使用仪器以及和测斜仪工作相关的泥浆性能参数：
泵的排量（单位：
升/秒）、密度（克/立方厘米）、含砂（%）、粘度（S）；
告知井队泥浆中含有气泡或堵漏剂，以及降摩阻用的玻璃微珠或塑料小球，即使残留，也会造成测斜仪井下异常，故必须对泥浆做消泡和净化处理。
2、 施工前必须测量、检查所用的所有仪器配件
井上配件应能保证仪器使用期间够用；整套仪器连接时必须对所有密封圈进行检查，有磨损严重、裂痕的需更换。
二、 选择安装主阀芯、限流环、检查或安装循环套：
1、 主阀芯与限流环选择需要根据不同井眼，不同井深，不同排量选择，下表可作为选择参照：
另外，有几个实例可供参考，
实例一：
四川大邑102井：
08年9月10*-9月13*、井段4536-4574米、垂深 4400米左右、241.3mmPDC钻头、井斜34°、方位17°、排量32L/S、密度1.65克/立方厘米、粘度48S、含砂0.3%、泵压17MPA、限流环主阀芯配比：
38.1配28.5，信号强度550kpa。
泥浆体系好是采用此配比的有利条件。
实例二：
唐海高98-15井：
08年6月14*-6月17*、井段2115-2302米、二开中完垂深2200米、311.1mm牙轮钻头、井斜1°、仪器随钻跟踪、排量50 L/S、密度1.25克/立方厘米、粘度50S、泵压14MPA、38.1配26.4、信号强度1000kpa。
大排量下如配的环空小了仪器冲蚀特别严重。
实例三：
甘肃华池：
元308-62井：
测深2000米，垂深1950米、222mm钻头、排量28 L/S、含砂0.1%，粘度16S，密度1.1克/立方厘米、配比35.56配28.5。
井口1500 kpa，到底1100 kpa。
庆阳低渗区块特点：
洛河组、普遍渗漏，信号衰减严重，测斜需打稠塞提高泥浆的携砂性，司钻在加压、送钻速度一定要平稳、均匀，确保压力表泵压稳定，仪器才能正常工作 。
使用清水泥浆，仪器冲蚀小，杂波多。
如井较深、特殊地层严重井漏等信号损失较大、无法控制干扰源等特殊情况，需要适当加强信号，但弊端环空面积配的越小对仪器冲蚀损伤越大，需要根据实际情况把握。
造成信号干扰的几个原因：
泥浆泵上水不好；螺杆制动，导致泵压突然升高；泥浆含气过多；活动钻具速度快，立管压力突变，导致丢波；其他设备的干扰等。
2、 主阀芯安装：
用游标卡尺测量主阀芯外径，找到要使用主阀芯，在螺纹处涂抹适量的242螺纹胶，用方头扳手拧紧在脉冲信号阀杆上。
3、 限流环安装：
用游标卡尺测量限流环内径，找到要使用的限流环，将密封圈抹好硅脂后装入选择好的循环套，将限流环从循环套侧孔中穿过双手用力压入循环套内孔，拧紧三个顶丝。
4、 检查旧循环套或安装新循环套：
1） 检查旧循环套：
应认真将已使用过的循环套从定向接头中取出检查
2） 安装新循环套
循环套上齐O圈，抹好硅脂，安装好定向键，装入定向接头。
密封圈一定要装，最少装上下两道，否则进沙子拆不出来。
根据不同的无磁、钻头选用循环套：
95循环套一般配合【八寸定向接头（311mm井眼）】、【七寸、六寸半定向接头（241.3mm井眼、215.9mm井眼）】使用。
