无线随钻使用手册

无线随钻使用手册

MWDSYSTEMS

HANDBOOK

(FirstEdition)

自动化工程研究所

(内部资料)

前言

本使用手册针对英国geolink企业的MWD无线随钻测

量系统，详细简介了其原理、构造及其正确的使用，以及

对现场故障的判断及处理措施。希望对现场技术服务人员

有一定的指导和帮助作用。

本手册简介的是基于负脉冲传播方式的MWD操作系

统。

其他的仪器操作使用阐明另行成册：

MWD定向+自然伽玛

MWD定向+自然伽玛+电阻率

编写水平有限，有不当之处请予指出。

目录

MWD系统构造构成及原理4

负脉冲系统5

井下仪器各部分详细阐明6

地面系统数据处理和显示7

1.系统构成和各部分功能7

2.地面系统的操作7

3.地面系统的故障检测

8

进口地面接口箱（SIB）检测8

进口压力传感器检测8

进口司钻显示屏（RFD）检测环节8

国产司钻显示屏（RFD）检测环节9

国产地面接口箱操作阐明10

国产MWD系统电缆连接方式11

MWD系统的J正确使用12

1.井下仪器的I串测试12

2.井下仪器的安装12

原则脉冲发生器悬挂短节的型号、尺寸13

脉冲发生器螺栓密封圈的安装13

无磁悬挂短节与TX组装14

3.井下仪器的工作方式及编

程14

地面SEA工作方式的）设定措施14

井下仪器常用工作方式15

带振动码的SEA的传播格式15

带振动码SEA的操作规程16

穿越角X0V16

井下SEA工作方式的设定措施16

SEA死机时几种情况17

国产SEA注意事

项17

4.井下压耗计算公式及水眼选择19

5.取得MWD系统运作的主要参数20

6.偏差角的获取20

7.完毕本趟钻统计并建新统计21

8.浅测试21

9.静态测量成果的获取22

10.密封圈的正确使用及保养

22

GT和0的检验原则22

密封圈的清洁23

的储备23

11.电池的正确使用24

附录一MWD系统仪器规格、尺寸范围和水力参数

表1.MWD系统设备尺寸

表2.MWD系统仪器规格、传感器特征

附录二优化信号脉冲检测与译码

附录三MWD系统故障分析及处理措施

附录四MWD系统正常工作一段时间，忽然信号曲

线干扰

很大,无法辨认信号的一般处理过程

附录五MWD无线随钻使用要求

附录六MWD井下仪器串测试、浅测试正常，下井后无信号

（或工作一段时间后无信号）处理过程

附录七MWD系统现场故障分析实例

MWD系统构造构成及原理

MWD无线随钻测量仪器主要由三部分构成：①井下测量工具

完毕对钻具数据（测量点的井斜、方位、工具面、磁场强度、

温度）日勺采集和处理②泥浆脉冲信号传播系统（负脉冲传播方

式），将测量数据经过泥浆传播至地面；③地面部分的功能是

把由井下脉冲发生器传上来H勺小信号（约0.1-IMPa）从立管

压力（20Mpa）中解读出来，并完毕处理和传播显示功能。（系

统概图见图1）。

MWD系统概图

而“■不・

图1.MWD系统概图

负脉冲系统

负脉冲系统脉冲发生器由阀门构成，当阀打开时一小部

分钻井液从钻柱内流向环形空间，所以，迅速开闭这个阀

就会引起立管

图2负脉冲系统

中的压力下降，这能够由压力传感器检测出来（图2）。为

了将数据

传到地面，屡次操作阀门，产生一系列脉冲，由传感器检

测出信号并由地面计算机译码，计算机首先辨认出一组

参照脉冲，随即是数据脉冲。经过在特定日勺时间帧内检测

有无脉冲来对信息进行译码。然后将这个十六进制码转换

为十进制日勺成果。脉冲顺序由一种图表统计仪来监视。当

译码机构发生电误障时，可由技术人员根据图表统计仪

上日勺脉冲顺序进行人工译码c

井下仪器各部分详细阐明

脉冲发生器产生一系列的泥浆脉冲将测量数

脉

冲据传播到地面。经过开、关一种内阀，允许少许的

发

生钻井液从钻柱内转移到井眼环空中，这使钻柱内部

器

产生了少许日勺压力损失，由此产生了脉冲，装在地

而官氏源彩皆优卜的工力住咸哭BT玲涮到在辔不

驱驱动短节控制器按照来自电子测量总成的指

动

短令，控制脉冲发生器阀的开启时间间隔和脉冲的强

节

度，这就使井下数据能以泥浆压力脉冲口勺编码时序

电池总成内含高容量的锂电池，它为整个井下

电

池仪器总成提供电源。单D电池可连续工作120小时

总

成

电子测量总成由传感器短节和电路测量短节

构成，传感器短节内装有具有工业原则H勺三轴磁力

电

子计和加速度计，用来测量地球的重力场和磁场日勺三

测

量轴矢量，然后送到电路测量短节计算出该点的井斜

