MWD无线随钻测斜仪
工作的需要。
一、 MWD组成及工作原理
MWD无线随钻由地面仪器和井下部分组成。 （一）、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、键等，用于仪器座键及产生泥浆压力脉冲。
3. 驱动器/脉冲发生器总成：驱动器按照探管发输出的脉冲指令控制伺服阀，以产生脉冲信号。
4. 电池筒：为井下仪器提供电源。
5. 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. 扶正器：连接驱动器/脉冲发生器、电池筒、探管、打捞头、起扶正和减震的作用，并提供必要的柔性弯曲。 （二）、地面仪器设备的组成
地面组成部分（图一）
地面仪器设备包括：压力传感器、计算机、地面数据处理仪、司钻显示器和打印机。
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Ax Ay Az 多路选择器 温度传感器 基准电压信号 地面系统 模数转换器 数据处理脉冲编码 泥浆脉冲发生器 Mx My Mz 激励信号源 直流稳压电源 电池 探管部分
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。
其主要模块是：（见图一）
2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，它又是一个多路通信装置：在线计算机的有用信息通过它送往钻台；系统接口箱（SIB）包含以下几部分：
2在线计算机：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SIB仪器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，实时显示并存入硬盘。同时，全测量结果或工具面数据流会通过SIB传输到钻台显示器（RFD）。
2钻台显示器（RFD）：安装在钻台，为司钻和定向井工程师提供MWD仪器的静态测量和工具面显示，因此可以实时调整钻井参数以便井眼按要求的方向钻进。
2．地面系统的操作 2.1地面仪器的清单
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计算机/电缆 地面接口箱/电缆 打印机/电缆
司钻阅读器/电缆盘 泵压传感器/电缆盘 泵冲传惑器/电缆盘 2.2地面压力传感器的安装
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,打开低压阀以便泻放掉立管内的压力，卸下原来
的丝堵，用管钳上（千万不要用锒头砸!）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。
2.3泵冲信号传感器的安装
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。 2.4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。 2.5地面仪器的功能检查
A． 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. B． 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电源电缆和信号电缆。（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。）
C． 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。
D． 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）、工作原理简介
井下部分的探管内部装有高灵敏的三轴加速度计和三轴磁通计，用来测量地
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球的重力和磁场的三轴矢量，然后由单片机对数据进行处理并转换成相应的脉冲编码，通过改变相应的脉冲宽度来代表井斜、方位等物理量的数据大小，编码脉冲被送到脉冲发生器来控制脉冲器的动作。脉冲器内部的功率放大电路对信号放大至可驱动电磁铁动作的电平要求，通过控制电磁铁来改变钻杆内的环空面积，从而产生压力脉冲。电池筒保证了井下仪器的能源供给。
地面部分通过压力传感器将X管内的压力变化接收下来传至地面数据处理仪，通过对信号的放大，整形，滤波，A/D将信号变成能被计算机识别的二进制信号，通过USB接口送至计算机，利用计算机强大的运算存储能力对信号进行识别，解码，存储，显示出井下仪器的测量数据。同时，一部分数据被送往司钻显示器，为钻井工程人员提供准确的数据显示。 二、 MWD无线随钻测斜仪主要技术指标 1、井斜：0——180°，精度±0.1° 2、方位：0——360°，精度±1° 3、工具面：0——360°，精度±2° 4、磁倾角：±1°
5、地面仪器电源：AC220V/50Hz ±10% 6、井下仪器耐温：+125℃ 7、仪器耐压：100MPa
8、电池连续工作时间：200小时（视具体工作模式略有差别） 9、仪器外径：φ48mm 三、 仪器的操作
1、将专用短节接在无磁钻铤下面下入井口。
2、井下仪器连接完成后，将引鞋护帽戴在引鞋上，并把打捞释放筒接在打捞头上。然后，把井下仪器抬到钻台坡道前，准备下井；把打捞释放筒的绳套挂在气动绞车的吊钩上，将仪器缓慢吊起；注：操作人员必须站在仪器的一侧，双手扶住引鞋的上部，避免引鞋在地面滑行，损坏提升阀。
3、仪器放入无磁钻铤前，先将引鞋护帽摘下，再缓慢放入无磁钻铤直到座入循环套。
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4、在井口打捞杆上画记号。再吊起仪器约1米，重新下放仪器座键。观察记号、位置方向不变。
5、再重新吊起、下放仪器。观察记号位置方向都不变，则座键成功。 6、左旋并提出打捞杆，结束井口操作。
7、方钻杆接水龙带，开泵进行井口测试。开泵后2分钟内计算机上应有脉冲显示。脉冲幅度应大于150PSI。否则不能下钻，需要换井下仪器重复2-7的步骤。
五、注意事项
1、仪器下井前一定要先做浅层测试，即仪器放至无磁钻铤内接上钻杆下开泵看信号正常传输后方能下钻。
2、对电池的使用有专门的管理，要有使用累计时间记录，对电量不足的电池及时更换，确保井下仪器有充足的能量供给。
3、用过的废旧电池不可随意丢弃，无处理条件的应发回厂家妥善处理。 4、仪器在每次使用后都要保养一次，除去仪器表面沾附的泥浆，脉冲发生器要将下部拆开重点清理，检查密封圈是否有损坏，损坏的及时更换。 5、探管在使用一段时间或多次下井后，要对探管进行检测和标定，以确保仪器的测量精度。