79循环套一般配合【4寸6定向接头，（152.4mm井眼）】使用，60循环套配【三寸半定向接头、（118mm井眼）】使用。
三、 地面设备连接、安装压力传感器、司显、布90米电缆：
1、 将专用机、计算机、90米电缆盘放进仪器房，确认仪器房与钻台的走线距离，连接好专用机与电脑、UPS不间断电源、专用机后面板有接地螺钉，要做接地处理。
注意：
接地要可靠，所有接插件不能带电插拔。
2、 安装立管压力传感器：
停泵状态下，将泥浆管汇的放空阀打开，泥浆放空，请井队人员将压力传感器的焊接螺套焊在立管上，如果井架上留有与之配套接口，或者事先准备了专用的三通、由壬或2″变扣，则可省去焊接的步骤，要求该位置应既可以方便走线，又不会在井队作业时被碰到。
在焊接作业时应注意以下几点：
1） 在焊接焊接螺套时，应将焊接螺套与焊接堵塞连在一起，以防焊接完后，在热胀冷缩下焊接螺套变形，造成压力传感器安装不上；
2） 焊接螺套一定要确保焊接牢固；
3） 在进行该项操作时，井队要有专人监控，以防止危险的发生；
4） 将压力传感器连接在焊接螺套上并拧紧，注意在压力传感器上一定要加密封圈。
将压力传感器的连线引到司显的位置，在布线时要注意防碰、防损。
3、 安装司显:
将司显装入安全防护箱或放入司钻房内，固定在司钻易观察到的地方；司显与电缆连接处做好防水处理。
4、 布线：
将90米电缆安全高架，注意防碰、防损，连接线不允许打直角弯，以防折断，两盘90米电缆可做级连，以适应超远距离。
四、 仪器各部件测试
1. 专用机、司显及90米电缆的测试
将专用机、司显、90米电缆，计算机连接好；XF-2信号发生器连好电源，测试插头接司显压力传感器插孔（五孔）位置（注意，不用接脉冲发生器）。
接通专用机电源，运行HLMWD软件，进行模式设定（在软件设置部分有详细说明），性能设为节电，脉宽设为1.5秒，将信号发射器脉冲选择开关置于1.5秒，在通讯菜单项下运行采样命令 ，在XF-2信号发生器上设置不同幅度（高、中、低），在软件界面进行脉冲门限及脉冲范围调整 ，在软件界面和司显界面上可同步看到脉冲波形。
再将XF-2信号发生器“脉冲选择”开关置于“模拟数据”位置，可以在司显和计算机上看到对应的脉冲，并可以解算出相应数据，信号发生器发出的模拟信号为1.2度井斜、162度方位、262度磁性工具面；45度井斜、280度方位和90度重力工具面，注意观察在司显和计算机上是否解算出这样的数据；注意将系统误差清零，否则显示数据为补偿后数据。
2. 司显操作
司显操作较简单，下面只介绍几个需要注意的地方。
1） 司显上两个接口上面七针口接90米电缆，下面五针口接压力传感器。
接口处注意做防水处理。
2） 屏幕的右上角显示当前的*期/时间，如与计算机时间不一样应刷新屏幕检查或进行通讯测试并检查线路。
3） 键盘只有五个键有用：
【1】键用来切换度盘显示区度盘和消息显示；
【2】键用来刷新司显屏幕；
【3】键设置自动/手动消息显示；是否自动显示消息的状态显示在状态区，AUTO MSG ON表示自动显示。
反复按3键，即可看到该状态显示在变化。
【↑，↓】 键在显示度盘时可以改变度盘指针指示的数据内容。
3.
