[咨询求助]泥浆脉冲随钻测量仪器 [复制链接]

目前是有3种:正脉冲,负脉冲,连续脉冲.
想请教下,3种脉冲相互的区别..
何为"正","负","连续".
还有3种脉冲的特点,适用性.
谢谢.

泥浆脉冲系统借助钻井液的压力波来
传送信号，对钻井液有严格的要求：含砂量
<1 ～4％，含气量<7 。泥浆脉冲系统
的信息传输方式有压力正脉冲、负脉冲和
谐波式三种。
2．1．1 以压力正脉冲方式工作的MWD系
统
如图1所示(其中：1一定心装置；2一阀
门；3一水力放大器活塞；4一发生器；5一多
级涡轮；6一电缆；7一防震器；8一发射器和
传感器)．压力正脉冲MWD的井内仪器由
发射器和装在防震器7中的传感器8组成
发射器(脉冲器)产生与传感器8所发信号
对应的钻井液压力正脉冲。当钻井液流通
孔被阀门连通时，便会产生压力正脉冲。
水力放大器的活塞3推动带锥形柱塞的碟
形阀门2，涡轮发电机给传感器8和水力放
大器的线圈阀门、水力泵一⋯阀门2提供
能量。MWD系统的接收部分安装在钻机主动钻杆中．其传感器可测出的压力脉冲幅值为0．35～0．70MPa。
带涡轮钻具的MWD~．统工作时，只要有钻井液在循环就能进行连续测量。用转盘钻进时，必须让钻具停止回转1．5min才能
进行测量。每个参数的发射要持续近50s，而以数字编码方式发送
全部信息要2．5min。
2．I．2 以压力负脉冲方式工作的
MWD系统
如图2所示(其中；1一外壳：2
一水流过滤器；3一阀门；4一电力线
圈；5一旁路孔#6一钻具外环空间)，
在压力负脉冲发射器中，当一部分
钻井液经阀门旁路流向管外空间时
会产生压力负脉冲。旁路阀门5打
开的时间很短暂，仅为0．25～1．Os，
突然使压力急剧下降。压力降则沿
着钻井液液柱传至地表。
为了形成压力负脉冲的信息通
道，必须在管内、外空间之间建立初
始压力降。在钻杆壁上有一个连接
钻柱管内外空间的阀门，当阀门打
开很短时间(0．25～1．0s)时便产生
图2 负脉冲发生器
结构示意图
脉冲。脉冲的下降值取决于钻井泵高压管线中的压力降。水力压
力脉冲的前沿坡度为5~6MPa／s。在井内仪器中装有参数检测传
感器、编码电路和由阀门和大功率线圈组成的脉冲发生机构。井
内仪器消耗的能量很小，用小功率发电机即可满足要求。同时，该
MWD系统的工作实际上不影响钻井液的冲洗规程。
2．1．3 以连续压力波方式发送信息的MWD系统
(1)用回转式阀门产生连续压力波的MWI)系统。如图3所
示(其中：1一膜盒：2一耐磨衬套；3一回转式阀门；4一定子；5一接
头；6一联轴节；7一双相电机；8一密封隔板；9一带模数转换的传感
器；10一衬套；l1一定子盖板；12一定子；13一密封圈；14一发电机；
15一电动机转速调节器；16一电源块；17一行星齿轮减速器；18一
弹性联轴节；19一密封)，用于产生连续压力波的回转阀门3启动
后，系统便开始形成。回转阀门的运动垂直于流体，所以它的驱动
能量最小。为了使MWD系统处于最佳状态，必须减小压力的脉
动程度(钻井液的干扰)。专用的压力补偿器可把压力脉动降至小
于0．007MPa。发送信息时，阀门以固定的转数回转，发出与高精
度时间传感器同步的信号。当阀门在短时间内出现回转加速或滞
后的情况时，相位互换(在0．1s内出现相位偏移180。)，产生频率
