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文档简介

1、YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪使用说明书YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪使用说明书版本 3.0.20北京海蓝科技开发有限责任公司目 录第一章 仪器概况与基本工作原理11.1 仪器概况11.2 基本工作原理31.3 性能指标5第二章 仪器测试82.1 扶正器测试82.2 电池筒测试82.3 定向探管测试102.4 伽马探管测试112.5 脉冲发生器测试112.6 远程数据处理器测试122.7 专用数据处理仪测试122.8 流量开关测试13第三章 地面设备的连接与操作163.1 地面设备的连接163.2 远程数据处理器操作173.3 专用数据处理仪操作20第四章 井下仪器总成的组装与操作224.

2、1 井下仪器总成的组装224.2 井下仪器总成的地面模拟测试24第五章 软件操作26第六章 井场操作276.1 仪器准备276.2 施工准备276.3 仪器连接与设置286.4 仪器座键296.5 浅层测试296.6 打捞井下仪器296.7 井队需注意的问题29第七章 维护与保养317.1 扶正器317.2 定向探管337.3 伽马探管347.4 脉冲发生器357.5 电池407.6 压力传感器447.7 打捞头467.8 循环套47附录513030北京海蓝科技开发有限责任公司第一章 仪器概况与基本工作原理YST-48R是一种可打捞式的正脉冲无线随钻测斜仪,设计巧妙,组装灵活,使用方便。该产品

3、是YST-48X泥浆脉冲随钻测斜仪的升级换代产品,重新设计了地面设备,引入了伽马测量项目,通过使用新的传感器提高了定向探管的精度和性能,并且根据用户几年中反馈的使用意见作了很多的改进。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,利用循环的泥浆使主阀阀头产生同步的运动,这样就控制了主阀阀头与下面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

4、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。1.1 仪器概况YST-48R泥浆脉冲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)、伽马探管、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。该仪器配有橡胶式和弹簧钢片

5、式两种扶正器,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 YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪总体结构图1.2 基本工作原理1.2.1 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

6、、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

7、参数进行编码,形成脉冲串,驱动后续电路工作。1.2.2 伽马探管伽马探管是综合测量地壳岩层自然放射性强度的仪器。由于地壳岩层中存在自然放射性核素(主要是铀(U238)、钍(TH232)、钾(K40),在自然衰变时放射出射线,测井时用射线探测器沿井眼实时进行地壳岩层的测量,得到地层剖面的自然伽马记录。根据地球化学和地球物理学知识可知,地壳岩层的岩性(如:岩层的种类、生成方式、沉积环境、形成年代等)与其自然放射性射线强度有着一定的联系,结合其它测井方法的测量结果即可有效的推测生油岩层,这也是自然伽马测井应用的主要目的。为了准确、可靠的进行无线随钻自然伽马的测量,考虑到无线随钻测量仪器的工作环境和特

8、殊要求,YST-48R采用了高抗振、高抗冲击和高可靠型晶体和光电倍增管,并进行了合理的系统设计,确保仪器在随钻工作环境下良好工作。无线伽马与有线伽马测井相比,除有效的完成自然伽马测井记录外,还具有众多突出优点,首先,无线伽马测井记录具有更高的可信度,因为在地层被钻开很短的时间内即进行测量,地层暴露时间较短,受泥浆冲洗较少,记录更真实可靠;其次是测量数据对钻井施工具有较好的指导作用,可以优选钻井参数,提高钻井功效,降低钻井成本;再有,可以有效回避风险,降低钻井事故的发生率;还有,在水平钻井作业中,可以根据测量数据有效的调整钻井方位,使井眼有效的穿越储集层,提高矿藏的采收率和经济效率;另外,还可以

9、有效的在钻井事故发生时获得第一手有效的测井数据,避免宝贵数据的丢失。1.2.3 泥浆脉冲发生器如前文所述,YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪是通过电磁机构控制阀门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阀门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主阀阀头的方式。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在限流环处产生反向的压力,使主阀阀头提起,弹簧被压缩,主阀阀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,

10、伺服阀阀头被提起,泥浆可以从伺服阀阀头处流入,仪器内外的压力平衡,原来被压紧的弹簧将释放,主阀阀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,信号被传输出去。图4主阀阀头压下状态限流环无磁钻铤弹簧伺服阀阀头主阀阀头泥浆图3主阀阀头提起状态1.3 性能指标1.3.1 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。在YST-48R定向探

11、管中,还增加了存储记录的功能,用户可以根据需要灵活地设置数据的记录方式,当定向探管从井下提升到地面后,可以通过计算机回放井下记录的数据,从而获得更多的信息。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1.3.2 伽马探管探测范围:0500API测量精度:±3API (0150API) ±10API (1505