打捞头的测试
将部件检测器六针四孔端插在打捞头上，所有开关置于断开位置，用万用表响铃欧姆档测部件检测器上2、上4孔应是导通的，其它孔应都不通。
注意：
部分48X打捞头与48R打捞头外形一样，48X是2、4导通；1、7脚也导通。
如把48X打捞头误装在48R仪器上，仪器入井工作时没有停泵序列。
注：
48X是48R的上一代产品。
4. 扶正器的绝缘和导通测试
1） 导通测试：
将部件检测器两端分别插在扶正器对应端，所有开关置于断开位置，先试一下万用表是否正常，用万用表响铃欧姆档（1欧姆）测试上1、下1；上2、下2直至上10下10是否导通。
（响就是导通）。
2） 绝缘测试：
将万用表打到20MΩ档，测试上1至上10之间及与扶正器基体之间电阻是否大于20MΩ。
（数值不变就是大于20 MΩ）
3） 以上测试过程中，若读值不符合标准，也有可能是由测量盒与模块之间接触不良造成的，应对触点进行清洁处理，再重新测试。
5. 电池筒安装及更换电池步骤：
1）电池筒安装电池步骤
l 将电池组平稳装入抗压筒，电池组一端与电池筒轴向减震器组件连接，拧紧螺钉，抹适量1213硅酮胶
l 上紧抗压筒（注意上扣时不要拧减震器组件一端，要拧抗压筒，以防止拧断减震器组件），注意保护好电池组插头，防止短路。
l 将电池组另一端穿过上堵头，将上堵头与抗压筒连接拧紧，穿出上堵头的十芯插头与十芯座套缺口对正，用半套顶入十芯座套
l 将十芯座套用螺钉固定在上堵头上，抹适量1213硅酮胶，最后上好过渡外筒，将电池筒逐扣打紧。
2）电池筒更换电池步骤
l 用摩擦管钳将电池筒逐节打松，拆卸时从六针四孔端拆，拧下过渡外筒，拧开固定十芯座套的四个M4×10螺钉，将十芯插头从十芯座套中拆出，十芯插头拆出十芯座套时应避免用坚锐及金属物将十芯插头顶出，防止损坏十芯插头，防止针脚短路；
l 拧开上堵头，拧开抗压筒。
注意：
在拧开电池筒减震组件与抗压筒之间那道扣时，应只拧抗压筒，而不能拧另一端的电池筒减震组件部分，以防止拧断轴向缓冲器；
l 将电池组从抗压筒中平稳抽出，拧开固定螺钉，卸下旧电池组，更换新电池组即可。
6. 电池组的电压测试及加载
1） 电压测试：
把部件检测器开关都拨到“断开”位置，六针四孔插头一端连接在电池组的对应端；
将万用表置于直流电压200伏档上，将黑表笔插在部件检测器“上1”，红表笔插入“上2”中；电压的读值应为28~29伏；（空载）
2） 电池加载：
新装锂电池有结晶层，需要加载激活。
万用表表笔不动，将“开关1”和“开关2”拨到“接通”位置上，把“电池加载”开关置于“电池组1”的位置（电池组2目前没有使用）。
加载后，电压开始降低，然后又升高，经过一段时间后，电压应上升至25~26伏，完成激活，加载激活时间与电池电量有关，一般在十分钟左右；
若电池加载后，电压不上升且低于20伏，该电池筒可能电量已耗尽或内部有故障，不能下井使用；
加载后的电池有了足够的电压，可以继续进行绝缘性与导通性的测试；
注意：
如果不打算马上使用新电池，就不要进行加载，因为加载时会导致电池放电，从而减少电池的寿命。
7. 电池组的绝缘和导通测试
1） 导通测试：
将部件检测器两端分别插入电池组相应端，所有开关放在断开位置，先试一下万用表是否正常，用万用表响铃欧姆档测试上1、下1；上2、下2到上8、下8是否电阻小于1欧姆。
注意：
不用测9、10。
2） 绝缘测试：
把部件检测器的两个插头分别插入电池组的两端，开关都设置在“断开”的位置上；
l 将万用表置于20MΩ电阻挡上，把黑表笔插入“上1”中，红表笔插入“上3”中，读值应≥20MΩ；注意：
因为“上1”和“上2”之间有电压，不能测量，否则有潜在的危险！
l 黑表笔不动，将红表笔分别插入“上4”、“上5”、、、、、、“上10”和外筒，都应≥20MΩ。
l 将黑表笔移到2，用红表笔依次插到后面的各插孔上。
如此继续测量，完成所有的组合，其值都应≥20MΩ；
l 如果绝缘不良，需擦净各触点后再检查，否则需要送修；
8. 电池组使用安全注意事项
仪器所配置的是北京海蓝公司生产的专用锂电池组。
锂电池具有容量大，体积小的特点，使用不当可能会造成严重的损失。
对锂电池组的短路、充电、过放电、挤压变形、强烈冲击、剧烈振动、超过规定温度范围、焚
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