GMWD使用说明书解析.docx

1、GMWD使用说明书解析 前 言本手册共分四章，分别介绍了仪器的组成结构、操作使用方法和常见故障的排除等。第一章主要介绍了仪器的组成和现场施工规程，第二、三、四章主要介绍了仪器的操作使用、电子串的性能和注意事项、脉冲器及电子串和地面系统的维护保养、现场施工常见故障及排除方法等。此手册着重介绍仪器的现场使用和施工规程，所以也可以作为现场施工手册使用。由于时间仓促，所以编写的过程中难免有些遗漏，恳请读者提出宝贵意见。目 录前言1目录2第一章 简介3第一节：仪器的组成部分和技术特征3第二节：仪器测量操作规程8第二章 仪器的基本操作13 第一节：仪器的串接组装、13 第二节：仪器的地面测试、工具面读取1

2、6 第三节：地面设备的安装和仪器下井前的串接检测17 第四节：仪器的吊装、工具角差的量取方法和仪器的锁紧18 第五节：仪器的浅程测试和测点的计算20 第六节：仪器操作软件的使用方法21 第七节：测量的方法和测量方式的转换23第八节：仪器的故障排除25第九节：仪器的拆卸回收、电池电量的计算与资料统计31第三章 仪器的维护保养34第一节：脉冲器的清洗保养和功能测试34第二节：电子串部分的拆卸、保养、检测36第三节：地面设备的检测保养38第四节：其它注意事项39第四章 仪器专用悬挂短节和配合接头、仪器扶正器的选择42第一章 简 介第一节 仪器的组成部分和技术特征仪器根据现场使用中所安放的位置，可以将

3、仪器分为：地面设备和井下设备两大部分。一、基本操作理论在MWD井下仪器串的电子测量短节内有三个重力加速度计传感器和三个磁通门传感器以及温度传感器，通过特定数学模型可完成对井眼姿态的井斜、方位、工具面及井温的测量。通过进行一定规律及次序的数据编码，控制脉冲发生器关闭阀和打开阀，从而控制钻杆内泥浆流体流量的变化，使得在钻杆内产生泥浆压力正脉冲信号供地面仪器接收，从而实现泥浆压力脉冲数据串的传输。MWD井下仪器中电池筒短节提供井下仪器的所有电源供给。MWD地面系统从立管传感器上得到微弱的立管压力变化信号，通过滤除干扰、解码、数据处理，得到井下仪器的测量数据，传送给钻井工程师以便指导钻井施工使用。二、

4、地面系统的组成和各部分的功能泵传感器工控机立管压力传感器地面系统SIB司钻阅读器其主要模块（见上图）：1、立管压力传感器（泵压传感器）：装在地面泥浆高压管汇上，检测高压立管压力的轻微变化，将压力信号转换成电信号，并以420MA标准信号输出到系统接口箱。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计算机。3、在线计算机（工控机）：内装仪器操作程序软件包，是仪器系统的一个主要控制和显示装置。4、司钻显示器（RFD）：安装在钻台，为司钻和定向工程师提供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。5、传输电

5、缆：仪器信号传输的载体。三、井下仪器串：1、 脉冲发生器：脉冲发生器将探管和驱动器传输来的电信号，通过电磁阀和蘑菇头的运动来抑制泥浆通过，从而可以产生一定的压差（即泥浆压力脉冲）2、 驱动器：将探管传输的数据信息转化成电信号，并可以通过电容将电池提供的电量放大瞬时释放给电磁阀，控制其工作。3、 电池：井下仪器串的动力来源，为仪器串供电（正常电池电压34V，一般工作时电池总电压在32V以上可以正常工作）。4、 探管：将测得的井下各项数据（井斜、方位等）转化成电子信号传输给驱动器，驱动脉冲器产生脉冲信号。5、 探管（SEA）的技术指标： 井斜测量精度：0.1 方位测量精度：1 重力工具面测量精度：