12、00API) 最大数据存储能力:11万组灵敏度:优于1.6计数单位API 垂直分辨率:优于130mm推荐测速:30 m/h推荐采样时间812s仪器抗冲击:800g,1/2sin 三轴耐振动:20g10200Hz rms 三轴1.3.3 其它性能指标最高工作温度:125仪器外筒承压:100MPa抗压筒外径:48mm仪器总长:6.9m(无伽马) 8.8m(有伽马)电池工作时间:180小时(无伽马) 150小时(有伽马)泥浆排量:1055升/秒(取决于钻铤尺寸)仪器压降:50200PSI(取决于钻铤尺寸和泥浆排量)泥浆信号强度:20100PSI泥浆粘度:140s (漏斗粘度)泥浆含砂:1%泥浆密度:

13、1.7克/立方厘米 第二章 仪器测试2.1 扶正器测试2.1.1 扶正器绝缘测试1、 把BJ系列部件检测器的两个插头分别插入扶正器的两端,开关都设置在“断开”的位置上;2、 将万用表置于电阻挡上,把黑表笔插入“上1”中,红表笔插入“上2”中,测量其之间的电阻,读值应20M;3、 黑表笔不动,红表笔分别插入“上3”、“上4”、“上10”和外筒,读值也应20M;4、 把黑表笔从1移到2,红表笔分别插入“上3”、“上4”、 “上10”和外筒,如此测量下去,完成所有的组合。所有测量读值都应20M;5、 以上测试过程中,若读值不符合标准,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

14、新测试。2.1.2 扶正器导通测试1、 把BJ系列部件检测器的两个插头分别插入扶正器的两端,开关都设置在“断开”的位置上;2、 将万用表置于响铃欧姆档上,测量“下1”和“上1”插座之间的电阻,读值应小于1欧姆,并能听见蜂鸣声;3、 测量“下2”与“上2”、“下3”与“上3”、 “下10”与“上10”之间的阻值,都应小于1欧姆,并能听见蜂鸣声;4、 如果不导通,应重新测量以查明原因或更换送修。2.2 电池筒测试2.2.1 新装电池筒的电压测试及加载1、 把BJ系列部件检测器六针四孔插头一端连接在电池筒的对应端,开关都设置在“断开”的位置上;2、 将万用表置于直流电压挡上,把表笔插在红色插座“上1

15、”和“上2”中;3、 电压的读值应为2829伏;4、 新装锂电池有结晶层,需要加载激活。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。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2526伏,完成激活,加载激活时间一般在十分钟左右;5、 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;6、 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;7、 注意:如果不打算马上使用新电池,就不要进行加载,因为加载时导致电池放电,从而减少电池的寿命。2.2.2 电池筒绝缘测试1、 把BJ系列部件检测器

16、的两个插头分别插入扶正器的两端,开关都设置在“断开”的位置上;2、 将万用表置于电阻挡上,把黑表笔插入“上1”中,红表笔插入“上3”中,读值应20M;3、 黑表笔不动,将红表笔分别插入“上4”、“上5”、“上10”和外筒,都应20M。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! 4、 将黑表笔移到2,用红表笔依次插到后面的各插座上。如此继续测量,完成所有的组合,其值都应20M;5、 如果绝缘不良,需擦净各触点后再检查,否则需要送修;6、 电池筒绝缘测试完成后,应该继续进行电池筒的导通测试。2.2.3 电池筒导通测试1、 把BJ系列部件检测器连接在电池筒的两端,开关都置在

17、“断开”位置上;2、 将万用表置于响铃欧姆档上,测量“下1”和“上1”插座之间的电阻,读值应小于1欧姆,并且能听见蜂鸣声;3、 测量“上2”和“下2”,然后“上3”和“下3”、“上4”和“下4”、“上5”和“下5”、“上6”和“下6”、“上7”和“下7”、“上8”和“下8”之间的电阻,都应小于1欧姆,为导通状态;4、 注意:不能测量1和2之间的电阻(它们之间有电池电压),否则有潜在的危险!5、 以上所有测值都小于1欧姆,并伴有蜂鸣声时,该电池筒可以使用,否则需要重测或送修。2.3 定向探管测试定向探管的测试是必要的,测试的目的主要是检测探管的功能以及精度是否满足要求。要注意的是,要想准确的获得

18、探管的精度,必须在满足测试条件的环境中进行。测试主要分为两个方面的测试:采样测试和脉冲测试,测试是按图5连接好计算机、专用数据处理仪和探管。图5 探管测试连线图2.3.1 定向探管采样测试定向探管采样测试时,可以实时地显示所有的测量数据,在这种状态下可以比较方便地检测定向探管的测试功能是否正常。1、 把探管放在两个无磁支架上,要求周围至少2米内无铁磁物、7米内无较大的铁磁物体。操作者身上不能带有任何导磁物,如手表、钥匙、带铁钉的鞋子等;2、 在断电状态下,用探管测试线连接探管和数据处理仪,用通讯线连接数据处理仪和计算机;3、 接通数据处理仪电源;4、 运行计算机上的HLMWD软件;5、 进入相

