石油钻井定向用SDRIMWD无线随钻测量仪使用说明.docx
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石油钻井定向用SDRIMWD无线随钻测量仪使用说明
第一章SDRI_MWD软件功能介绍
一、主要功能
SDRI_MWD无线随钻测量仪软件包主要功能是：
实时显示当前工具面与全测量，当原始数据流有乱码时可手工干预，可随时查询历史全测量与历史工具面测量数据，并且直观地显示当前测量参数。
二、软件系统的需求
１硬件需求：
·IBM兼容机，提供串口，并口
·CPU：
PII300以上
·内存：
128M或更多
２软件需求：
·WINDOWSXP简体中文版
·WINXP补丁SP2
３系统设置
·进入机器CMOS设置，确认或修改并口设置为：
ECP模式；地址：
0378-037F
·进入系统控制面板，将电源使用方案修改为:
一直开。
三、软件详细介绍
1、建立新的井记录
点击桌面上无线随钻测斜仪图标，进入系统界面：
选择[新建工程]，进入[新建工程]界面：
填写新的工程参数：
井名：
本井的名称
钻次：
标明本趟钻是第几趟钻
日期：
建立此工程的日期
时间：
建立本工程的时间
服务井队：
被服务的井队号
磁偏角：
本井所在地的磁偏角
本地磁场：
所在地的磁场强度
解码方式：
选择Ｄ４解码方式
角差：
由工程人员提供的本趟钻的角差
仪器连接时间：
连接仪器时的时间
脉冲数：
本趟钻所发脉冲数，初始为0
电池能量：
开始连接时所用电池的能量
电池余量：
所用电池剩余的电量
循环时间：
本趟钻循环的时间和，初始为0
其中日期，时间和仪器连接时间推荐使用按钮选择填写
填写完毕后，检查无误，按[确定]，进入主界面。
2、进入上一次测量记录
如本井尚未结束或查看以往记录，可点击<进入上一次测量记录>:
检查参数输入是否正确，如正确，点击<确定>进入上一次的工程记录：
3、主界面设计
本软件目前包含如下窗体：
主窗口：
提供菜单和主界面等用户交互接口，调用相应功能窗体完成相应任务。
工具面图形显示：
实时显示最新五组工具面的位置。
工具面类型及数字显示：
实时显示最新一组工具面的类型及数字
全测量窗口：
实时显示最新一组全测量内容
工具面历史数据窗口：
显示最新五组工具面的测量时间及类型
测量参数窗口：
显示各种测量参数
脉冲原始码显示窗口：
实时显示脉冲原始数据流
4、软件菜单设计
主菜单概述
主菜单包含工程﹑手工计算﹑电池﹑数据等子菜单，每个子菜单都包括同一类的系统操作命令：
·工程：
可打开以往的井记录，查询以前的测量数据
·手工计算：
当原始数据流有误码时，可通过此菜单人工解码
·电池：
显示电池的剩余电量与可使用时间
·数据：
显示以往的全测量数据与动态工具面数据
“工程”菜单
点击“工程”菜单，点击“打开工程记录”选项，选取相应的井文件，
打开相应的工程记录
“手工计算”菜单
点击“手工计算”菜单，进入手工解码窗口
磁性工具面计算
在“磁性工具面计算”框下，在“工具面原始码”后输入原始数据，点击“计算”，计算机会计算出相对应的工具面，点击“发送至司显”，数据就会由计算机传送至司显。
重力工具面计算
在“重力工具面计算”框下，在“工具面原始码”后输入原始数据，点击“计算”，计算机会计算出相对应的工具面，点击“发送至司显”，数据就会由计算机传送至司显。
全测量手工计算
在“全测量计算”框下，在相应位置输入原始数据，点击“计算”，计算机会计算出相对应的全测量数据，点击“发送至司显”，数据就会由计算机传送至司显。
“电池”菜单
点击“电池”菜单，查看电池余量与脉冲数及电池可使用时间（仪器可供静态消耗的时间）
“数据”菜单