6、1 磁性工具面测量精度：1 温度测量范围：0125 重力和：5（测量重力和-10.005） 磁力和：3 磁倾角：1注意：1、如果磁力和超出规定值，有可能有以下几种情况：A、仪器测量点位置（附近）受到磁干扰；悬挂短节或无磁钻铤（承压钻杆）被磁化；在套管内测量（临井套管磁干扰）；在磁性地层中（磁铁矿、黄铁矿）；泥浆中有磁性材料（铁矿粉）；2、如果工程设计在东西方向内，切割地球磁力线的时候，方位有可能偏差+16度，此时应建议工程上使用双无磁钻具；3、理想的重力和值为1，实际重力和值不为1时与1的差值就是超差值，在现场可以通过全测量时重力和的值是否超差来判断探管工作是否正常。四、专用工具及测试设备GM

7、WD-1型无线随钻测量仪专用工具及测试设备分别为现场及室内测试维护工具和测试设备。1. 现场专用工具及测试设备 压力开关测试工具。 水利测试接头。 总成拆卸工具。 扭转工具。 吊装工具。 锁紧工具。 钩头板手用手安装或拆卸井下仪器串连接工具 井下仪器串连接锁紧板手用手锁紧井下仪器串或松开井下仪器串 抱钳安装或拆卸井下仪器串工具 管钳拧紧和拆卸井下仪器串工具 现场编程及测试箱用于现场MWD井下仪器地面编程及MWD井下仪器串测试2室内工具及测试设备： MWD脉冲发生器工具及测试设备，用于安装、测试和拆卸脉冲发生器专用工具及设备； MWD校验架用于校验MWD电子测量短节精度。3MWD设备清单：地面设

8、备： 系统接口箱 司钻阅读器 立管压力传感器 泵冲传感器 现场编程及测试箱 便携工控PC机井下仪器 脉冲发生器 悬挂短节 驱动器短节 电子测量短节 电池筒短节4GMWD无线随钻测量仪地面系统示意图：5GMWD无线随钻测量仪井下仪器串框图：MWD脉冲发生器电池筒短节电子测量短节驱动器短节五、仪器的技术特征：1 井下仪器技术特性 工具压降（以水计算）20PSI 150gpm30PSI 300gpm60PSI 600gpm 传感器：定向测量、温度； 可选传感器：自然伽玛（GAMA）； 传感器可扩展：钻头扭矩、钻压、电阻率； 脉冲发生器类型：正脉冲发生器； 脉冲幅度：通过设置脉冲发生器, 可调整； 井

9、下仪器可编程：在地面设置，或在井下泵序调整； 井下仪器最高工作温度：150（302）； 井下仪器供电：高温锂电池组（150）每组电池可工作达200小时以上； 最大抗压：20000PSI。2. 井下仪器操作特性：泥浆流量范围： 9 1/2DC： 5001000gpm 8DC： 5001000gpm 6 1/4DC 6 3/4DC: 225750gpm 4 3/4DC： 150350gpm 3 1/2DC： 100200gpm3 井下仪器适应造斜能力：滑动方式: 8DC 13度/100英尺 6 3/4DC 16度/100英尺 6 1/4DC 18度/100英尺 4 3/4DC 22度/100英尺

10、4 1/2DC 30度/100英尺旋转方式: 8DC 8度/100英尺 6 3/4DC 10度/100英尺 6 1/4DC 12度/100英尺 4 3/4DC 15度/100英尺 4 1/2DC 22度/100英尺4 井下仪器抗震动、冲击特性： 抗震动 25 g RMS 2050HZ 抗冲击 1000g/1ms5. 井下仪器尺寸（TOOL Dimensions） 脉冲发生器： 126mm 1030mm; 驱动器短节: 48mm 1380mm; 电池筒短节： 48mm 2330mm; 电子测量短节：48mm 2250mm; 悬挂短节： 177.8mm 1676mm; 井下仪器串： mm 6990

11、mm; 第二节 仪器测量操作规程一、主题内容与适用范围 本规程规定了MWD无线随钻测量施工前的准备、现场施工、仪器拆卸及回收、仪器的维护和保养、仪器交接等工作内容。二、施工前的准备1、井下钻具的准备根据现场实际施工的需要，落实、准备好MWD施工所用的钻具。所有钻具必须符合下井施工的要求，且必须在正式施工前运到井场。（钻具应包括无磁钻杆、无磁钻铤、悬挂短节、配合转换接头及动力钻具等内容，视该井施工需要而定）2、仪器测试施工前，必须对下井施工的仪器和地面设备进行测试，确保各仪器工作正常，并且各性能参照第二章所叙述的内容符合要求。仪器测试主要包括以下部分：2.1、脉冲发生器 电路有故障的脉冲发生器很