19、应菜单,运行“探管采样测试”命令,在主界面上将显示探管的实时数据,转动探管,数据应随探管位置的不同而显示相应的数据。2.3.2 定向探管脉冲测试定向探管的脉冲测试是通过直接测量探管的脉冲输出,以达到检测探管实际工作时发送脉冲情况的目的,测试步骤如下:步骤14同“探管采样测试” ;5、 进入相应菜单,运行“工作模式”命令,按照需求进行组态设置并进行一致化;6、 进入相应菜单,运行“探管脉冲测试”项,应有脉冲波形显示,并进行数据解算,注意观察数据,所发送的数据顺序及精度应符合“工作模式”中的设置。2.4 伽马探管测试为了确保自然伽马测量结果的准确可靠,在使用现场需对伽马探管进行测前验证和测后验证试

20、验。按图5将伽马探管与专用处理仪和计算机连接好。1、 接通电源,运行HLMWD软件,按需要设置好仪器参数;2、 仪器正常运行分钟后进行本底测试,进行本底测试时应将刻度器远离测量仪器探头米以上且记录不少于组测试数据;3、 将刻度器置于伽马探管的测点位置,同样记录不少于组测试数据;4、 分别求出本底和刻度器测试数据的平均值,其二者之差值与刻度器的标称值相差应在±15%范围内,否则应查找原因(可能的原因有:仪器刻度系数不准确、仪器现场温度太低、仪器故障等原因),确认无误后方可下井测试。2.5 脉冲发生器测试 1、 用测试线连接脉冲发生器与XF-2信号发生器,并将脉冲发生器上的筛屏取下;2、

21、 接通XF-2信号发生器的电源;3、 将“脉冲选择”开关置于“释放”位置,此时“脉冲指示”灯灭,伺服阀阀头应释放;4、 将“脉冲选择”开关置于“1.0秒”位置。此时“脉冲指示”灯的亮灭时间各1秒,并且如此交替地进行下去。伺服阀阀头应与“脉冲指示”灯同步动作,灯亮时吸合,灯灭时释放;5、 再将“脉冲选择”开关分别置于“1.5秒”、“2.0秒”、“4.0秒”位置,“脉冲指示”灯和伺服阀阀头应按着对应的时间,出现和步骤4所述的类似现象;6、 将“脉冲选择”开关置于“吸合”位置。此时“脉冲指示”灯常亮,伺服阀阀头始终处于吸合状态。注意:这种状态不能持续太长时间,否则容易烧毁内部线圈;7、 如果上述测试

22、中的某项不符合要求,应重新测试以查明原因或更换送修。2.6 远程数据处理器测试 远程数据处理器测试与专用数据处理仪测试同时进行。2.7 专用数据处理仪测试为保证仪器工作正常,在使用仪器前需对远程数据处理器和专用数据处理仪进行必要地测试。图6 数据处理仪及远程数据处理器测试连线图1、 按图6连接计算机、远程数据处理器、专用数据处理仪以及XF-2信号发生器;2、 接通专用数据处理仪的电源;3、 运行HLMWD软件,将“工作模式”中模式1中“性能”设为“节电”,“脉宽”设为“1.5秒”;4、 将XF-2信号发生器的“脉冲选择”开关置于“1.5秒”位置,“幅度选择”置于“高”,接通电源。此时信号发生器

23、将发出1.5秒的连续方波,“脉冲指示”灯的亮灭时间各1.5秒,并且如此交替地进行下去;5、 进入软件相应菜单,运行“采样”命令,可以采集信号发生器发出的脉冲,并且在远程数据处理器和软件界面上同步看到脉冲信号。注意软件中“脉冲范围”和“脉冲门限”的选择,否则看不到正常的脉冲波形和数据。“脉冲门限”和“脉冲范围”都是有物理量的值,单位是KPa,在信号发生器“信号幅度”为“高”时,脉冲范围一般设为40000,当为“中”时,一般设为15000,当为“低”时,一般设为100,选用根据范围自动设置门限。在实际工作时,要根据泥浆脉冲的情况进行调整;6、 再将“脉冲选择”开关置于“模拟数据”位置,可以在远程数