总

成角（0-180。）、方位角（0-360°）和工具面角（井

斜＜3°,显示磁工具面角TTF0-360°,井斜＞3。,显

地面系统数据处理和显示

1.系统构成和各部分功能

MWD地面系统，将信号和数据处理与高质量的数据显示

和输出，以模块化日勺方式结合起来，很轻易满足在有限日勺

空间工作。其主要模块是：

­泵压传感器：装在地面高压泥浆管线上，探测到立管

压力的I

轻微降低，以4-20mA原则信号输出到地面接口箱。

•系统接口箱(SIB):地面系统的心脏。首先处理来自

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，其次，它又是一种多路通信装置：在线计算机

的I有用信息经过它送往钻台；系统接口箱(SIB)涉及如

下几部分：

微型热敏打印机：实时打印处理后日勺测量数据曲线,

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。

小键盘：实时设置滤波频率、信号门槛、信号放大倍等

处理参数并在液晶上显示。

泵冲旋钮：当不用外部实时泵冲作为微处理器日勺同步脉

冲时，可参照实际泵频，根据实时打印信号曲线效果，微

调旋钮直至最佳时处理成果。

■在线计算机（工控机）：内装定向软件包，是该系统

的一种

主要控制和显示装置，它接受来自SIB仪器日勺数据流并在

定向软件包上将脉冲信号转换成有意义H勺数字，实时显

示并存入硬盘。然后，全测量成果或工具面数据流会经过

SIB传播到钻台显示屏（RFD）。

•钻台显示屏（RFD）:安装在钻台，为司钻和定向井T

程师

提供MWD仪器的测量和工具面显示，所以能够调整

钻井参数以便井眼按要求日勺方向迈进。

2.地面系统的操作

在服务现场，地面系统按如下措施进行操作：

•检验仪器房的电源及接地情况，确保符合仪器使用要

求。

•根据现场实际情况，合理布置地面系统（涉及接口箱、

工控

机日勺放置；泵压、司显电缆日勺走向；泵压传感器、钻台显

示屏的安装位置等）

•测试泵压传感器和钻台显示屏等地面系统。

,给井下仪器做浅测试，进一步测试地面系统。

3.地面系统的故障检测

进口地面接口箱（SIB）检测

SIB正常上电后，如无正常反应，按如下环节检测：

•断电后，检验输入电源和SIB保险丝是否正常。

•如正常，将STB前面板上测试开关（testpoint

selector）拔到位置4,打开电源开关，SIB电流表应指在

5V处，两电源组各自绿灯亮，泵日勺两指示灯亮，如泵开关

选择内部“Clock”位置，则两灯以设定时钟频率闪烁。

•如指示不正常，则故障可能是SIB内部三组电源。

•如指示正常，连上手控终端，手控终端应发出“嘀”

声，且显示滚动数字，如无，则手控终端故障，更换手控

终端。

•如正常，复位SIB背面板Reset键，手控终端应重新复

位且显示[DIGBY6.3],当Reset键按下时，SIB前面板

[PULSE]红灯应亮一下，如无，则故障可能是SIB电路模

块。关掉SIB主电源，检验各部件是否有松动现象，开机

再试，如不行，更换SIB。

•SIB内部打印机不正常工作，原因可能是：

a打印机换纸后未推置到位，电连接不好。

b打印机搓纸轮固定螺丝松动，可用合适内六方板手

固紧。

c打印机搓纸轮皮带老化，换打印机或接口箱。

进口压力传感器检测

•压力传感器采用二芯电缆：

仪器房A端为正、B端为负，现场端C端为正、B端

为负。

•连上压力传感器，开SIB电源后,SIB前面板压力表指

针应向上跳动（在0-1格之间），表白电缆和压力传感

器正常；如电流表指针指在1格以上，则可能压力传感

器或起电缆有短路现象。正常情况下，压力传感器C.B

两端电阻约59-60千欧；损坏后C.B两端电阻约5-6千

欧，短路或开路。

•若指针不动，可检验SIB压力传感器输出口A.B端是

否有

24V电压，如无，则可能是SIB故障，更换SIBo

•判断SIB功能正常否，可用一种1700欧姆电阻连接在

压力

传感器现场电缆端C.B处，开电源,SIB电流表指针指在3

格左右，则SIB功能正常。.

,地面接口箱上的压力表应显示半格，若显示满格，阐明

了立管压力传感器坏了c

进口司钻显示屏（RFD）检测环节

■正常上电后,RFD无任何显示，按如下环节检验：

a.检验RFD电源和信号电缆连接正确，无短路或断路

现象（具

体电缆连接图见后），现场电缆敷设应尽量避开电磁干扰

严重（主

要是发电机）的地方.

