连续波旋转阀高速脉冲器技术

胜利伟业公司 SL6000 MWD/LWD 连续波高速数据传输随钻测量系统由井下MWD/LWD高速脉冲器、大功率泥浆发电机、专用探管、LWD仪器等和地面解码记录系统组成,采用旋转阀连续波传输技术, 最高传输速率可达 6bps,比常规蘑菇头脉冲器快 10倍, 像工具面参数每秒可更新一次,可快捷高效的进行随钻测井施工。

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1) 技术特点

l  有高速 MWD和高速LWD两种配置,最高达6bps的数据高速上传能力。

l  带中控的采集存储功能,具有最大可达32MB存储器,可以自由编辑下载数据采集格式表。

l  仪器数据上传速率可以切换,连续可调,可根据井况灵活配置,下井后可以使用开关泵进行切换

l  强大的地面信号处理能力,能够在噪杂的地面泥浆压力信号中甄别出连续波信号并译码,运行稳定可靠。

l  是解决钻井液钻井过程中随钻测量数据传输速度慢,不能及时传递地质数据、工程参数问题的主要技术手段,随着随钻测井、控压钻具及导向钻井技术的发展,对高速连续波传输技术的需求将更加紧迫。

l  地面系统软件是多参数数据上传平台的测量控制中心。该软件实现在地面与测量仪器的交互通讯,完成测量仪器工作参数的下载设置、诊断和测量数据的读取、处理、显示、绘图等。钻井工程中,控制完成泥浆波信号实时采集、处理和解码,精确测量钻头深度,获取施工地层地质参数和井筒工程参数,并可实时远程传输测量数据到地质中心,实现实时随钻地质导向。

l  能够全面、快速、实时地获取井下随钻测井各类信息数据,对井下状况了如指掌,提高钻井效率,避免井下事故,实现精细钻井,  提高勘探质量。

l 可显著提高MWD和LWD仪器测量水平,可连接放射性、电法、声波、伽马成像仪器和钻井质量监测(钻压、钻头扭力、振动等)等随钻仪器,实时上传更多的随钻测井的参数。

l 是实时井场数据采集、解释和现场决策以及指导完成地质导向钻井的关键技术,利用详尽的大数据分析,可优化钻井设计简化钻井作业程序,节约成本,提高井眼轨迹控制精度, 提高采收率。

l  高速脉冲器配套发电机电源电路具有过压和过流保护等功能,可以向其他仪器提供稳定的大功率直流电源。

l  具有灵活的井下数据接口和供电资源,可以方便的和其他公司的随钻仪器连接配套。

l  各项关键技术均为山东胜利伟业公司自主研发,可以灵活地进行功能强化和扩展。

l  仪器连接简捷快速,可减少现场劳动强度和组装时间。

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2)  主要技术指标

仪器供电:60±10%VDC

温度指标:≤150°C可定制175°C ); 耐压指标:140MPa

泥浆发动机功率:≤300W(室温)

发电机电源电路功能:数字控制+过流保护; 上传信号调制频率:旋转阀 2.5-18HZ

最大上传速率:≤6bps(根据井深和井况确定)

高速脉冲器电子线路外壳外径:Φ50mm 外悬挂外径:Φ170mm

仪器调制阀壳体外径:Φ110mm

仪器长度:583cm(不包括LWD 仪器)

仪器质量:120Kg(不包括外悬挂和 LWD 仪器)

抗振动: 20g/15~500Hz,随机; 抗冲击: 1000g/0.5ms,半正弦波探管部分

探管部分主要技术指标:

方位角精度:±1.0°(井斜>10°,磁倾角<70°)

井斜角精度:±0.2°

工具面精度:±2.8°

地面系统的主要技术指标:

1)地面数据处理箱输入/输出端口

2 道钩载输入端口

2 道泥浆压力输入端口

2 道深度输入端口

1 道 DDU 输出端口

1 路 485 通讯端口(921.6Kbps)

1 路 1553B 通信端口(单总线,42.67Kbps,36V 供电)

网络接口:10M/100M 以太网

电源输入:110-220VAC 50/60Hz

2浆压传感

量程和精度:35Mpa @ 0.1%

工作电压:+24VDC

输出: 4~20mA 的电流信号

3) 钩载传感器 (旁压式压力传感器)

量程和精度:21Mpa @ 0.1%

工作电压: +24VDC

输出: 0~20mA 的电流信号

4) 深度传感器

电磁式深度传感器:40个脉冲/圈,双相位电流信号

工作电压:+8VDC

5)司钻显示器

尺寸: 10.4

分辨率:800*600

亮度:400 nit

工作温度:-25℃~+70℃

高速旋转阀技术试验情况:

         2015年 6月 29日在大港油田板深 1506井(泥浆密度 1.3g/cm³,排量32L/S),高速连续波脉冲器泥浆信号传输实验取得成功!3700米深度传输速率能够达到6bps(千分之八误码率),无误码可到4bps;4400米井深能够达到3bps(千分之五误码率),无误码可到2bps。

         在现场可以看到:采用4bps传输速率,开泵后仅47秒就能见到第一个数据(16位数据)(蘑菇头脉冲器需要 108 秒),工具面数据1.7秒更新一次蘑菇头脉冲器需要14)!数据更新速度飞速加快,突显出了高速脉冲器优势!

         高速脉冲器是一种技术难度极高的高精尖随钻无电缆数传仪器,技术屏障众多,胜利伟业公司经过不断的努力,克服了各种技术困难,积累了丰富的研发经验,实现了技术突破。经过多次下井试验,逐步发现短板并加以改进,仪器功能不断完善,可靠性不断提高,高速脉冲器工作表现越来越好,在实际井试验中最长稳定工作达到了100小时,最近的一次试验连续随钻钻进进尺达到了1841米(工作75小时),地面解码处理稳定可靠。  

         如果把常规蘑菇头脉冲器比作时速50公里的普通火车,高速脉冲器就是时速400公里的超级高铁一样,给用户带来高速快传数据的超级体验!

         2020年上半年,胜利伟业公司项目组对高速脉冲器进行了全面强化,优化了固件代码,加强了机械结构强度和抗冲蚀能力,仪器工作的可靠性更上一个台阶。

         随钻脉冲器技术正从慢腾腾的蘑菇头式脉冲器稳步进入旋转阀连续波高速传输新时代!

         胜利伟业公司已在此技术上迈出了坚实的步伐!井下随钻数据能够及时详尽掌控的随钻实时大数据时代已经到来!


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