点击“数据”菜单，可查看历史全测量﹑工具面与原始数据码
第二章SDRI_MWD地面系统
一、SDRI_MWD地面系统组成和各部分功能
图一：
SDRI_MWD地面系统
SDRI_MWD地面系统中的压力传感器将泥浆脉冲信号转换成电信号，通过电缆传输到地面接口箱，处理电路接收到信号后，自动地进行数模转换，降躁，滤波等处理。
然后，将处理结果传输给计算机系统，计算机根据译码规则将信号转换成井斜，方位，工具面等数据，并在计算机及钻台司钻阅读器上显示出来，脉冲波形由一个热敏微型打印机来监视。
当译码机构发生故障时，可由技术人员根据热敏微型打印机上的脉冲波形进行人工译码。
给钻井工程师提供实时可靠的井下情况，以更好的指导钻井工作。
地面设备组成：
1、泵压传感器：
装在地面高压泥浆管线上，检测高压立管压力的轻微变化，以4-20mA标准信号输出到地面接口箱。
2、地面接口箱：
处理来自泵压传感器的井下仪器的原始信号，并将处理好的信号送往在线计算机。
它又是一个多路通信装置：
在线计算机的有用信息通过它送往钻台；地面接口箱包含以下几部分：
1）微型热敏打印机：
实时打印处理后的测量数据曲线，当现场信号干扰较多时，实时曲线可帮助正确分析测量数据。
2）小键盘：
实时设置滤波频率、信号门槛、信号放大倍数等处理参数并在液晶上显示。
3）泵冲旋钮：
当不用外部实时泵冲作为微处理器的同步脉冲时，可参照实际泵频，根据实时打印信号曲线效果，微调旋钮直至最佳的处理结果。
3、计算机：
内装定向软件包，是该系统的一个主要控制和显示装置，它接收来自地面接口箱的数据流并在定向软件包上将脉冲信号转换成有意义的数字实时显示。
同时，全测量结果或工具面数据流会通过地面接口箱传输到司钻阅读器。
4、司钻阅读器：
安装于钻台上，为司钻和定向工程师提供静态测量和工具面显示，可以实时指导调整钻井参数按设计轨迹要求钻进。
二、SDRI_MWD地面系统的操作
1、地面仪器的清单
·计算机/电缆
·地面接口箱/电缆
·微型打印机/电缆
·司钻阅读器/电缆盘
·压力传感器/电缆盘
·泵冲传惑器/电缆盘
2、压力传感器的安装
1）现场安装压力传感器的位置一般选在立管灌泥浆孔处，将转换接头连在2″公制由壬上。
注意立管处的丝堵的扣型是公制，准备合适的转换接头。
2）安装前先通知井队,打开低压阀以便泄放掉立管内的压力，卸下原来的丝堵，用管钳上紧由壬和转换接头。
3）在压力传感器扣上缠上四氟带，与转换接头用扳手上紧。
4）如果井队条件允许，也可在高压立管上，开孔焊接压力传感器转换接头。
3、泵冲传感器的安装
泵冲信号由安装于活塞式泥浆泵上的泵冲传感器产生，这是－套拨动开关，安装时把拨杆靠在泵活塞杆的固定螺丝上，当活塞往复运动时，推动传感器的拨杆接通电路产生泵冲信号。
活塞每往复一次产生一个信号，称为泵冲同步信号。
4、敷设信号电缆
敷设信号电缆的原则是防止被锐利的重物砸坏，或被汽车挂断，或工人无意中铲断。
除车辆频繁经过的地方应把电缆埋入地下外，一般敷于地面即可，上钻台的部分用扎条固定于井架上。
注意：
如果在雨季，应尽量将电缆架空敷设。
5、地面仪器的功能检查
1）泵冲传感器架固定于泥浆泵的侧壁上。
调整固定位置，使拨杆可被泵轴卡盘推成45为宜（角度太大有回弹现象）。
信号好的时候可以不装。
2）司钻阅读器的架子按井队人员的要求安放，架子的腿用铁丝固定于钻台上，将司钻阅读器的屏幕调整到司钻能看清楚的角度，联接好司钻阅读器的司显电缆。
（司钻阅读器的架子也可不用，直接把司钻阅读器固定在钻台司钻附近。
）
3）按操作说明书标出的线路，把压力传感器信号线、泵冲传感器信号线和司钻阅读器信号线电缆引入值班室内。
按电缆插头标注联接好司显电源箱和微机、地面接口箱。