12、可能损坏与之连接的探管驱动电路，因而下井施工的脉冲发生器要进行绝缘性测试及蘑菇头伸缩测试。A、绝缘性测试测试脉冲发生器的绝缘性，对照脉冲发生器测试表,记录并检查各电阻值读数，读数必须在要求的范围内。如果有读数超出要求的范围，说明脉冲发生器绝缘性测试不合格，不能用于下井施工。B、蘑菇头伸缩测试 用木棒推动脉冲器主轴总成，可以判断蘑菇头的运动情况是否符合要求。C、脉冲器水压实验（第三章第一节）2.2、地面仪器测试对地面仪器、计算机、阅读器的工作情况进行测试。要求地面系统工作正常。测试不合格，把不合格的仪器和测试报告一起立即返回公司修理。3、确定现场所需数据3.1 确定施工井地理位置的磁场参数，包括

13、：磁偏角、磁倾角、地球磁场强度等。3.2 井眼尺寸、井深、井温、钻井参数、水力参数。3.3 钻具组合，包括钻杆尺寸、内外径、无磁钻铤数量及与悬挂短节的丝扣配合情况。3.4 测量无磁钻铤的内径，选择扶正器尺寸。3.5 泥浆马达类型及使用排量。3.6 泥浆性能，包括泥浆比重、含砂量，是否使用微珠、堵漏材料等固相物质及其含量。3.7 泥浆泵类型及排量。3.8 具体的现场所需收集的数据见附录三：完井数据统计表。4、其它准备工作 正式施工前，还应完成以下准备工作：4.1、仪器房、工具房根据要求摆放到位，并正常供电。4.2、安装各地面仪器。4.3、安装压力传感器。4.4、在钻台安装司钻阅读器。4.4、铺设

14、压力传感器、司钻阅读器通讯电缆。调试整个地面系统至工作状态。三、现场实际施工1、仪器下井1.1、正式施工下钻前半小时，测量工作人员应进入工作状态，做好仪器下井的一切准备工作。1.2、协助、监督井队配置下井钻具，确保无磁钻铤、配合接头、悬挂短节的连接符合要求。1.3、下部钻具配置完毕，悬挂短节安全座于井口，准备放置井下仪器总成。1.4、将井下仪器总成吊上钻台，然后将井下仪器总成座入悬挂短节内。1.5、确定仪器座入悬挂短节的台阶后，上紧涨环螺丝和顶丝。1.6、在井口准确测量工具角差。2、浅层实验仪器安装完毕接单根和方钻杆后，进行井下仪器浅层实验，在井口测试井下仪器是否工作正常。浅层实验开泵时间不小

15、于3min，在测量到正确的测量数据或观察到明显的脉冲信号后，继续下钻并在施工记录表中做好记录。否则起出更换井下仪器总成。（开泵要放钻杆滤清器，清洁泥浆）3、下钻注意事项：3.1、每下20-25柱（每柱3个单根，低于3个单根可适当增加下井钻具的数量）钻具，要灌一次泥浆，灌泥浆要放钻杆滤清器，灌完取出。3.2、灌泥浆时，泥浆灌满、泵压开始上升时不要立即停泵，至少要1分钟后再停泵，防止改变数据传输率及测量方式4、测量4.1、根据施工的具体情况和工程人员的要求，和钻台密切合作，选择合适的测量点和测量时间，在5分钟的时间内完成对测点的测量。4.2、每一个测点的数据都应详细记录，数据真实、可靠。4.3、施