24、据处理器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,注意观察在远程数据处理器和计算机上是否解算出这样的数据;7、 将“幅度选择”置于“中”和“低”的状态,重复6的操作,注意调整软件中“脉冲范围”和“脉冲门限”的值,观察是否能解算出正确的数据;8、 如果上述测试中的某项不符合要求,应重新测试以查明原因或更换送修。在这种连接的情况下还能同时进行脉冲发生器的测试,参见“2.4 脉冲发生器测试项”。2.8 流量开关测试YST-48R仪器中有比较完善的流量开关支持,通过集成在定向探管

25、中的的流量开关,仪器可以正确的判断开关泵的状况。通过开关泵传递的信息,井下仪器可以完成预先设置好的功能。在实际工作中当启用流量开关时可以选择三种不同的用法:1、 仅发停泵序列:只在停泵转为开泵时发停泵序列,发完即止;2、 循环发送各序列:由停泵转为开泵时发停泵序列,之后循环发送开泵序列A和开泵序列B,关泵即止(除停泵序列,该序列必须发完才会停止);3、 停泵照发:由停泵转为开泵时打断正在发送的开泵序列(若此时仍在发送停泵序列,则不会被打断),转为发送停泵序列,之后循环发送开泵序列A和开泵序列B,即使关泵也不停止(依然循环A/B序列,这样即使流量开关失效,也可以至少传送序列数据)。当禁用流量开关

26、时,定向探管不受流量开关控制,一直循环开泵序列序列;当启用流量开关的功能时,在使用过程中需注意的是:1、 要保证流量开关做出正确开关泵的判断,需要保持一定的开关泵的稳定时间,所以要根据井上的的情况设置合适的开关泵等待时间;2、 要注意流量开关的误动作:在没有开关泵的操作下,如果仪器发送出停泵序列,则属于流量开关误动作,此序列的数据不可信;3、 当关泵后,仪器离开原来位置,再开泵时发送的停泵序列数据是不可信的,例如做浅层实验时,以及仪器到底后开泵发出来的停泵序列。因为这两种状况,仪器都在关泵的情况下移动了位置。如果启用流量开关,需要对流量开关进行测试,以确保下井后能可靠的工作,对流量开关的测试分

27、以下几个步骤:1、 按图7连接好BJ系列部件检测器、定向探管、专用数据处理仪和计算机;图7 流量开关测试连线图2、 将BJ系列部件检测器的7号开关置于断开的位置,其它开关置于接通的位置;3、 接通专用数据处理仪的电源;4、 将万用表至于直流电压20伏档,黑表笔放在“下1” 中,红表笔放在“下7” 中,应有大于3V小于6V电压;5、 轻轻晃动定向探管,电压值应随着敲击变化;6、 运行HLMWD软件,将探管模式组态中流量开关项设置为“仅发停泵序列”,将开关泵等待时间都设为10秒,将设置参数保存到计算机并进行一致化后进行“探管脉冲测试”;7、 此时应无脉冲输出,轻轻晃动定向探管,10秒后探管应能输出

28、预先设置好的停泵序列。停止晃动10秒后,探管应不再输出脉冲,可再晃动探管进行重复测试;8、 以上测试可重复进行多次,如果符合要求则说明流量开关工作正常,可以下井工作;9、 在此种连接状态下,也可以通过运行HLMWD软件“测试与标定”菜单下“流量开关测试”项进行检测,通过晃动定向探管,可以在“流量开关测试”窗口下观察到流量开关的开/关状态,并可以通过该窗口下的时钟准确知道状态切换所用的时间,可以进一步判断是否和预设的开关泵等待时间相符。注意在此种状态下,软件将不能运行“探管采样测试”和“探管脉冲测试”。第三章 地面设备的连接与操作3.1 地面设备的连接地面设备接线图见图8所示。图8 地面设备连线

29、图3.1.1 室内设备的组成与连接1、 室内设备的组成及用途:(1)、 数据处理仪:数据采集,通信接口,安全供电。(2)、 探管测试线:定向探管和伽马探管测试时,与数据处理仪间的通讯连线。(3)、 远程数据处理仪远程数据处理器连接线:给远程数据处理器供电,向室内设备传输测量数据。(4)、 数据处理仪远程数据处理器数据连接短线:用于测试远程数据处理器;连接数据处理仪和电缆盘。(5)、 数据处理仪PC机通讯线:用于连接数据处理仪和PC机。2、 室内设备的连接(1)、 检查电源,电压应满足220V±20%,否则需通过稳压电源使其达到220V±10%,稳压电源的输出功率应大于等于1

30、00W。(2)、 正确连接远程数据处理器的电源线,“将数据处理仪数据处理器数据连接短线”的一端与“远程数据处理仪数据处理器连接线”上的插座相连,另一端与数据处理仪上“司显”插座相连,“远程数据处理仪数据处理器连接线”的插头一端插在远程数据处理器相应插座上。(3)、 数据处理仪的 “探管”插座用于定向探管和伽马探管的测试。(4)、 将数据处理仪的电源插头接到符合要求的电源上。3.1.2 室外设备的组成与连接1、 室外设备的组成(1)、 远程数据处理器:检测、处理来自立管上压力传感器的泥浆脉冲,显示脉冲波形及井下参数并向数据处理仪传送泥浆脉冲波形。(2)、 压力传感器:感受立管的泥浆压力变化,向远

