泥浆脉冲发生器研究现状.pdf

20]0年第39卷
石油矿场机械
第10期第8页
OIL FIELD EQUIPMENT
2010,39(10):8~11
文章编号:1001-3482(2010)10-0008-04
泥浆脉冲发生器硏究现状
肖俊远,王智明,刘建领
(吉林大学机械学院,长春3025)
摘要:介绍了泥浆脉冲发生器的基本类型,分析了国内外研究现状,解释了涟波泥浆脉冲发生器
发生杌理,定性探讨了转子扭矩的影响因素,给出了转子优化设计原则。
关键词:随钴测洌井,泥泶脉冲发生器,转子,扭矩,优化设计
中图分类号;TE927.6
文献标识码:A
Research Status of Mud Pulse Generator
XIA0 Jun-yuan, WANG Zhi-ning, LI[J Jian-ling
( Mechanical College, Jilin Uniwersity, Changchun 30025, China)
Abstract: The basic types of mud pulse generator was described, compared to the study status quo
at home and abroad of the mud pulse generator, a continuous mud-wave pulse generator pathogen
is was given, qualitatively the influencing factors of rotor torque was explored and rotor optimal
design principles was obtained
Key words: MWD; mud-wave pulse generator; rotor; torque; optimal design
随着石油工业的发展,对测并技术的需求越来信号的处理要求较高,结构复杂,难度大,目前只有
越高。测井技术的准确性取决于获得井下信息的真外少数几家公司拥有产品。笔者着重介绍正脉冲
实性和快速性,其关健技术是井下信息传输的载体、和连续波信号发生器的研究现状
传输T具、传输速率及其在地而的信号接收、信号处
理及解码等。根据内外目前的研究现状,井下信
1正脉沖发生器研究现状
息传输有泥浆脉冲、电磁波、声波钴杄柱振动3种方1.1国外
式。声波钴杆杶传输技术目前还处于试验究阶
以正脉冲方式传输的随钴测量系统国内外均有
段;电磁波传输技术受井深和地质条件的影响较大,较成熟的理论研究和实际应用产品。例如,美国哈
应用范锢受到限制;泥浆脉冲传输技术的商业化应里伯顿公司HIDS1系统,即新一代探路者MWD系
用最为广泛。
统;哈里伯顿-斯派尔森公司生产的 SPERRY-SUIN
泥浆脉冲传输方式有负脉冲、正脉沖、连续波3型正脉冲无线随钻测量仪,是当今世界上技术最成
种。三者对比,负脉冲信号发生器存在污染,信号速熟、性能最可靠的无线随钴测量系统之一;斯伦贝
率低,能量损失大,已经遂渐被淘汰;正脉冲信号发谢-安纳聚尔公司生产的Slim-1型正脉冲可打捞式
生器信号稳定,下井仪器结枃简单,使用操作和维修无线随钴测量仪,性能可靠、操作简便
方便,但传输速率较低,是目前普遍使用的-一种传输1.2国内
方式;连续波传输速率高,受噪声干扰影响较大,对
中国石油劫探开发研究院研制的新型正脉冲无
收稿日期
基金项目:中国海洋石油总公司“髙速率泥浆脉冲遥传系统研究”(YFJ0504)
作者简介:肖俊远(1983-),男,河南正阳人,硕士研究生,主婆从事机械设计及理论方向的研究,E-nmai:xy_126@126
第39卷第10期
肖俊远,等:泥浆脉冲发生器研究现状
线随钻测量系统( CGMWD)于2003年在大港和冀发生器在不同的井深能达到不同的更高传输速率,其
东油田进行了现场试验,获得了阶段性成果;胜利石剪切阀如图2。在贝克休斯公司试验测试场测得井
油管理局钴井工艺研究院在无线随钴测量仪器、双深914m(3000f)时试验传输速率可达到40bit/s;
向通讯系统、地面监控系统的研究开发等方面取得在北美海岸上,在3007m(9865ft井深时测得传输
了进展;大港油田于2004年完成了国内第1套由速率达30bit/s;巴西海上试验,在3473m(11394ft
井下涡轮发电机供电的正脉冲无线随钻测斜系统井深时,测得试验传输速率可达27bit/s;揶威海上试
HM-MWD的理论研究及实现;胜利油田通过引进验,测得井深6398m(20991ft)时的传输速率可达
美国APS公司的旋转阀式脉冲发生器,与他们自己20bit/s。在萨哈林( Sakhalin)分别测试了井深为
研制的电子测量短节配套,由锂电池供电,组成一种8876、10536、10995m(29123、34570、36075ft)的
新型MWD无线随钻测量系统(APS旋转定向测量数据传输速率分别为4.0、3.5、3.0bit/s。
系统),通过现场应用,取得了一定的应用经验;北
京海蓝科技发展有限公司开发的泥浆脉冲随钴测斜
仪(YST-48X型)是一种正脉冲无线随钻测斜仪,利
用泥浆压力变化将测量参数传输到地面,具有活动
部件少、使用方便、维修简单等优点。YST-48R型
是在YST-48X型正脉冲无线随钻测斜仪基础上推
广使用的,引人了伽马测量项目,使用石英加速度
计,提高了定向探管的精度和性能。
但是,目前正脉冲随钻测量系统传输速率仍然
较低,通常为0.5~5.0bit/s
2连续波信号发生器研究现状
2.1国外
目前只有美国斯伦贝谢公司研制的 Pulse系列
图2剪切阀
旋转阀式信号发生器产品和APS公司研制的旋转
阀式脉冲发生器( Rotarypulser)成功地应用于钴井
哈里伯顿公司也在致力于开发以连续波发生传
领域,其旋转如图1。斯伦贝谢公司的旋转阀播信息的随钴测量系统,目标是使传输速率达到
式连续波信号发生器( Powerpluseth)以24Hz的
20~30bit/
频率发送信号,理论数据传输速率可高达12bi/s。2.2国内
目前,国内开发的无线随钻测量系统都是以正
脉冲泥浆压力波传输的,对连续波信号的发生和传
输阶段的理论研究以及MWD设备的研制还处于
起初阶段
苏义脑院士等人已经做了部分具体的工作
2008-06-11,苏义脑、李林等为中国石油集闭钴井工
程技术研究院申请连续波压力脉冲发生器新型实用
专利,专利号为200820108512.X。该专利数据传输
速率可达10bps,压力波幅值为1.52Pa(220psi);
结构简单,所需转动扭矩小,耗电量少;有一分流器,
脉冲发生器阀出现障碍时,分流器的槽孔将泥浆分
流,保证钻井作业正常进行?。
图1 APS Rotarypulser旋转阀
业内人士和单位也进行了大量的研究工作。其
中,刘修善等对钻井液脉冲信号在钴井液中的传输
美国贝克体斯公司的摆动剪切阀式连续波信号规律、传播速度等进行了研究;房军等利用液压系统