b.RFD电源箱电源K、B.L端各与地的空载输出电压为

15V

左右；有时两端电缆连接头处(尤其是现场RFD端)接

头接触不良，造成RFD得不到电压。

c.按RFD面板上任一键，如有薄弱的“哗哗”声,可知,

RFD

已得到电压。

d.用〈UP〉或〈DOWN〉键，调整RFD屏幕对比度，直到

可

见为止，此过程约需50S。

e.如〈d〉不行，可同步按下〈F8〉和〈PAGEDOWN〉，进

行

硬复位，约30S后，可见RAM中存储的对比度设置和工

具面刻度盘，如无显示，反复(d)o

f.如不行，则进行RAM复位。关掉RFD电源约几秒钟，按

住

〈F2〉键后上电，约30s后，可见工具面刻度盘，如无显

示，反复(d)o

g.如〈f〉不行，则进行内部诊疗。关掉RFD电源约几秒

钟，

按住〈F1〉键后上电，用〈LEFT〉或〈RIGHT〉键选择

对比度，(约从215-220为最佳设置、整个范围为0・2505

同步按下(SHIFT)和(ENTER)键，退出键盘测试，选

择[EXITTOIOS],按下〈ENTER〉退出。关掉RFD电源,

再上电开启RFD,应有工具面刻度盘显示，如无显示，反

复〈d〉，如还不行，则需送试验室维修。

•RFD有电源显示，但无法进行通信，按下检验；

a.检验信号电缆接线。

b.检验PC机设置是否以关RFD,其与RFD电源箱串

口电缆

是否工作正常,RFD设置应为GRAPHICCHECKo

c.检验PC机串并口是否已关。重开机，检验PCCMOS

设置。

国产司钻显示屏(RFD)检测环节

•无显示

a.检验电源电缆通断。

b.测电源箱上电源接头相应脚日勺电压:L、M脚为直流

24V

（钻台端航空插头8、9脚）；（C.K脚信号线、钻台端航空

插头2.

3脚），若无电压，则打开电源箱，看各路电源相应的保险

管是否

熔断，若断，则换一样规格保险管，若保险管完好，则相

应的电

源电路出现故障，需检修。

•显示变淡或变暗

a.调整RFD面板下相应附对比度电位器.

b.当RFD受强光照射时，也能够使显示变暗。

•显示画面乱或有不规则的黑点

a.RFD重新上电。

b.防止RFD受到强电磁场干扰。

c.RFD环境温度过低也会产生上述现象。

•无背景光

a.检验电源线上电源接头（钻台端航空插头）8、9脚

电压是否为交流24V,若无，先检验与这两脚连接的电缆

通断情况，若断，则更换电缆接头，不然，是RFD内背景

光逆变器故障，需更换。

b.当外界环境光线较亮时，背景光效果极不明显。

・无通信

a.检验通信电缆通断情况。

b.若电源未断，则是通信电路故障，需检修更换。

国产地面接口箱操作阐明

•地面接口箱背面板接口阐明

a.“POWER”交流电源输入端

b."RESE『系统复位端

c.“I.S.EARTH"接地端子

d.“SPP”立管压力传感器输入端

e.“PUMPS”泵冲传感器输入端

f.“DRAWING”接热敏打印机并口。

g.“LPT1”接便携机并口。

h.“COM”接便携机串口。

i."RFD”司钻阅读器串口。

j.“PRINTER”一般打印机串口。

k.“DTU”伽玛接口箱串口。

「SPARE”空。

•前面板各部分使用阐明

a."CLOCK”开关，拨到“1”，泵1起作用，拨到

“2”，

泵2起作用，拨到中间，同步“SELECT”开关拨到“4”,

内部

时钟555起作用。

b.“RATE”调整内部时钟频率。顺时针旋转，频率变快。

c.键盘日勺使用

0—9数字键；

D:显示各设定值（一般不用）；

P:打印曲线键，按一下，打E[],再按一下，停止打

印。

I:门槛增，按一次增长“0004”，最大为“00FF”。

R：门槛减，按一次减小，最小为“0000“。

此时uTHRESHOLD"处显示放大倍数设定值。

F:滤波频率设定，按一下“F”键，相应液晶

“FILTER”数据处变黑置入相应时数字键即可。

M：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，此时相应液晶

uMULTIPLIER"处数据显示其设定值。

B：在线，离线切换键（一般不用）。

S:SETUP（一般不用）。

其中P、I、R、F、M键为常用键。

・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

时才干正常打印°

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”灯闪烁表达打印机犯错，困难缺纸，或

太冷、太热造成。

国产MWD系统电缆连接方式

仪器房SIB

SPP端（4芯插头）SPP传感器端

A（正）1（正）

B（负）2（负）

5（单端屏蔽线）A（未接）

PUMP端（4芯擦头）PUMP传感器端

泵1：1,2脚

泵2:3,4脚接于常开点

仪器房RFD电源箱

COMMS端（12芯擦头）钻台RFD端

K脚信号线相相应3脚信号线

C脚信号线2脚信号线

•司显电缆

司显司显端电源端

电源箱

航空航空RS

RS

10芯公插头10芯母插头10芯公插头10

芯母插头

*其中8+、9.为12V电源电压；2.3是通信线

•泵压电源

接口箱接口箱端传感器端

传感器

RSRS传感器

公防

4芯母插头4芯公插头母防水梯头

水梯头

*其中A+、B-为24V电压

•工控机接头

工控机工控机端司显电源箱端司显

电源箱

电源端电源端RS

RS

公头母头12芯母接头12

芯公接头

*其中A+、B-为24V电源

•微打电源线

接口箱接口箱端微打端微打

RSRS内芯插头端内芯插

头

4芯母插头4芯公插头

*其中A+、B-为9V

MWD系统的正确使用

1.井下仪器的串测试

仪器在下井前，必须在地面模拟井下日勺情况对井

下仪器做串测试，以验证各部分功能是否正常，其过程如

下：

•按照电池几加载程序将电池加载到要求要求。

■按照测试原理图连接好仪器各部分，并一一核实。

•等待30秒左右，将压力开关拨到UP端，应听到脉

冲发生器清脆响一声，表白仪器电连接正常。

•约52秒后，一方面，脉冲发生器发出清脆响声；另一方

面，定向软件包上显示测量短节使相应位置的各项参数,

（如测量点有磁干扰，则方位不精确）。

•如以上都确认正确，则仪器串功能正常。

BOBswitchinP/Dposition.