16、工过程中，和工程人员密切配合，为工程技术人员及时提供准确信息。4.4、施工过程中，严格要求司钻对刹把的操作，防止剧烈震动损坏井下仪器。4.5、填写测斜记录。具体内容见附录三。5、其它5.1、施工过程中，根据施工的需要，组装另一套井下仪器备用。5.2、施工过程中，对每趟钻的施工都要有详细记录，每趟钻施工完毕，总结出仪器的工作时间、循环时间等。5.3、全井施工完毕，对全井的施工进行总结，正确填写仪器工作记录表格。根据配件消耗的情况，填写配件消耗表核查各系统配件的数量及性能，对紧缺仪器、配件应提前作出报领计划。（附录三）四、仪器拆卸及回收1、仪器出井（继续施工）：每趟钻施工完毕、仪器出井前30分钟，

17、测量人员应进入工作状态，做好取仪器或检查井下仪器的一切准备工作。1.1、在钻台检查井下钻具，确保井下钻具无破裂、刺漏等现象。1.2、每趟钻施工结束，都需要对井下仪器的扶正器进行检查，如有损坏立即更换，确保仪器工作的安全。2、仪器出井（结束施工）：施工完毕、仪器出井前30分钟，测量人员应进入工作状态，做好取井下仪器的一切准备工作。2.1、仪器出井后，安全取出井下仪器，井口做简单的冲洗，将井下仪器安全吊下钻台，放在井场安全的地方，准备拆卸。2.2、交代井队拆卸无磁钻铤、配合接头、悬挂短节、无磁钻杆等，在钻台冲洗干净后，装上护丝或提丝，下放到井场坡道上，然后放置在井场安全的地方，准备回收。3、仪器拆

18、卸3.1、仪器出井后,检查扶正器、抗压外筒有无冲蚀并做好记录。3.2、提起压力开关，检测仪器工作情况并作好记录，3.3、拆卸脉冲发生器总成。检查脉冲发生器本体及配件有无严重冲蚀及损坏并记录；并做简单的拆洗、保养。3.4、拆开电池、探管和驱动器，然后将其装箱。3.5、擦净通讯电缆并盘好。4、仪器、配件回收4.1、关闭操作室一切仪器电源。4.2、卸下仪器电源线及数据线。4.3、拆卸地面仪器并装箱。4.4、拆卸压力传感器、司钻阅读器并收回。4.5、回收各种电缆线,钻杆滤清器。4.6、将所有仪器、配件、工具放置好，提前做好运输的准备。5. 仪器的维护和保养 5.1 脉冲发生器和探管的检修标准A、脉冲发

19、生器累计连续工作350 小时左右，需送修，无论其是否可以继续工作（仪器特别紧缺、在获得领导批准的特殊情况下例外）。脉冲发生器连续累计工作时间不能超过400小时。B、探管每工作1000小时左右检修一次。5.2 仪器存放注意事项A、所有仪器部件及工具在拆卸及回收过程中，及时进行清洗和擦拭。B、仪器要防尘、防潮、防高温。C、所有“”型密封圈、扶正器固定螺丝，根据需要更换。5.3 仪器运输途中注意事项A、探管、电池、驱动器及脉冲发生器装箱并注意放填充减震材料。B、仪器房内仪器、工具、设备牢固固定。C、悬挂短节、配合接头、无磁钻铤戴好护丝，并固定牢固。D、探管隔离放置，以免磁化传感器元件。E、行车平稳，

20、预防颠簸。5.4 井下工具检查井下工具出井后，根据实际情况对井下工具进行探伤检查，准备下次施工。6. 施工注意事项 精心策划，提前准备，排除一切故障，消除一切隐患，为正常施工打好充分的基础。6.1、探管和脉冲发生器下井前都要进行测试，确保无误后再下井。寿命。6.2、采用接口箱施工，尽量避免开、关接口箱的次数，不允许接口箱在没断电的情况下插、拔各接头，防止损坏接口箱。6.3、必要时，特别是泥浆存在气侵时，要求井队采取在泥浆中要加入消泡剂、启动除气设备等措施，以消除泥浆中的气泡。6.4、仪器系统施工时，必须保证泥浆泵上水快、上水好、泵状态好，空气包冲气足，确保 无泵噪音产生。6.5、为了保证数据传