4）当地面系统所有的线路连接好以后，接通地面接口箱电源，其面板上的模拟压力电流指示表指在4mA的位置上，说明立管压力传感器是好的；拨动泵冲传感器的两个拨杆，面板上的红色泵冲信号灯相应的闪烁，说明泵冲传感器是好的。
三、地面接口箱操作说明
1地面仪器的连接示意图（见图二）
2地面接口箱后面板接口说明（见图三）
图三：
地面接口箱后面板
a.“~220”交流电源输入端
b.“电源开关”系统复位端
c.“接地”接地端子
d.“立管压力”立管压力传感器输入端
e.“泵冲”泵冲传感器输入端
f.“微打接口”接热敏打印机并口。
g.“并口”接便携机并口。
h.“串口”接便携机串口。
i.“司显”司钻阅读器串口。
j.“打印机”普通打印机串口。
k.“伽玛”伽玛接口箱串口。
l.“微打电源”接热敏打印机电源。
m.微打电源开关。
3前面板各部分使用说明（见图四）
图四：
地面前面板
a.“模拟”开关，拨到“1”，泵1起作用，拨到“2”，
泵2起作用，拨到中间，内部时钟555起作用。
b.“冲数调节”调节内部时钟频率。
顺时针旋转，频率变快。
c.键盘的使用
1—9数字键；
A：
正脉冲,负脉冲系统转换
B：
打印曲线键，按一下，打印，再按一下，停止打印。
C：
门槛增，按一次增加“0004”，最大为“00FF”。
D：
门槛减，按一次减小“0004”，最小为“0000“。
此时对应液晶“THRESHOLD”处显示门槛设定值。
E：
放大倍数设定。
按一次增1，最大到08H，再按循环到00H，如此反复，此时对应液晶“MULTIPLIER”处数据显示设定值。
F：
滤波频率设定，按一下“F”键，对应液晶“FILTER”数据处变黑置入相应的数字键即可。
4微型打印机使用
a.接上打印机电源，“P、S”两灯亮，为正常连机状态此时才能正常打印。
b.按一下“SEL”键，微打属脱机状态，此时按“LF”可进纸，再按一下“SEL”键，又进入联机状态，此时按“LF”见不起作用，“S”灯闪烁表示打印机出错，困难缺纸，或太冷、太热造成。
5手工译码
在计算机上安装的MWD操作软件可对泥浆脉冲时序进行自动译码，但有时由于钻进或泵干扰等现象造成脉冲波形杂乱，使无效的信号作为有效数据进入计算机，造成计算机译码错误或无法自动译码，这时需要现场工程师用信号量规进行手工解码。
图五是一张透明的信号量规，用以量出负脉冲信号数据码。
图五：
信号量规
用接口箱上的微打把信号波形时时打印出脉冲曲线图，首先寻找同步-参考脉冲时序序列，使信号量规上的同步脉冲S对曲线图中的同步脉冲的上升沿顶部，曲线图中参考脉冲落在信号量规的R参考脉冲窗口内，只有在S-R时序的基准脉冲落在量规的S-R序列中，才是有效的基准脉冲。
（见图六）
一旦现场工程师选定了一组S-R基准脉冲后，就可以精确地量出脉冲数据，在同步参考脉冲之后的第一个脉冲落在对应信号量规数据区8处，则第一个数据为8，在在同步—参考码S之后的第一个码为状态码，其状态码为C，表示是静态测量序列。
井斜（3个脉冲），方位（3个脉冲），重力和（3个脉冲），当地场强（3个脉冲），工具面（2个脉冲），温度（2个脉冲），电池电压（2个脉冲），尾码（1个脉冲）。
随后，脉冲数据的获得，把信号量规的R对准脉冲曲线图表中的状态脉冲码C，井斜的第一位数据对应信号量规中的数据区的值为0，下一位数据，把信号量规的R下移到脉冲曲线图表中的脉冲码0，脉冲数据对应信号量规中的数据区的值，其他数据的获得以此类推，直到测量数据全部提取完毕。
图六.脉冲曲线图
第三章SDRI_MWD技术服务操作过程
一、工房内仪器准备
1、井下仪器
井下仪器主要包括：
脉冲发生器，驱动器总成，电池总成，定向探管总成，尾锥。
2、地面仪器