BOBconnectedtoLPT1onLaptop.

StartupOrienteerPulseDetectionsoftware.

SwitchBOBtoP/Uposition.

图4原则井下仪器串测试

2.井下仪器的安装

MWD系统井下仪器装在无磁钻铤中作为整个井下钻柱组合

时一部分使用。脉冲发生器装在一种特制的无磁短节中,

现场技术服务前，先根据现场工程需要选择合适的无磁

短节，将脉冲发生器与驱动短节连接好，井下仪器做好

串测试，确认无误后，按照操作规程把脉冲发生器和驱

动短节装入如无磁短节中；井下仪器其他部分下钻前在钻

台连接即可。

原则脉冲发生器悬挂短节的型号、尺寸:

型号扣型内径

4寸6431x43057.1

6寸24A10x4A1171.4

7寸411x41071.4.76.2

8寸631x63083.0

服务人员应先了解钻井工程情况，拟定所用悬挂短节型

号，并根据现场实际测量内径切割扶正块，必须严格执

行内径原则。

脉冲发生器螺栓密封圈的J安装

参照图4准备组装螺栓和喷嘴的密封圈。为预防损坏密封

圈先用塑料布裹住螺栓的丝扣部分，把密封圈25-00-002

（国产件编号2/18）和25-00-004（国产件编号2-118）

涂上O-LUBE依次装到相应日勺螺栓部位。

ExitOrifice

ClampBolt

Retainer

[23-50-OOx]

[23-50-01x1

FaceSeal

O-ring一

[25-00-004]

BodyO-ring

[25-00-002]

ExternalJet

ExternalJet(43/4"EOR)[24-50-Oxx]

[24-51-2xx]No.8,10,12

No.8,10,12

(nottoscale)

