提高LWD随钻仪器稳定性技术研究与应用

在原油开采工程中,需要使用到LWD随钻仪器,并且其使用范围不断在扩大。但在油田开发过程中,受到井底高温和高频振动的影响,导致LWD随钻仪器很容易出现故障,严重影响其稳定性。本文在对相应故障及原因进行分析的基础上,论述提高LWD随钻仪器稳定性的技术手段,确保该仪器能够在复杂环境中长时间运行,为油层的高效开发提供技术支持。

随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来,得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BAT LWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井,对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析,得出了随钻测井技术应用会越来越广,但不会替代电缆测井技术的结论。

随钻测井仪器主基体结构强度仿真与优化设计

主基体是随钻测井仪器最重要的机械承载体。主基体上既要开槽和孔安装测量探头与电路模块,又要承受扭矩、压力、弯矩等钻井负载。槽与孔削弱了主基体的强度,也使主基体结构变得复杂。针对这一问题,引入有限元方法对基体强度进行校核,并根据计算结果优化主基体设计,增加薄弱部位承载截面面积,降低应力集中系数。优化后的基体结构安全系数满足要求。

直接数字频率合成技术在随钻电阻率测井仪电路设计中的应用

直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesize,DDS)具有频率分辨率高、输出频率稳定、功耗低等优点。分析研究了DDS技术的基本原理和DDS芯片AD9850的工作特点,介绍了它在随钻电磁波电阻率测井仪信号源设计中的应用,并给出了它和DSP处理器的硬件接口和程序流程。试验结果表明,利用DDS技术产生的信号能满足测井的需要,为随钻电阻率测井技术提供了新手段。

煤矿井下随钻方位伽马仪器刻度及顺煤层钻进模拟

对随钻方位伽马测量仪的研制、仪器电路设计等作了介绍,在此基础上,参照垂直井刻度原理,对随钻方位伽马测井仪刻度装置设计、量值传递流程、不确定度计算方法及测量影响因素展开详细论述。通过建立随钻方位伽马顺煤层钻进数学模型,模拟钻进时煤层顶底板识别,及计算钻遇界面距离L的计算方法。

基于仪器库的随钻自动化测试系统的设计与实现

随钻测井系统中仪器的配置和测试方法各不相同,仪器硬件版本升级和新仪器的挂接问题增加了自动化测试系统设计的复杂性和可维护性。本文提出了一种基于仪器库的随钻自动化测试系统的设计思路,重点介绍了基于仪器库的软件架构模型,对仪器库的层次划分、通用接口设计及与应用层的交互等关键技术进行了探讨,并在此基础上进行了随钻自动化测试系统的实现。现场应用表明,该自动化测试系统设计稳定可靠,提高了工作效率并减少了维护成本,可满足现场作业的需求。

基于FPGA的随钻仪器通讯模块设计

为提高仪器使用效率,帮助仪器操作人员对仪器数据进行准确分析,采用现场可编程门阵列(FPGA:Field-Programmable Gate Array),并通过1553B总线与PCI(Peripheral Component Interconnect)总线实现了通讯模块设计。分析了1553B总线在随钻仪器中的应用,完成了该模块硬件的设计与应用软件的编写,并采用Verilog HDL(Hardware Description Language)硬件描述性语言对FPGA进行了模块化设计,并通过该通讯模块实现了随钻仪器与主机的通讯。仿真结果表明,与该通讯模块对应的应用程序配合使用,可帮助现场操作人员对随钻仪器的状态或出现的问题进行直观判断。

试论录井技术发展趋势

该文在对录井技术发展阶段回顾的基础上,从软件完善与开发、检测仪的定量化、岩屑采集自动化、荧光录井定量化、地化录井发展前景、LWD与MWD技术、钻柱振动分析技术和油气层综合评价技术方面阐述了录井技术的发展趋势。相信对录井行业的发展定会起到一定的推动作用。

基于FPGA的短窗-长窗能量比首波检测技术

于随钻声波仪器在由电池供电后数据不能实时传输到地面进行监测,而只是对全波列数据进行实时的采样存储。为了不使首波信号过强或过弱,影响时差数据的提取,本仪器采用基于FPGA的短窗-长窗能量比首波检测技术,通过对首波的检测动态控制增益大小达到了井下自动增益控制的需求,此技术的成功应用方便了时差数据的提取。

Pathfinder近钻头地质导向钻井技术在涪陵工区的应用

焦石坝一期产建区水平井地质导向主要采用常规LWD技术，随着开发南移，地质条件更加复杂，常规LWD地质导向钻井技术由于测量盲区长、测量数据种类有限等原因，无法实现真正意义上的地质导向钻井。path—finder近钻头地质导向钻井技术与常规LWD技术相比，能将测量盲区从13～17m缩短至1m以内，方便及时调整井眼轨迹；能让动态数据误差≤5％，可精确判断地层，以及定量和定性判断优质小层；能实时测得11项参数，以辅助判断工具在井筒中的工作状态。涪陵工区13口井的应用表明，该项技术的应用，有效突破了焦石坝边缘地区断裂发育、地层产状陡且变化快等复杂的地质条件给水平井地质导向带来的难点。

国外随钻成像技术研究进展及展望

随着复杂油气藏勘探开发规模日益增加,油气钻井对精准地质导向和储层精细评价的需求愈发强烈,随钻成像地质导向技术应用于油气钻井可显著提高储层钻遇率和钻井效率,是复杂油气藏高效开发的重要技术之一,也是各大油服公司争相研究的热点。国外三大石油服务公司均拥有随钻井眼成像仪器系列化产品。本文通过调研国外随钻成像仪器的技术现状,总结出了该项技术未来的发展趋势,力求对国内研发该项技术提供一定的借鉴意义。

随钻测井仪器测试软件设计与实现

随钻测井在水平井和大斜度井的勘探开发中发挥越来越重要的作用。需要从技术上完善仪器标定和刻度的方法,从管理上规范室内和现场操作。从系统平台架构设计、功能模块划分、软件编程的实现出发,将仪器测试、标定刻度和现场测井应用等功能有效集成。通过数据结构定义、仪器参数结构设计,实现各种随钻测井仪器的接口协议规范统一。阐述基于VC编程工具实现功能模块的方法,形成一套软件系统。室内测试和现场应用取得较好的效果,验证了系统设计思想和软件功能。

随钻测井用涡轮发电机叶轮型面检测方法研究

通过利用三维扫描仪对涡轮进行扫描,对比扫描点云生成的网格模型与设计模型,得出检测结果偏差数据。在涡轮上规划测量点,利用三坐标测量仪对涡轮测量点进行检测,得出三坐标检测偏差结果。再对两种检测结果数据进行分析,分别得出有关涡轮制造质量的结论。最后将两种检测方式结果互相印证,总结了两种检测方式的优缺点,得出两种方式各自的实用范围。

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。