YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪使用说明书 - 图文(2)

YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪使用说明书

1.2 基本工作原理 1.2.1 定向探管

这种测斜仪是利用当地已知的重力场和地磁场做为基准定义方向参数的，并利用定向探管坐标系与基准的相互关系计算出方向参数，因此需要建立探管测量头坐标系是很自然的。测量头坐标系如图2所示。

ZOXT形槽图2 测量头坐标系示意图 X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头轴向。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通门Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力场的重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁场在三个方向上的分量。当这些传感器感受输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（VT）。这7个输出电压和一个基准电压（VR）及电源电压（VD）共9个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（PS）在电压时间变换器内部通过与门形成P0，并输入到CPU处理单元，CPU把这一脉冲串的各脉冲间隔变成数字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等参数的值。CPU进一步将这些参数进行编码，形成脉冲串，驱动后续电路工作。 1.2.2 伽马探管

伽马探管是综合测量地壳岩层自然放射性强度的仪器。由于地壳岩层中存在自然放射性核素（主要是铀（U238）、钍（TH232）、钾（K40）），在自然衰变时放

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射出γ射线，测井时用γ射线探测器沿井眼实时进行地壳岩层的测量，得到地层剖面的自然伽马记录。

根据地球化学和地球物理学知识可知，地壳岩层的岩性（如：岩层的种类、生成方式、沉积环境、形成年代等）与其自然放射性γ射线强度有着一定的联系，结合其它测井方法的测量结果即可有效的推测生油岩层，这也是自然伽马测井应用的主要目的。

为了准确、可靠的进行无线随钻自然伽马的测量，考虑到无线随钻测量仪器的工作环境和特殊要求，YST-48R采用了高抗振、高抗冲击和高可靠型晶体和光电倍增管，并进行了合理的系统设计，确保仪器在随钻工作环境下良好工作。

无线伽马与有线伽马测井相比，除有效的完成自然伽马测井记录外，还具有众多突出优点，首先，无线伽马测井记录具有更高的可信度，因为在地层被钻开很短的时间内即进行测量，地层暴露时间较短，受泥浆冲洗较少，记录更真实可靠；其次是测量数据对钻井施工具有较好的指导作用，可以优选钻井参数，提高钻井功效，降低钻井成本；再有，可以有效回避风险，降低钻井事故的发生率；还有，在水平钻井作业中，可以根据测量数据有效的调整钻井方位，使井眼有效的穿越储集层，提高矿藏的采收率和经济效率；另外，还可以有效的在钻井事故发生时获得第一手有效的测井数据，避免宝贵数据的丢失。 1.2.3 泥浆脉冲发生器

如前文所述，YST-48R泥浆脉冲随钻测斜仪是通过电磁机构控制阀门头与限流环之间的流通面积，进而引起在钻杆内流动的泥浆压力产生变化，达到传输信号的目的。由电磁机构直接带动阀门头需要相当大的功率，在井下实现是不现实的，在设计中，采用了利用流动的泥浆由伺服阀阀头带动主阀阀头的方式。如图3所示，没有信号时，伺服阀阀头处于压下状态，在无磁钻铤内高速流动的泥浆在限流环处产生反向的压力，使主阀阀头提起，弹簧被压缩，主阀阀头与限流环之间的流通面积较大，泥浆可以快速通过，钻杆内泥浆的压力较小。当有信号时，如图4所示，伺服阀阀头被提起，泥浆可以从伺服阀阀头处流入，仪器内外的压力平衡，原来被压紧的弹簧将释放，主阀阀头与限流环之间的流通面积减小，钻杆内泥浆的压力将升高，信号被传输出去。

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限流环 主阀阀头 无磁钻铤 弹簧 伺服阀阀头 泥浆

图3主阀阀头提起状态

图4主阀阀头压下状态

1.3 性能指标 1.3.1 定向探管

YST-48R可以选配两种定向探管，主要的区别在于传感器的不同，一种选用了磁液悬浮加速度计，另一种选用了石英加速度计。两种探管各有优缺点，一般来说，磁液悬浮加速度计在油田仪器中使用时间较长，技术比较成熟，石英加速度计近几年来在油田仪器中得到了应用，主要优点是精度较高，用户可以根据自己的情况选配。在YST-48R定向探管中，还增加了存储记录的功能，用户可以根据需要灵活地设置数据的记录方式，当定向探管从井下提升到地面后，可以通过计算机回放井下记录的数据，从而获得更多的信息。两种定向探管的性能指标如下：

井斜：±0.2°（磁悬浮）

±0.1°（石英）

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方位：±1.5°（磁悬浮）

±1.0°（石英） 工具面：±1.5°（磁悬浮）

±1.0°（石英）

最大数据存储能力： 45000组 1.3.2 伽马探管

探测范围：0～500API

测量精度：±3API （0～150API）

±10API （150～500API）

最大数据存储能力：11万组

灵敏度：优于1.6计数单位／API 垂直分辨率：优于130mm 推荐测速：≤30 m/h 推荐采样时间8～12s

仪器抗冲击：800g，1/2sin 三轴 耐振动：20g／10～200Hz rms 三轴 1.3.3 其它性能指标

最高工作温度：125℃ 仪器外筒承压：100MPa 抗压筒外径：φ48mm 仪器总长：6.9m（无伽马） 8.8m（有伽马） 电池工作时间：180小时（无伽马） 150小时（有伽马）

泥浆排量：10～55升/秒（取决于钻铤尺寸）

仪器压降：50～200PSI（取决于钻铤尺寸和泥浆排量） 泥浆信号强度：20～100PSI

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泥浆粘度：≤140s (漏斗粘度) 泥浆含砂：＜1%

泥浆密度：≤1.7克/立方厘米

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