31、程数据处理器输送原始数据信号。(3)、 压力传感器远程数据处理器信号线:压力传感器与远程数据处理器间的通讯线。2、 室外设备的连接(1)、 将远程数据处理器装入安全防护箱内,固定在司钻员易观察到的地方。(2)、 将“远程数据处理器数据处理仪连接线”安全高架,将带七芯插头的一端插到远程数据处理器相应的插座上,另一端通过连接短线与数据处理仪相连。(3)、 打开回水阀,放掉立管内的泥浆,将压力传感器接到立管上的接头上。注意告诉司钻不能开泵,要有专人监护。(4)、 把“压力传感器远程数据处理器信号线”的带五芯插头的一端插到远程数据处理器相应的插座上。3.2 远程数据处理器操作远程数据处理器(司显)具有

32、显示随钻测量数据、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。通过该设备,操作者可以将立管压力信号传送到井台下的专用数据处理仪,并实时获取地面解码数据。对于屏幕上显示的内容,用户既可以通过键盘在井台上调整,也可以通过通信联系在计算机软件上做远程调整。为了方便用户在井台上直接操作,远程数据处理器上提供了640x480显示屏和4x4键盘作为人机交互接口。键盘上使用了“1,2,3,”共五个键,各键定义如下:【1】 切换度盘和消息显示;【2】 刷新屏幕;【3】 设置自动/手动消息显示;【,】 在显示度盘时改变度盘指针指示的数据内容;在显示消息时,翻阅上一条和下一条消息。屏幕显示内容分为

33、四个区域,如图9所示。图9 远程数据处理器屏幕示意图1、度盘/消息区该区域用于显示定向度盘或来自于计算机的短消息(用1键切换)。作为度盘显示时,用户可以指定其显示的内容(即从井斜、方位、工具面中选择一个作为度盘指针所指示的数据)。度盘上显示的指针共有五段,从内圈到外圈依次代表从最新到最旧五个不同时间的解码数据;每一段的指针是等腰三角形(空心三角形指针代表重力工具面,否则为磁性工具面),其顶角所指即是其代表的角度。作为短消息显示时,该区域的左上方显示消息的序号(最多16条,用,键可翻阅),其余部分显示消息内容;若文字较长,会自动折行显示;若在新消息到来之前已经设置了自动显示消息(用3键切换),则

34、新消息在收到后会自动出现在屏幕上,否则需要用户手动显示消息(即通过切换度盘/消息或前后翻阅来显示新收到的消息)。2、数据区该区域位于屏幕的右上方,主要用于显示各种数据的数值。在该区域最上方显示当前工作状况:工作/空闲(当远程数据处理仪连接到系统中,并且计算机一侧正在处于解码工作状态时,显示为工作,否则为空闲),以及当前的日期/时间(该时间在计算机与远程数据处理仪建立通信联系时自动校准,也可由用户在计算机软件中的“司显设置”窗口中校准,校准用的时间基准取自计算机时钟)。接下来的部分用较大字体显示主要的测量数据(井斜、方位、工具面、立管压力等),用较小的字体显示相对次要的测量数据(定向传感器采样值

35、、电压、温度等)。数据显示格式为数据名称+数据值。数据值均来自于计算机的解码输出,并且与计算机同时更新。在井斜、方位、工具面三个数据前,由一个“N”状的标志来指出当前度盘指针所指示的数据内容(即度盘指示的是井斜、方位,还是工具面);在度盘显示方式下,通过“,”键可以移动该标志的位置,从而选择度盘显示内容。最新解码的数据其数据名称会高亮(即反白)显示;磁性工具面的数据值会高亮(即反白)显示。3、波形区波形区位于屏幕的下方,用于描绘当前立管压力的波形。波形显示的横坐标轴为时间,纵坐标轴为压力(以千帕为单位),随计算机一侧同步调节。4、状态区该区域位于屏幕的最下方,用于显示一些提示信息。是否自动显示

36、消息的状态即显示在该区域的最右侧,反复按3键,即可看到该状态显示在变化。3.3 专用数据处理仪操作图10 专用数据处理仪面板示意图32110894567专用数据处理仪的使用比较简单,其面板结构如图10示:1、 探管接口:连接探管和数据处理仪,对探管进行设置、标定等操作;2、 计算机接口:连接数据处理仪和计算机的通讯接口;3、 远程数据处理器接口:连接远程数据处理器;4、 缓冲区指示灯:灯亮时表示数据处理仪工作不正常;5、 采样指示灯:软件运行“采样”命令时,该灯亮表示数据处理仪正常工作;6、 电源开关;7、 电源指示灯;8、 电源插座:接50Hz,220VAC;9、 保险:使用1A保险管;10