地面仪器主要包括：
接口箱、司显及司显电源、压力传感器、
泵压及司显电缆、稳压电源、计算机。
3、工具及耗材
工具分普通工具和专用工具：
1）普通工具主要有：
3mm六方、插座、螺丝刀、量规、300mm扳手、压力传感器连接头及丝堵头、记号笔、剪刀、钢丝刷、手电筒、手钳等。
2）专用工具主要有：
电池测试盒、并口串测试盒、压力开关测试工具、提升工具、脉冲器专用C扳手、井口调整工具、固定螺丝六方、管钳、仪器支架等。
3）耗材主要有：
LUBE、乐泰胶、双管胶、打印纸、棉纱等。
4短节及接头
根据现场实际选择尺寸和扣型合适的专用无磁钻铤和接头。
二、组装测试
1、仪器组装
脉冲器发生器如图：
驱动器如图：
电池如图：
定向探管如图：
首先检查扶正器上密封圈的完整程度，有无破损，再涂抹LUBE胶，然后将扶正器和驱动器的连接，在连接时需注意15针插头的位置，对接后用M4×10的内六方螺丝上紧，上紧螺丝后，将驱动器塞入驱动器抗压筒内，把驱动器上端辫子线拽出来，上紧丝扣。
用相同的方式将电池总成和定向探管总称组装好。
2、井下仪器测试
将定向探管总成平放在仪器支架上，用辫子线连接电池，电池上连接并口串测试盒，用并口线将测试盒与工控机连接好，打开测量软件。
接好后，等待30秒，将测试盒开关拨到“UP”位置，等待52秒后，开始发码。
断开并口串测试盒，将脉冲发生器放在专用测试工具旁，将滤子卸下，把加压泵接头接上，用手拧紧；卸下脉冲器下的保护套，将驱动器总成连接上。
连接好后，将加压泵的开关打开。
注意观察，脉冲器的压力开关是否上升，在不发脉冲时，脉冲器是否漏水。
观察在压力开关上升后约52秒后，有无脉冲器动作。
如有动作，观察5－10分钟，确认仪器串工作正常。
可将泵关闭，仪器拆掉，保护套上好，准备装箱。
三、现场安装使用
1、电缆的布置
穿戴好劳保用品后，在井场上目测仪器房和钻台的距离，确定电缆线的走向，到钻台上观察司钻阅读器的摆放位置；寻找立管上压力传感器的安装位置。
如果没有安装位置，需要找井队协商，在立管上焊接连接丝堵。
观察好位置后，按照要求布线。
2、仪器的组装
将脉冲器放在支架上，将滤子打紧，连接驱动器总成，并紧扣；再将定向探管总成和电池总成连接，连接时注意不要伤了辫子线，连好后并紧扣。
在电池上端连上并口串测试盒，用计算机读探管的高边工具面。
工具面为“0”时，在电池外筒上用记号笔打好记号，此记号记为定向探管高边。
做好记号后，将驱动器和电池连接好并紧扣。
3、仪器内部角差的量取
做完上述工作后，进行仪器内部角差的量取，先将脉冲器键槽摆到朝正上位置，以脉冲器键槽为脉冲器高边。
把脉冲器高边引到电池筒上用记号笔做好记号。
量取脉冲发生器高边到探管高边之间的弧长A,量取电池外筒周长B,计算仪器内部角差A÷B×360=C。
判断内部角差正负方法：
从上往下看（从脉冲发生器向定向探管看）以脉冲发生器器高边为基准向左量到定向探管高边为正值若向右量到探管为负值。
将C值记录在记录本上。
4、仪器的吊装
井队通知接仪器后，将提升工具装好，并锁紧。
用井队的气葫芦将仪器提升至钻台，提升时，需有人在跑道上扶住仪器，防止磕碰。
仪器吊上钻台后，在井队配合下慢慢将仪器放入专用无磁钻铤中。
如图：
5、仪器的固定
仪器放入短节后转动提升工具使脉冲发生器键槽坐入专用无磁钻铤键内。
然后用套筒六方将压盘上顶丝松开，上紧压盘上固定螺丝，使仪器串在膨胀环的作用下固定在专用无磁钻铤中，再将顶丝带紧。
6、角差量取与计算
仪器固定好后，由工程人员负责量取动力钻具和仪器之间的角差，仪器人员应在旁边一起测量，判断角差方向是否正确。
仪器与动力钻具的角差量取正负原则：
以脉冲器悬挂短节的记号为基准，从上到下顺时针（向左）量取到动力钻具的标记为正；反之，逆时针（向右）量取到动力钻具的标记为负。