图5脉冲发生器密封圈时正确安装

根据实际井深并参照下表选择合适日勺喷嘴水眼，装上涂

了LUBE的密封圈⑵.00-003）,首先装上喷嘴内衬套

（23-00-002）（较长19mm,其中8寸喷嘴2个、61/4和

7寸喷嘴1个、43/4寸喷嘴无内衬套），其次放入选好时

水眼，并安装到位，用与上述一样日勺措施把密封圈

25-10-008,25-00-015装到喷嘴上（8寸喷嘴2个25-10-008

密封圈）。

注意：密681/295/8121/417

封圈

25-10-008

时后备圈

（白圈）的

圆弧面对

着密封面。

支撑套

23-00-025

（较短

14mm）放

入脉冲发

生器的喷

嘴口中，确

保放到位。

注意搬运

过程中别

掉出来。

井眼尺寸

2000米内10#10#、10#、10#、10#、

带动力钻12#12#12#12#

具

2000米外12#12#12#12#12#

带动力钻

具

不带动力12#12#12#12#12#

钻具

无磁悬挂短节与TX组装

确保所选无磁悬挂短节正确、公母扣无损伤、母扣端

面无损伤、内外已清洗洁净（螺栓、喷嘴孔和无磁内与

TX密封面）、螺栓、水眼孔和固定小螺丝孔完好无损伤。

放置无磁悬挂短节于平整地方，把已经连好APC的J仪器

串从无磁悬挂短节的母扣端送入，五个孔相应对准。

将提升棒旋进中间孔，再转动提升棒转盘把仪器串

提升到贴紧无磁短节内壁上，核实螺栓和喷嘴内孔洁净、

密封圈已装好，把第一和第五个固定螺栓上紧（此两个螺

栓必须是进口螺栓，其他的进口、国产皆可），卸下提升

棒，装上另外两个螺栓和喷嘴，将扭力扳手扭矩定为110

（ft/hs）磅/英尺左右，依次将螺栓上紧，并一一对好固定

螺丝孔（螺栓圆弧对固定螺丝孔时，扭力扳手扭矩宜大为

好）。

把扭矩扳手调到75磅/英尺左右上紧喷嘴（喷嘴圆弧

对固定螺丝孔时，扭力扳手扭矩宜小为好），然后上好五

个固定螺丝和挡圈。

两个人小心地把APC保护套抬起，渐渐套进APC并与

无磁短

节联起来，在无磁短节母扣处戴上提升接头。

3.井下仪器的工作方式及编程

井下仪器设计可在地面和井下进行编程：

地面SEA工作方式的设定措施：

•仪器在钻台上串接完毕后，从SEA底端接入编程器；

•先拨动一下编程器按钮开关，显示目前工作方式。

（指示灯闪烁几下便是工作方式几）；

•在显示完目前工作方式后按住按钮开关，指示灯闪

烁几下便是被设置成工作方式几。在显示完所要

设置成工作方式后的同步松开按钮开关，过10秒以上

时间后，能够听到脉冲发生器释放阀冲击壹次，这是仪

器进行确认。（在钻台上，能够把手抓住SEA外筒来感受

脉冲发生器H勺冲击）。

•,然后在拨动一下编程器按钮开关，确认仪器的工作方式

（指示灯闪烁几下便是工作方式几），无误后正常下钻。

MWD井下仪器常用工作方式：

MWD井下仪器缺省工作方式为3,一般在MWD技术服务时，如

钻

时不快，不不小于15米/小时，同步，工程人员又无特殊要

求，则用缺省

工作方式3,其传播格式为：

(1).井斜不不小于3度时，用磁工具面TTF定向，其传

播格式为：S8-S06S01116SO-

(2).井斜不小于3度时，用重力工具面GTF定向，其传

播格式为：S8-S06S10006S1-

在节电方式中其传播格式为:Sl-HSHSHSHSHS1…即

每一分钟发一组HS发五组后发一组工具面。

如在MWD技术服务时，所钻地层较软，钻时较快，不小于

20米/小时；或使用MWD仪器主要是为了扭方位，而

调整井段又不长；或工程人员有特殊要求，则可经

过编程器在钻台对MWD井下仪器编程为工作方式7,

措施同上。其传播格式为：

(1),井斜不不小于3度时，用磁工具面TTF定向，其传

播格式为：S8...S01116S0-

(2).井斜不小于3度时，用重力工具面GTF定向，传播格

式为:S8...S10006S1-

如在MWD技术服务时，不需要工具面（如转盘钻进）时I可

经过短起泵（在开泵状态下停泵10-30秒开泵）变化工作方

式为纯静态测量方式9。其传播格式为：

S8010A01009172922无工具面数据。

带振动码区JSEA的传播格式：

（1）.井斜不不小于3度时，用磁工具面TTF定向，其传

播格式为：S8-S04S411104S4・・・

（2）.井斜不小于3度时，用重力工具面GTF定向，传播

格式为：S8-S04S500004S5-

在节电方式中其传播格式为：S5-HS70HS70HS70HS70

HS5…即发四组HS70后发一组T具而°

全测量状态码为S8...阐明MWD仪器正常工作；

全测量状态码为S9...,表白井下仪器电池容量不够,

可根据实际情况决定起钻或继续钻进；

全测量状态码为SA.・.，表白井下仪器SEA探管某个（或全

部）加表坏；全测量状态码变为SB...,表白井下仪器电池容

量不够和SEA探管某个（或全部）加表坏。

带振动码SEA的操作规程

因带振动的SEA(03870495049604970507)有诸多不

便，为取消带振动码日勺功能，采用井口编程的措施来取消振

动。操作措施如下：

在井口首先用编程器编程为方式9（必须在SEA缺省工

作方式3下编程，如不在方式3下，应先编程为方式3）,此

时仪器只发静态值。浅测试时（或到井底），可经过短停泵,

倒为方式30此两种方式可经过短停泵相互倒换，且两种方

式都不发振动码，所发静态与动态码与不带振动的SEA相

同。

备注：在井口编方式9时，脉冲发生器蘑菇头振动两下

以示确认.不论在哪种方式下，停泵30秒后SEA

发HSSS码，脉冲发生器蘑菇头振动四下。

阐明：

S:泵冲+参照脉冲（两个脉冲相差2.5秒）

0-9:数据脉冲

A-F:数据脉冲

N:窄脉冲译码脉宽＜0.25秒

:宽脉冲译码钟脉宽＞1.2秒