37、、 接地线。在实际使用中需注意以下几点:1、 确保连线正确,不能插错插口,以免损坏设备;2、 该设备为室内设备,不能在室外使用,保证室内环境温度为+1045;3、 所有接插件不能带电插拔;4、 接地线要可靠接地。第四章 井下仪器总成的组装与操作4.1 井下仪器总成的组装4.1.1 井下仪器设备的组成1、 循环短节:内部安装循环套总成的专用短节。2、 循环套总成:包括循环套本体、限流环和键等,用于仪器座键及产生泥浆压力脉冲,有三种尺寸供不同井眼情况选择。3、 脉冲发生器:驱动器按照定向探管输出脉冲指令控制伺服阀阀头运动,从而利用泥浆的作用控制主阀阀头运动,以产生脉冲信号。4、 电池筒:内含高温锂

38、电池组,提供井下仪器总成的所需的电能。5、 定向探管:测量、处理原始数据,控制传输井斜、方位、工具面、井下温度等参数。6、 伽马探管:测量、存储井下伽马数据。7、 扶正器:连接脉冲发生器、电池筒、探管、打捞头,起扶正和减振作用,并提供必要的柔性弯曲。8、 打捞头:下放和打捞时的固定部分,内部有电源开关,接上后整套仪器供电。4.1.2 井下仪器设备的组装与操作1、 井下仪器组装前的准备(1)、 循环套的选择 循环套的规格分为三种:95mm、79mm和60mm。可根据井眼尺寸来选择循环套的种类。(2)、 限流环/主阀阀芯的选择限流环的内径可分为30.5mm、32.5mm、34.3mm、35.56m

39、m、38.1mm五种规格。主阀阀芯的外径可分为26.4mm、27.6mm、28.5mm三种规格。操作者可根据现场的泥浆排量及井深情况选择限流环与主阀阀芯的组合,具体选择时可参见附1。注意图中没有给出内径为30.5mm限流环与主阀阀芯的配合关系,这是因为此种限流环只和60mm的循环套配合使用,适用于小井眼的情况,使用时可参照32.5mm的情况选配合适的主阀阀芯。将主阀阀芯安装在脉冲发生器上时,要注意将连接螺纹处清洗干净,涂抹适量242螺纹胶后拧紧。(3)、 O形圈的更换 井下仪器组装前,必须检查每个O形圈是否需要更换。一般建议每下一次井都要更换新的O形圈。2、 井下仪器的组装方法整套仪器中,脉冲

40、发生器位于最下方,打捞头位于最上方,定向探管、伽马探管和电池筒的位置可以互换,最常用的连接方式如图11示。安装顺序没有固定的要求,可根据实际情况进行安装。从省电及安全角度考虑,在下井前最后安装打捞头。安装时,把待装部件放在支架上,转动扶正器,使两个半环咬合,用钩扳手转动丝扣环将丝扣打紧,注意在螺纹处涂抹适量的硅脂,以利于密封和润滑。注意:扶正器上下不能装反,在安装时要注意检查扶正器的插头是否和待连接的设备的插头匹配,否则能够造成仪器的损坏!仪器连接完毕后,检查各个连接扣是否上紧,最后用磨擦管钳打紧。3、 仪器总成高边差值(IMO)的设置(1)、 将仪器总成的打捞头模块卸下,用探管测试线连接井下

41、仪器部分与数据处理仪,注意此时各个连接扣应该已经打紧;(2)、 在脉冲发生器的引鞋上安装水平仪,调节引鞋键口朝上,并使水平仪中的气泡保持居中;(3)、 运行HLMWD软件中 “探管采样测试”命令项,读取数据处理仪显示的高边值;(4)、 运行HLMWD软件中 “系统设置”命令项,将读取的高边值设置进“系统误差(IMO)”中;(5)、 将“显示时补偿工具面系统误差”项选中,确定后显示的高边值应在0度左右。4、 循环套的安装(1)、 把选用的限流环装入循环套内,并上好卡环;(2)、 用棉纱把循环短节的内壁擦干净,并再其中涂适量的润滑油(如机油等);(3)、 把循环短节上的顶丝卸下来,并插入一把改锥或