21、输率和测量方式不变，开泵过程中除特殊要求外，1分钟内最好不要停泵。如果没有保障，待泵修好后再开泵。如果采用关泵测斜，冲数应在1分钟内达到仪器工作正常排量。6.6、使用单向阀，可以防止脉冲发生器在下钻过程中蘑菇头上压差过大而导致蘑菇头和限流阀碰撞破裂。使用单向阀施工，下钻过程中，仍需要灌好泥浆。6.7、每下钻20柱灌泥浆一次。灌泥浆时泥浆灌满、泵压上升至少2分钟后再停泵，防止井下仪器的数据传输率改变。6.8、每次开泵必须放好钻杆滤清器，如是接单根，将钻杆滤清器放入方钻杆下的钻杆内，如起钻，则将钻杆滤清器取出。确保放入钻杆中的钻杆滤清器清洁、无杂物。不再使用的钻杆滤清器应清洗干净。6.9、泥浆泵空

22、气包的压力应为正常泵压的3040%。6.10、我们这种结构的MWD仪器，不允许在有微珠和其它堵漏材料，包括核桃壳、纤维材料等的泥浆条件下工作，并要严格控制泥浆的固相含量不超过0.5%、塑性粘度不超过50秒。6.11、要确保单向阀工作正常，防止泥浆倒返时，将岩屑、泥块等杂质带入脉冲器，阻碍泥浆的流通及蘑菇头的运动。6.12、开窗井从开窗锻洗开始，都要在振动筛泥浆出口和泥浆槽内放置专门的磁铁，并要定时清洗，以清除泥浆中的铁屑、钻杆中冲下来的铁垢。钻杆长时间放置后再下井，须用铁榔头砸钻杆，确保里面的铁垢完全清除后再下井。7. 仪器交接7.1、交班人员应将现场正在施工的情况、仪器的工作情况、配件消耗缺

23、省状况向接班人员详细说明后再交班。7.2、接班人员应在了解了现场正在施工的情况、仪器的工作情况、配件消耗缺省状况后,再接班。7.3、带来的仪器应随带仪器工作、维修记录本及仪器测试报告。7.4、送回的仪器应随带仪器工作、维修记录本。 7.5、交班人、接班人在达成共同的意见后，在仪器清单上签字，仪器交接完成。第二章 仪器的基本操作第一节 仪器电子串的组装1、将各电子连接部件用电子清洗剂清洗干净并晾干,并且各橡胶密封圈要均匀涂抹硅脂，以防上紧时割伤密封圈，并记录好各部分的编号；2、驱动部分：用15芯软线连接驱动器（带模块的一端），并用螺丝固紧，再将驱动器底部的COUPLING接头与驱动器的15芯插头

24、对接，并用两个卡环和四个螺丝卡住15芯插头；再将驱动器软线端插入抗压外筒，拧紧COUPLING接头，再装上扶正器和大螺母，用两个半圆卡环和O圈挡住大螺母，带上护丝。3、电池部分：A、取出十芯软线，将雷蒙头连接到电池公头；再将电池斜着放入抗压外筒内，注意软线的插头不要触地，以免弄脏接头；并将15芯插头留在外面，再将COUPLING接头和电池对接（15芯插针一定要对准，注意不要损伤15芯插头），然后用四个内六方螺丝涂胶固紧，再将COPULING接头涂上硅脂拧入抗压外筒并用抱钳打紧，拧上扶正器打紧，COUPLING接头的O圈均匀涂抹硅脂，带上大螺母，用两个半圆卡环和O圈挡住大螺母，带上护丝。B、将十

25、芯软线一端拉出，将软线从铜接头内穿过，将铜接头和抗压外筒上紧；再在软线上装上弹簧和弹簧底座，将软线缠绕成螺旋型装入铜接头内，取出开槽固紧铜接头，将十芯插头的键和固紧铜接头的键槽对准，然后将这部分压入铜接头内并用四个内六方螺丝固紧（装配时注意不要挤着或挤伤软线）；试压十芯插头，应有4-5个毫米的行程，用专用软线连接十芯插头和测试盒量取电压（正电压16V，负电压-16V为正常；否则需要检测更换），正常后拧上短筒打紧，带上护丝。（注：电池筒短节在安装时，一定注意多芯连接线，以防受到大的拉力或挤压使导线损伤）。电池筒短节连线及线定义 电池两端一端的接插件为D型15芯连接器，另外一端为7芯航空接插件。