L:非法脉冲译码脉冲间隔时间<最小日勺数

据脉冲

H:非法脉冲译码脉冲间隔时间>最大日勺数

据脉冲

I:非法脉冲译码输出脉冲时间偏差

穿越角XOV:3度：

•当井斜不不小于3度时，工具面显示TTF（磁力高边），表达

H勺是工具面针对地理北极的角度，可实现定方位钻进。

注：TTF以工具面相对地理北极日勺角度（即方位

角）。

•当井斜不小于3度时，系统将自动转换为GTF（重

力高边），

•当仪器使用方式1,2（磁测量）时系统将显示MTUo

井下SEA工作方式的设定措施

当仪器在井下运营时，经过控制泥浆泵的开停时间，可

进行工具面开或关编程。详细措施如下：运转泥浆泵至正

常工作状态1分钟以上，停泵，在10-30秒内，重新使泥

浆泵运转至正常工作状态，即完毕编程工作。一般情况下

当进行旋转钻进时，需关闭工具面，当滑动钻进时，用

一样的措施，即可恢复工具面显示。

SEA探管死机的几种情况

1.SEA探管死机的体现形式：

(1)串测试中，一般是SEA连上串测试盒，连上电

池组后，在30秒之内即合上串测试盒上日勺开关

(up状态)，造成SEA不能及时进行全测量，这

么52秒后，SEA即发出固定工具面值(如

S(4)5FFF或其他固定值)，不发全测量，而且

SEA探管日勺任何方向转动，工具面都不会变化。

(2)在井底正常T作中，做全测量，数值码为

SBFFFF……F或为SB+其他固定码，工具面为

S4(5)FFF,这有两种情况：

(3)电池组供电正常,SEA探管本身死机。试着做几

次短、长停泵，看是否能够将SEA返回至正常

工作状态；试着转动钻具，看是否工具面随之变

化。如变化，则有可能所发工具面值为正确值。

可根据井上详细情况，决定是否继续钻进。

电池组供电不正常造成SEA探管死机。此情况是电池组

时正或负电源供电不足、或电池日勺电源线、Coupling连线

断，造成SEA电路不能给传感器提/共±15V以上日勺电压,

从而无法进行有效测量。

SEA探管本身电路故障，造成无法向传感器提供正常

电压。

处理措施：

第1种情况，停泵，等一分钟后再进行测试即可恢复正

常。

1.第2种情况，试着做几次短、长停泵，看是否能够

恢复到正常状态（之前现场发生的几次情况都是不能

回到正常状态）。如不能，则只能起钻。

2.钻台做如下检验：

3.有条件的I尽量做浅测试，以进一步明确故障点。拟

定脉冲器、APC是否正常。

编程器测试：如编程器灯不正常闪烁（常亮或常灭）,

而且TX不正常动作，则明显体现为SEA死机；假如测量

电池组的正负电源电压和电流都正常。则换SEA即可，如

无SEA换，则可用原SEA探管（但原探管下井正常工作

一段时间后肯定会再死机）。

编程器测试时一切正常。可进一步测量电池组电压和

电流，以及Coupling通断。如不能明拟定位故障，贝U将

APC下整串仪器更换。因为有可能Coupling的连线处于

似断非断状态，开泵时处于断开状态，停泵后又恢复正

常。

国产SEA注意事项

1.工作方式：

当井斜不小于3度，工作方式为1（缺省工作方式为1）。

当井斜不不小于3度，工作方式为5。

当进入纯静态测量无工具面工作方式为9o

当进入工具面发HSHS节能模式时工作方式为8o

（当工具面后出现两个S例如£1023ss便阐明进入节能

模式）。

2.作方式显示

井下仪器串接完毕后，接上编程器指示灯长亮，这时

要等52秒后，拨动一下编程器按扭开关，指示灯“一

灭一亮”闪烁几下，便为工作方式几（在52秒之前拨

动编程器按扭开关不响应）。同步过10秒后脉冲发生

器工作一下，可听到脉冲发生器阀的撞击声（在10秒

之间拨动拨动编程器按扭开关不在响应）。

注：SEA7024接上编程器指示灯长灭，且只能编程显示,

脉冲发生器不工作。

3.在井下短起泵倒工作方式时，要等到泵压起来52

秒后，出现HS时开始短起泵倒工作方式。（在HS出现之

前，短起泵倒工作方式不起作用）。从工作方式1倒工作

方式9后，52秒后发一组HS后不在发码阐明进入工作方

式9,在工作方式9时发完静态测量HS8…・・,52秒后发一

组HS不在发码。

4.国产传感头5024磁场强度（与进口传感头磁场强

度不同，不显示本地场强）数据接近1为正确场强（例如：

99.48）o

4.井下压耗计算公式及水眼选择:

Pt=Pb+Pm+Pbha

PtMWD工具下部全部压耗

Pb一钻头水眼压耗

Pm—马达或涡轮钻具压耗

Pbha-MWD工具下部钻铤压耗（可忽视不

计）

其中：（kg/cm2）

P:泥浆比重（g/cn?）

Q:排量（L/S）

C:流量系数（0.950-0.985）一般用0.953

de:钻头水眼相当直径（cm）

+乩-++...+d；

dl,d2,d3•••dn:水眼直径（cm）

根据Pt值可灵活选择原则脉冲发生器内部水眼以

便脉冲发生器正常工作（压力在临界状态时选择小号水

眼）

工作范围推荐范围

#12:低压350—1500psi500—1143Psi

#10中间700—2023Psi1143—

1786psi

#8:高压1000—4000psi1786—4000psi

一般情况下，都是采用#12号水眼，也能够灵活选择钻

头水眼大小以满足正常日勺压耗范围。当使用动力钻具时,

钻头水眼应尽量大（200。米以内日勺井，钻头水眼相当直径

不低于3个12毫米，以预防MWD仪器下钻具内外压差

太高，造成TX因为压差太高，不能正常工作。

5.取得MWD系统运作的主要参数：

从工程人员或设计书上取得MWD系统运作日勺主要

参数：

•本地磁场强度（有条件能够实地测量，以便比较）。

•磁倾角DIPo

•磁偏角DECo

从井队技术员处了解下列常识：

•计划使用钻头类型、水眼直径（注意公制、英制）。

・泥浆比重、泥浆泵工况排量、动力钻具型号压耗。

告诉工程人员MWD仪器有关知识:

•MWD仪器悬挂短节时长度为：1.51米（以实际测

量为准）

•悬挂短节的公扣端至SEA的测量点的距离为：

双D电池3.91米。

•提醒工程人员及时给MWD悬挂短节和无磁打记

号。

6.偏差角的获取

仪器在下钻前，必须测量MWD仪器工

具面与动力钻具弯接头刻线之间的角差，然后输入定

向软件包进行工具面校正，措施如下：

以MWD仪器短节上面的I参照标识为基

准，顺着井眼，从上往下看，顺时针量取仪器工具面与

动力钻具弯接头刻线之间日勺夹角（0.360。）即为偏差

角。

图6拟定工具面偏差角

7.完毕本趟钻统计并建新统计

•由途径[Orenteer][Battery](电池)显示电池的I参数,把

电

池余量抄在《工作日志》上。

•从途径[Editor]([Edit]([ToolRunRecord]中进入目前

下钻统计中，输入完钻时间、脉冲数、仪器T作时间，完

钻井深等参数。

•按Ctrl+Enler接受输入。

•由途径[Orenteer]([SetUp](选中[SetPulse

Counter］项，把脉冲数清零。

•不论是否打完一口井都要在结束上趟统计后建一

趟新H勺记

录，不然电池将接着上趟钻的电池统计下去，假如刚刚打

完的I是

完井的最终一趟钻，只是建一种下趟钻的统计号就行，其

他什么

参数都不用输入。

8.浅测试

井下仪器除了地面串测试、钻台上用编程器验证整个仪器

串性能外，下钻前，必须运转泥浆泵做浅测试，实际验证

下井仪器日勺性能，措施如下：

钻具配好后（浅测试时，钻头接与不接均可），将仪

器串放入井眼，脉冲发生器出口水眼低于钻台面，运转泥

浆泵至钻台泵压表显示3-5MPa,1分钟后，在仪器房根据

地面接口箱的I打印曲线上是否有信号可判断仪器串正常

是否，同步也判断了地面系统是否正常；如在钻台面则可

听到脉冲发生器出口水眼泄流的声音，表白仪器串正常；

可如下钻。

9.静态测量成果时获取

钻具到井底后，一般先要获取静态测量，措施如下：

连续运转泥浆泵至正常工作状态，停止钻进，钻盘停止转动,

将钻具锁住在需要做全测量的位置，停泵1分钟，开泵至正

常工作状态，1分钟后，上位机软件便可得到全测量数据流,

随即可得详细数据。在发送静态数据时，钻杆应保持静止，泵

压应保持稳定。

注意：静态测量成果为停泵瞬间位置的静态测量值

10.密封圈时正确使用及保养

记住：假如不能拟定，则不使用

•应该坚持以上准则；尽管密封圈价格昂贵，但因为密封

圈损坏所造成的工具串的损坏溢出造成的损失弥补则更为昂

贵。

•节省使用Lube,太多的Lube会减弱密封圈的可压缩性,

且易造成对装配件的损坏,Lube应防尘防沙。

•金属表面H勺磨损可能造成密封圈H勺损坏，因而需仔细检

验，确保密封区域完好。

•废弃日勺密封圈应及时销毁扔弃，预防事故性的反复利用。

GT圈和O圈的检验原则

GT圈的剖面图上已根据检测目的分为三个区域。如下图：

图7检测时日勺密封表面区域

1区：这个区域是应与金属部分直接紧密配合的密封

表面，应严格无缺陷。应具有最高质量等级的表面磨光

度。在1区表面不允许涂有污点，不允许进行粗糙的修整,

不允许有任何磨损之处。

2区：这个区域是密封圈H勺功能区，因为它直接关系

到保护垫环发挥其应有性能。

3区：这个区域的范围是从密封圈的边沿外边界起一

直延伸至与工作区相接的I地方。3区中存在不超出10%

时表面区域磨损不影响使用。若其中有涉及物或覆有硬

壳，则不能使用。

•可使用日勺GT圈原则

密封圈有时允许存在表面缺陷（如缺口或凸起），但

GT圈的剖面图必须与下图（图6）所示中日勺原则剖面一

致，不允许存在任何部分或永久的损伤或是其他与原则

型不同之处。

记住：如有任何疑问，则停止使用。

New/UsedGTsealUsedGTseal

UsedGTseal

PerfectProfile-Partialset-Permanentset-

SuitableforuseDONOTUSEDONOTUSE

图8可反复使用H勺密封圈剖面原则

•可使用日勺0圈原则

原则上提议顾客在每次使用脉冲发生器时更换0圈。经

MWD使用人员彻底检验确保完好后,Coupling上的。圈

可继续使用。必须考虑0圈目前日勺或将会出现日勺问题。

若不能确保o圈的质量，应立即更换。高温高压的井下

作业后有必要更换使用过时0圈。

密封圈的清洁

密封圈的清洗程序应为：用纸巾轻轻擦拭密封圈。若密封

圈上有干泥浆，能够使用少许水洗掉，但在涂Lube并

将其安装于操作工具上之前，应保持密封圈表面干燥,

不应有任何潮湿之处。

密封圈的储备

密封圈应储备在无尘环境中，且要密封于小型塑料袋中,

并作上标签注明.必须防止阳光直射，防止放在过冷或过

热的环境中。防止将密封圈放置于可能与锋利金属物体接

触日勺地方。已损坏H勺密封圈必须用刀销毁，并处理掉以

预防重新使用。

11MWD电池制作和现场使用要求

一、电池制作

1.制作电池前，仔细检验电池堵头两端

LEMO插头内外洁净、无尘，插头定向正确。中

间连线插头时焊线接头牢固，各连线间时绝缘

性能良好。如发觉有问题，应及时送做进一步检

验。

2.确保所用口勺裸电池无误，先用万用表检验

裸电池电压。裸电池的螺丝定位孔要居中，以确

保电池做好后，堵头两端日勺LEMO工具面成一

线。

3.连线插头精确入位，用D05胶时，应预防胶

流入插头插孔，防止造成接触不良。先用加载盒

加载电池，核对空载电压、加载电压和电流在要

求范围内方可使用°禁止用万用表直接在电池

一端LEMO头上量电压。如用万用表在电池堵

头上量电压，表笔必须分别放在两端。

4.电池加载正常后，用高温胶带包好插头插

孔处。正电源用蓝色热缩带封好，负电源用黑色

热缩带封好。

二、将封好日勺电池装入电池抗压筒中，上下用Coupling

试验所做电池是否合格。