42、金属细棒;(4)、 在循环套外壁的四个O形圈上抹上硅脂或黄油,再用循环套安装工具将已装上键的循环套缓慢压入循环短节内;(5)、 当循环套下端接触到改锥时,将改锥抽出,并拧上平头螺丝,以防止O形圈被切断。再将循环套压到承座上;(6)、 用循环套安装工具转动循环套,使循环套上的键与平头螺丝位于在同一条直线上;(7)、 把平头螺丝卸下,拧上顶丝,将循环套固定。5、 传感器测点的计算见图11所示,常用连接方式下定向探管和伽马探管的传感器测点已标明在图中。当不使用常用连接方式时,通过简单的计算也可以得到相应的测点位置。4.2 井下仪器总成的地面模拟测试1、 组装井下仪器(电池筒及打捞头模块不连接),用探

43、管测试线连接探管、数据处理仪及计算机;2、 把脉冲发生器上的筛屏卸下并露出伺服阀阀头;3、 其它步骤同探管脉冲测试,注意观察伺服阀阀头的动作是否与探管的脉冲保持一致;4、 连上余下的扶正器、电池筒,最后连上打捞头。注意观察伺服阀阀头动作情况。当启用流量开关时,需注意是否需要通过敲击定向探管检查伺服阀阀头动作情况。 图11 井下设备连接及测点示意图第五章 软件操作YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪的计算机软件内容较多,在此不再赘述,请参见YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪软件说明书。第六章 井场操作6.1 仪器准备1、 循环短节的准备:(1)、 了解井队无磁钻铤的尺寸和扣型,准备相应尺寸的循环短节和

44、转换接头;(2)、 准备好合适的回压阀;(3)、 用钢丝刷仔细清理螺纹;(4)、 .在以上工作做完后安装循环套,根据井场实际情况选定所用限流环及主阀芯的配合,将选定的限流环装入循环套,再将循环套装入循环短节,注意在安装的过程中一定要将要求的“O”形圈上齐;2、 仪器的准备:将配套的地面设备和井下设备准备好,按照本手册第二章“仪器测试”的要求,对所有要求进行测试的设备进行测试,确保把合格的设备带到井场;3、 仪器工具的准备:将与仪器配套的工装、工具带到井场。6.2 施工准备1、 在到达井场后,将数据处理仪及计算机放进仪器房,确认仪器房与井台的距离,远程数据处理器与数据处理仪的连线为90米,距离太

45、远不能进行安装;2、 安装压力传感器:要求井队将泥浆泵关掉,并将泥浆管线的放空阀打开,将立管中的泥浆放空,请井队人员将压力传感器的焊接螺套焊在立管上,要求该位置应既可以方便布线,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,一定要有专人与井队的人监控,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远程数据处理器的位置,在布线时要注

46、意防碰、防损。3、 安装远程数据处理器:将远程数据处理器装入安全防护箱内,固定在司钻易观察到的地方;4、 布线:将“远程数据处理器数据处理仪连接线”安全高架,注意防碰、防损,连接线不允许打直角弯,以防折断。6.3 仪器连接及设置1、 仪器连接:对准备下井的仪器进行必要的测试及检查并连接好,注意在接头处涂抹硅脂,并将接口处用摩擦管钳打紧。量好各测点到仪器底部的距离。2、 工作模式设置:根据施工井的实际情况,设置开泵序列和停泵序列的内容,以及各序列的循环次数;设置脉冲的宽度及发送方式;设置开泵等待和关泵等待时间,当启用流量开关时,这两项设置起作用。3、 工具面阀值设置:根据施工井情况和施工经验设置

47、重力高边和磁性高边的切换角度。4、 流量开关设置:按照施工要求,确定是否使用流量开关及使用流量开关时使用哪种工作状态。5、 系统设置:设置仪器的内部误差(IMO)和钻具的安装误差(DAO),这两个误差也可以合在一起设在一处;设置开关泵的判断门限和稳定时间,注意只有实际开关泵的时间满足所设定的稳定时间后,仪器才能做出开关泵的判断;设置井场电源情况以及磁偏角的数值。6、 脉冲门限设置:仪器正常工作后,要根据脉冲的情况,调整脉冲的检测范围和脉冲门限,否则地面设备不能正确的解算出数据。7、 压力传感器标定值设置:若想在施工中获得比较准确的立管压力数值,必须在每次压力传感器安装后进行标定,若不需要特别准

48、确的值,则只需根据压力传感器的量程选择一个近似的标定值。8、 伽马探管设置:作好伽马探管的刻度;根据需要设置好井下记录数据的间隔时间。9、 主阀阀芯和限流环的选择:根据泥浆和井深的情况,结合附1“限流环/主阀阀芯配合关系参考图”,选择合适的主阀阀芯和限流环。将主阀阀芯安装在脉冲发生器上时,要注意将连接螺纹处清洗干净,涂抹适量242螺纹胶后拧紧。6.4 仪器座键1、 井下仪器连接完成后,将循环短节与无磁钻铤连接后并打上安全卡瓦座在井口;2、 将引鞋护帽戴在引鞋上,并把打捞矛接在打捞头上。然后,把井下仪器抬到钻台坡道前;3、 把打捞矛的绳套挂在气动绞车的吊钩上,将仪器缓慢吊起;注意:操作人员必须站