该数据由工程人员量取，仪器工程师应量取前详细向工程人员讲解并监督量取数据。
计算出动力钻具和仪器之间的角差后，将仪器内部的角差（正值）与动力钻具的角差（正值）相加即为输入校正角差，若所得数值大于360°时就减去360°，所得到数据输入计算机。
在计算和录入角差时，应有两人同时在场，确认所录入的角差正确无误。
7、浅测试
接上方钻杆开泵进行浅测试，接方钻杆前必须装钻杆滤清器。
浅测试时必须等全测量出全后才能停泵，确认仪器正常后下钻。
8、静态测量
停止转盘转动，上下活动钻具，将钻具放在离井底约1米左右的位置。
保持钻具静止，停泵1分钟然后开泵，直到测量数据传送完毕并记录。
四、仪器拆卸
起完钻后，用六方将固定螺丝松开后将顶丝上紧，使膨胀环收缩，从而使仪器松动。
用提升工具将仪器提出，在提升工具提起后，应将锁紧套上紧，防止仪器在吊运过程中滑落。
将仪器放在跑道上，卸下提升工具，依次将仪器拆开，擦拭，装箱。
附录一优化信号脉冲检测与译码
脉冲序列波形
门槛值
脉冲检测
脉冲译码
建议
高
窄脉冲检测，有一
些脉冲会被漏掉
小于0.25秒的脉冲译
码成“N”,典型序列:
S10NN55NH1N4N……
降低门槛
合适
所有脉冲
均能自动检测
正常译码，典型序列：
S10125S0135S10……
最优化
的结果
低
宽脉冲检测
“W”出现较多
大于1.2秒的脉冲译
码成“N”,典型序列:
SL1W4IWILHW2SLW……
增加门槛
附录二MWD地面电缆接线图
●司显电缆
现场端电缆盘仪器房端
司显司显端电源端电源箱
1
1
电缆线
1
短电缆
K
2
2
2
C
3
3
3
L
4
4
4
M
5
5
5
H
航空航空航空RS
5芯公插座5芯母插头5芯公插座12芯母插头
*其中3+、4-为24V电源电压；1、2是通信线，5接屏蔽线
●泵压电源
仪器房端电缆盘现场端
接口箱接口箱端传感器端传感器
A
短电缆
1
电缆
1
1
B
3
3
3
C
4
2
RS航空传感器公防
4芯母插头4芯公插座母防水梯头水梯头
*其中1+、3-为24V电压，4脚接屏蔽线
附录三SDRI_MWD无线随钻使用要求
一、对钻井液和净化设备的要求
1、钻井液的含沙量必须小于0.3%，含沙量越小越好。
2、若调整钻井液性能，应预先通知仪器工程师作好准备，因为
调整钻井液性能，有可能造成井下仪器一段时间工作不正常。
3、禁止在钻井液中加堵漏剂和玻璃球等大颗粒物质，以免损坏
井下仪器或造成井下仪器工作不正常（随钻堵漏剂除外）。
4、对钻井液的粘度和密度等其它参数无特殊要求。
5、正常钻进时，必须保证两级（振动筛、除沙器）以上钻井液
净化设备正常工作。
二、对钻井泵和循环系统的要求
1、钻井泵的上水要好，泵的效率要求在95%以上。
2、钻井泵的空气包压力要稳定，按要求补充其压力为钻井泵正常工作时压力的1/3，若使用双泵，两台泵的空气包的压力应一致。
3、泵的阀体、阀座、凡尔、缸体、缸套、活塞和弹簧要完好，确保泵上水良好，如发现某一部分有不正常工作迹象，应及时检修泵，以免影响仪器正常工作。
4、整个循环系统所使用的滤网要干净，泵出口滤网在使用仪器前要进行清洗，确保钻井液通过自如。
5、使用钻杆滤清器，以防大颗粒或其他物质卡住仪器，造成仪器不工作或损坏。
6、钻具组合应按要求安装单向阀。
三、对井队电源的要求
必须提供连续的220V，50～60Hz的交流电源，若要停电或倒发电机，应预先通知仪器工程师；根据仪器工程师的要求，将仪器房电源接到相应位置（配专线）。
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