26、两端接插件定义如下所示：D型15芯连接器引线定义：芯号线色功能1黑GND2棕3红+18V4橙5黄-18V6绿7蓝脉冲数据8紫9灰压力开关信号10白11黑/白GND12棕/白13红/白14橙/白15黄/白7芯航空接插件引线定义：芯号线色功能A红+18V B黑GNDC黄-18VD蓝脉冲数据E灰流量开关信号F黑/白GNDG-4、探管部分：A、取出探管，将十芯软线雷蒙头和探管的十芯插头连接，再将探管斜着放入抗压外筒内，注意软线的插头不要触地，以免弄脏接头；并将15芯插头留在外面，将尾椎铜接头和探管的15芯插头对接，（15芯插针一定要对准，注意不要损伤15芯插头），然后用四个内六方螺丝涂胶固紧，O圈涂抹

27、硅脂，拧上扶正器打紧，将尾椎和探管外筒用抱钳打紧；B、将十芯软线一端拉出，将软线从铜接头内穿过，将铜接头和抗压外筒上紧；再在软线上装上弹簧和弹簧底座，将软线缠绕成螺旋型装入铜接头内，取出开槽固紧铜接头，将十芯插头的键和固紧铜接头的键槽对准，然后将这部分压入铜接头内并用四个内六方螺丝固紧（装配时注意不要挤着或挤伤软线）；试压十芯插头，应有4-5个毫米的行程，检测正常，拧上短筒打紧，带上护丝。第二节：仪器的地面测试、工具面读取一、工具面的读取：将电池和探管对接（注意内部接头的键槽要对准），带紧大螺母后，用专用软线连接电池的十芯插头和测试盒的电源端，用专用软线连接测试盒和地面接口箱的泵压插口，用通讯

28、线连接接口箱的通讯口和工控机的CAN卡口，同时用传输线接上司显，打开地面系统和测试盒的泵压开关模拟仪器工作，找出探管的高边并用记号笔做上记号，同时检测探管、电池和司显的工作是否正常。读取完毕将测试盒、软线拆掉，填写好检测记录。（注：图中所示是使用15针软线连接探管底部15芯接口，直接读取工具面，目前我们未采用这种方式）二、地面测试1、将各电子连接部件用电子清洗剂清洗干净并晾干,并且各橡胶密封圈要均匀涂抹硅脂，以防丝扣上紧时割伤密封圈。2、将脉冲器和驱动器接上（注意：在拧扣前将驱动器内部软线逆时针转7-8圈），用大叉扳手固定脉冲器，用抱钳将驱动器杆件打紧。3、将探管和电池串与驱动器对接（注意内部

29、接头的键槽要对准），用勾手扳手带紧大螺母；4、等待2分钟，提起压力开关，等待52秒后，靠近电磁阀总成，倾听电磁阀工作发出的撞击声，判断仪器工作是否正常；5、经检测判断仪器工作正常后，拧下压力开关扳手，将仪器各部分拆开装箱入库。第三节 地面设备的安装和仪器的串接测试一、地面设备的安装1、取出工控机、接口箱、司显（将各连接插口及连接线清洗干净、晾干），将各地面设备连接好后再接通电源检查工作是否正常（注意要接地线）。地面接口箱后面板的连接： SPP接压力传感器电缆 PUMP接泵冲传感器电缆 POWER司显电源电缆 I/O接司显信号电缆 COM1接工控机CAN卡接口2、在布司显线和泵压线时，要尽量架空并用线卡固定牢靠，以免碰坏。3、司显要挂在司钻容易观察和保护的地方，并作好司显的保护措施（固定牢靠、用海绵或棉布包裹防震、防水等）4、压力传感器的安装位置应根据现场实际情况选择压力传感器不易被损坏的位置；安装前，要缠好生胶带，装压力传感器时，指挥司钻停泵卸压后方可操作（选择合适的压力传感器基座，并上紧），压力传感器和传输线的接头处要用防水胶带缠好，作好防水防潮措施。二、仪器的串接测试1、仪器的串接（见第二节地面测试部分），仪器串接完毕后置于仪器支架上，并尽量保持水平。2、提起压力开关，等待52秒倾听电磁阀的撞击声，再次