无线随钻仪器选择访法MWD1 .pdfVIP

现场使用无线随钻

测量仪器(选择方案

MWD/LWD)

编者：陈景旺王岗郭玉祥

随着油田的勘探和开发，对定向井施工技术要求越来越高，尤其是大位移水平井。

对于定向井测量仪器质量的可靠性、测量精度的要求也随之提高，现在国内MWD/LWD测

量仪器种类很多，由于各种仪器信号传输方式不同，对使用环境的要求也不同。那么，在定

向井施工前对测量仪器的选择非常重要，仪器选择好坏，会直接影响定向井施工进度和定向

井轨迹控制质量。本选择方案规定了无线随钻测量仪数据传输原理、数据编码/解码的方式

及数据的计算工式、仪器的测量精读、测量仪器的尺寸（排量要求及最高工作温度）、钻具

组合（扣型、上扣力矩）、钻井相关设备的要求（包括泥降泵、立管接头、深度传感器、大

钩负载、钻井液及仪器操作间）、地质的评价技术参数要求、定向探管（GAMA探管、电阻

率等相关仪器）的标定及标定周期、测量数具表格格式、测量失败分析。

第一章MWD/LWD测量数据传输原理

MWD无线随钻仪器是在有线随钻测斜仪的基础上发展起来的一种新型的随钻测量仪

器。它与有线随钻测斜仪的主要区别在于井下测量数据的传输方式不同，目前采用MWD施

工主要依靠下面四种方式实现信号的传输：

一、连续波方式

连续发生器的的转子在泥浆的作用下产生正弦或余弦压力波，由井下探管编码后的测量

数据通过调制系统控制的定子相对于转子的角位移使这种正弦或余弦压力波在时间上出现

相位移，在地面连续地检测这些相位移的变化，并通过译码、计算得到测量数据，这种方法

的优点是：数据传输速度快精度高。缺点是：结构复杂，数字译码能力较差。如图1所示:

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图1连续波方式工作原理示意图

二、正脉冲方式

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图2泥浆正脉冲方式工作原理示意图

如图2所示，泥浆正脉冲发生器的蘑菇头与小孔的相对位置能够改变泥浆流道在此的

截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高，蘑菇头的运动是由探管编码的测量数据通过

调制器控制电路来实现。在地面通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的

测量数据。这种方法的优点是：下井仪器结构简单、尺寸小，使用操作和维修方便，不需要

专门的无磁钻铤。缺点是：数据传输速度慢，不适合传输地质资料参数。

三、负脉冲方式

泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器的泄流

阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而引起钻柱内部的

泥浆压力降低，泄流阀的动作是由探管编码的测量数据通过调制器控制电路来实现。在地面

通过连续地检测立管压力的变化，并通过译码转换成不同的测量数据。

这种方法的优点是：数据传输速度较快，适合传输定向和地质资料参数。

缺点是：下井仪器的结构较复杂，组装、操作和维修不便，需要专用的无磁钻铤。