为24Hz的信号。阀门3由双相电机7和发射调节器15驱动回转。发出信号的相位由向凋节器发出
反馈信号的传感器控制。通过改变信
号的相位便可实现编码。在发送信息
的过程中，阀门以固定的频率回转，产
生与高精度时间传感器同步的信号。
为了以24Hz的频率发送信号，阀门的
转子以144r／min的速率回转。被传输
信号的幅值在0．105～O．350MPa的范
围内。压力传感器采集到的信号．将在
地表接收装置中被滤波、放大，恢复同
步脉冲的次序与信号的相位。由相敏
元件及其积分电路来识别相位位移并
译码。
(2)利用涡流脉冲阀产生连续压力
波的MWD系统。在钻杆内装有4只涡
流脉冲阀，阀的端部装有两只电磁线
圈，线圈的电磁铁心接在控制杆上，而
另一端装有一个压力补偿膜片，使外部
压力与线圈套内的静液压力处于平衡图3 连续压力波发生器
状态。由外部压力和线圈发热等引起的内部液体膨胀或收缩，也
由该膜片予以补偿。当涡流阀的节流杆处于非工作位置(图4，A)
时，液体流线以阀输入口的中心线为对称线流动．由于是径向流
动，通过阀腔的压力通常比涡流阀入口处的压力低，液体在阀腔内
受到的阻力最小，此时可认为阀处于开启状态。当井底传感器发
出的信号使电磁线圈通电时，电磁铁心就带动控制杆及涡流阀的
节流杆(图4，B)，对涡流阀进行节流。由于节流破坏了阀腔内液
流的自然对流，于是液流便产生切向速度分量。根据能量守恒定
律，阀腔内形成涡流时，向心冲量要求切向速度随着旋转半径的减
小而增大，这就使得阀腔流道内的低速液流(压力高)和阀中心的
高速液体(压力低)之间产生了很大的压差。当涡流形成时，液体
在阀内受到的阻力最大，便有一个压力脉冲波产生。随着新涡流
的不断形成，便产生了一系列的脉冲波。这些脉冲波幅通过钻井
液以声速传到地面。
信
A 径司通 B 丙流
图4 涡流阀工作原理图
信号
2．2 电磁波通道系统 ‘
该系统把一个类似低频天线的电磁波发射器装在井内仪器中，
通过远离钻机的电极来接收由井底发至地面的信号。其优点是：信
息传输速度比水力通道快；对钻井液的质量要求和钻探泵的不均匀
性要求更低；对正常钻进没有干扰；与其它方法相比，准备工作简单，
起下钻时也能传输井下资料。缺点是：信号衰减大，只能传播低频电
磁波，易受井场电气设备的干扰和岩石电阻率的影响。
由于钻井空间狭小，电磁波发射实际只有
垂直天线(沿钻杆的轴向电流)和垂直磁天线
(绕钻杆的水平电流环激励沿钻杆方向的磁
场)两种激励方式。激励轴向电流最简单而有
效的方法就是使特制的钻杆成为用绝缘接头
连接的两段结构，由激励器输出的电压通过密
封接头馈于两段，形成一种类似双极天线的地
下非对称双极激励装置。最合适的井下激励
方式为激励沿钻杆引导的轴向电流。
俄罗斯的电磁波式井底遥测系统(Z'I、s)
包括井内仪器和地表装置。井内仪器组成如
图5所示(其中：1一钻铤；2一井内仪器；3一下
接头；4一隔离器；5一分流装置；6一安全接头；
7一工作接头；8一扶正器；9一过滤器外套；
10、11一接头；12一过滤器；13一测斜仪；14一
电缆仓)。在井内仪器组合中加了过滤器外套
9以后．使整个钻具的长度达到标准长度
(12m)。隔离器4使钻具分成互相绝缘的上
下两部分，从而形成天线的两极。

详细资料看附件

非常感谢.

学习了

发脉冲时压力比平时大为正脉冲，反之为负脉冲。连续的波动靠着调整频率的就是连续波。