三、再次用电池加载盒核实所做电池组日勺空载电压、加

载电压和电流连线导通性和绝缘性，并做好该电池组

的制作纪录。

四、现场应用

1.现场人员上井前，必须根据该电池组日勺运

营统计单，仔细用电池加载盒核实，以确保满

足现场使用。

2.每组目池在现场使用结束后，现场人员必须仔

细精确填写该电池组的运营统计单，现场责任

人签字认可。

如在现场使用中，发觉某电池组有问题，返回时必

须详细写明故障现象，责任人签字认可。

电池组返叵后，将统计单一并交给库房人员，由库

房人员负责对电池组进行测试，并写出测试成果。

三、电池日勺容量计算

•MWD系统电池容量估算公式：

剩余容量（J）二（1872X仪器串插入小时数）-（20.5

义脉冲发生器所发脉冲数）

井下仪器静态消耗约4.5万Joules/天；脉冲发生器

平均发脉冲数500-600个/小时。

•新电池容量：双D:240万Joules。

注：根据MWD系统的I使用计划，充

分确保电池有足够的容量来完毕下一趟钻时需要。

四、激活（加载）电池

电池组口勺“十”端用十芯电缆接测试盒（BMB）fl勺

“IN”端，加载测试盒时扭子开关置于PW2位置。按下

测试盒的LOAD钮加载（图9）,把万用表设为直流电压

挡，表笔负端插入测试盒的黑色插孔（第一插孔）；表笔

正端插入测试盒的黄色插孔（第六插孔）。当加载电压不

小于直流31V时，即可停止加载。

有关电池的1.3脚电压4.6脚电压L6脚电压

几种参数：（V）（V）（V）

未加载17-18V17-18V34-36V

时

加载5分钟15-17V15-17V30-34V

后

30-34V16.5-17.516.5-17.516.5-17.5

以上参数是在室温20度左右的J参照值;在实际使用中，要

根据电池的详细情况而定。

双D电池组接线图：

+5DDCells•

Red+v©Battery

2

3

4\WNleIGround

5

6Black•veBattery

7GreyData

8

9

1RNPressureSwitch

o6ackPressureSwitch

DDLower

WiringSchematicforDDPowerSection(Fig.2-5)

用国产加载盒注意事项：

国产加载合开关拨到正负端，分别测量电池正负

电源的电压和电流。

SW1SW2

（nottoscale）

图9电池加载盒

**主要信息：

1.仪器下钻前，必须进行浅测试（如条件不允许，可

经过编程器验证仪器是否工作正常），验证整个MWD系统

是否工作正常。

2.把工具面偏差角输入计算机。运营GE0V5

程序，取途径［EDITOR］（［EDIT］选［TOOLRUNRECORD］输

入工具面角，按CTRL+ENTER接受输入。

3.设置RFD方式为GRAPHICS（图形）或者

GRAPHICSCHECK（图形+校验），确保RFD显示正常。

4.电池容量的输入。取途径［EDITOR］（［EDH］

选［TOOLRUNRECORD］输入电池容量，按CTRL+ENTER接

受输入。

附录一MWD系统仪器规格、尺寸范围和水力参数

表1.MWD系统设备尺寸MWD系统备有下列尺寸

原则工具连接扣型和直径

钻铤脉冲发生器短连接上扣经等量钻铤强度最大允仪器产生的压

外径X内节扣型典扭距外径X内径百分许排量差（水）

径外径X内径比（L/S）（PSI）

（英寸）（英寸）

4.75x2.814.75x3.253-U2IF9,9004.75x2.81100.060.0

6.25x2.816.25x3.254"IF16,2006.25x2.81100.060.0

6.25x3.256.25x4.004"IF16,2006.25x2.8196.764.4

6.75x3.256.75x4.004-1/2IF25,8006.71x2.8197.664.4

8.00x3.258.00x4.006-5/847,0007.97x2.8198.864.4

Reg

8.00x3.758.00x4.006-5/847,0007.93x2.8196.639.0

Reg

注：-本系统采用负脉冲传播方式，仪器如下的压差应该保持在仪器所要求的范围内，以取

得最佳的数据检测。

•在最大流速下连续工作时，泥浆含沙量应该低于05%,较高的含沙量只能在短时间内或

低流速时使用。

•额定最大静压力：原则仪器：15,000PSI,选用耐高压抗压筒可达20,000PSI

・对泥浆黏度无限制，泥浆堵漏计颗粒中档大小

•仪器长度：原则仪器4.72米。

表2.MWD精度反复性辨别率更新速率数据类型

系统仪器

规格、传感

器特征

参数

方位+/—0・5。+/—0・5。0.1°平均每次测量的传播时计算和原始数

间为90秒据

井斜+/-O.O50+/-O.O500.1°平均每次测量的传播时计算和原始数

间为90秒据

温度+/—1.0。0.1°每次测量计算和原始数

据

本地场强+/-+/一O.OlmT每次测量计算和原始数

0.075mT0.075mT据

重力工具+/-0.50+/—0.5。0.1°原则工具面每次平均30仅计算数据

面秒；迅速工具面每次平均

8秒，节能工具面每次平

均60秒

磁性工具+/—1.0。+/—1.0。0.1°原则工具面每次平均30仅计算数据

面秒；迅速工具面每次平均

8秒，节能工具面每次平

均60秒

方位工具+/-1.00+/—1.0。0.1°原则工具面每次平均30仅计算数据、

面秒；迅速工具面每次平均

（井斜8秒，节能工具面每次平

<3°)均60秒

工作温度：0・150°C

冲击：1000g/l/2毫秒

振动：20gRMS30-300Hz随机；30g50-300HzSine

附录二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提议

不