49、在仪器杆的一侧,双手扶住引鞋上部,不能让引鞋在地面上滑行,以免损坏;4、 仪器放入无磁钻铤前,先把引鞋护帽摘下,再将仪器缓慢放入无磁钻铤内。如果使用橡胶式扶正器,下放过程中,要在扶正翼的端面抹上铅油;5、 当打捞头的扶正器即将入井时,停止下放,把井口座板插在打捞头的卡槽上,下放仪器使之座在无磁钻铤上;6、 把打捞矛取下,用气动绞车吊起带有加长杆的释放矛,并接在打捞头上;7、 将井口座板取下,下放仪器到底;8、 用力下压释放矛,确认仪器已座键,并使释放矛从打捞头上脱开,然后将释放矛吊出。6.5 浅层测试仪器装入套管后,即可开泵进行浅层测试。观察脉冲信号的波形,并可继续测出一组数据,以判断仪器是否

50、工作正常。若出现异常需要取出仪器进行检查、采取相应措施,必要时也可以更换有关部件。6.6 打捞井下仪器当井下仪器出现故障的时候,井队可不必进行起钻作业,仪器操作人员可以用打捞矛将井下仪器打捞出井。在井下发生卡钻、落鱼等故障时,可以及时地打捞出井下仪器,避免仪器由于填井而被埋入井下,使损失减小到最低限度。打捞井下仪器时,必须配有缆绳绞车,在钻台上需要安装天地滑轮。打捞矛上连接两根加重杆,以确保井下仪器的打捞顺利。6.7 井队需注意的问题无线随钻对现场条件和操作的要求比较高,在仪器的使用过程中,操作人员应注意和井队的人员进行沟通,提醒他们注意以下一些问题:1、 压力传感器时应焊接牢固,保证其安全可

51、靠;2、 要求钻工在钻台上施工时注意对远程数据处理器、压力传感器、电缆的防碰和保洁,以防泥浆的腐蚀;3、 起钻前,应将井底和泥浆罐内的固化颗粒物循环干净;4、 仪器下井后,要求下钻速度平稳,不得时快时慢;5、 仪器应放在无磁钻铤内;6、 使用该仪器应在定向接头下装回压阀,并每20柱左右灌泥浆一次,每次起钻前必须检查回压阀的弹簧和循环短节内的循环套是否工作正常;7、 仪器下井后应在200米左右处做浅层实验,800米左右时做中层实验;8、 在钻进过程中,泥浆滤子应放在方钻杆下的钻杆中,接单杆时取出泥浆滤子,将滤子内杂物清洗后,将泥浆滤子放在新接单根内,再接方钻杆;9、 定向时,钻进速度要均匀平稳,

52、复合钻进时,转盘不能挂高速档,以免损坏仪器;10、 测斜时,转盘应静止,不得活动钻具,不能停泥浆泵;11、 使用该仪器,泥浆泵应工作平稳,泵压818MPa,每个泥浆泵的三个回压阀应正常工作,泥浆应符合使用要求;12、 钻具到井底前留一柱开始循环泥浆,接单根开泵循环到井底。 第七章 维护与保养7.1 扶正器0209033压簧4806003扶正器套筒4806109弹簧垫0301008O形圈22.4×2.654806006扶正器基体总成4806113扶正器下端头0301010O形圈23.6×3.554806101半圆挡环0301030O形圈35.5×3.55480610

53、8扶正器上端头 7.1.1维护及保养重点1、 所有零部件的拆卸清洗及密封圈的保养;2、 基体两端十芯插头处污物的清理及检查。 7.1.2操作步骤1、 先将基体两端的四个O型圈取下,然后将扶正器置于扶正器拆卸工装上,用拆卸工装压缩压簧取下一端的挡环;2、 从工装上取下扶正器,拆下另一端的挡环,将端头、弹簧垫、压簧、套筒以及另外两个O型圈依次取下;3、 将取下的各零部件清洗干净,仔细检查各零部件,有损伤的需更换;4、 在基体内侧的两个O型圈槽内涂密封硅脂,装上O型圈并在外部涂密封硅脂,将上端头套上基体六针四孔端并将挡环装上;5、 将套筒、压簧、弹簧垫和下端头依次从基体另一端装入,用工装压缩压簧,将另一个挡环装入;6、 在基体两端的四个O型圈槽内涂密封硅脂,将四个O型圈装上并在外部涂密封硅脂;7、 将基体两端十芯插头处的污物用干净的棉纱擦净,

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