Black Star 电磁波无线随钻测量系统
BlackStarEMMWD无线随钻测量仪操作规程讨论稿
BlackStar EM MWD无线随钻测量仪操作规程(讨论稿) BlackStar EM MWD无线随钻测量仪设备操作规程1范围本规程规定了BlackStar EM MWD无线随钻测量仪上井前的准备与检查、吊装与运输、设备安装、浅层测试、测量施工、仪器回收、维护保养、存放等施工过程的设备操作规程及要求。
本规程适用于BlackStar EM MWD无线随钻测量仪的操作。
2 上井前的准备与检查2.1检查电源变压器,220V变110V,工作是否正常～通过接地测试器测试。
检查220V UPS和110V UPS工作是否正常。
2.2 检查EM地面系统运转正常2.1.1将地面放大器(Surface Amplifier)电源线连至UPS,110V,的输出。
用网线连接地面放大器及计算机(laptop)网络接口。
打开地面放大器电源开关后3-5秒应能听见一声“滴”短鸣声为正常。
2.2.2启动计算机～并启动EM Control Panel程序～点击Connect按钮～确认计算机与服务器成功连接。
,如果第一次联机需要运行EM Server Update程序对地面放大器做服务更新,。
2.3 检查钻井参数仪井深系统及WITS信息传输 2.3.1将钻井参数仪主机电源线连至220V UPS输出端。
将1CAN总线分别连接主机后面的CAN总线接口和CAN总线盒～再连接好显示器及键盘鼠标。
将绞车、大钩负荷、立压等钻井参数仪的传感器连接到CAN总线盒上。
2.3.2 用串口线将主机COM1连至EM地面放大器的Master口上。
启动,哪个,主机～启动,什么,主程序。
2.3.3 ,什么情况下,旋转绞车传感器～主机显示大钩高度变化正常～EM计算机接收到深度信号。
2.3.4 选择参数仪主程序界面的MWD显示～确认主机接收到EM井斜、方位、工具面等信息。
2.4 下井探管工具测试2.4.1 在确认测试盒的电源开关处在关闭状态后～将程序测试盒电源线连至110V UPS的输出。
电磁波随钻测量——精确定向钻井利器
集 的过程 中 ，Ｅ ＭＷＤ Ｍ— 的通 讯工 具提
供 了一种高效益 的方式 ，可 以应用在欠
去循环 井 ，垂直钻井 ，水平井 ，再入井
随钻测 量系统Ｅ ＭＷＤ 是这样一种 平衡钻井 ，煤Βιβλιοθήκη 气抽提 ，过压地层 ，失 Ｍ— 就
技 术 ，它可 以针 对 不 同的地 质及 录 井
的钻 井 时 问。 当等待 测量 数据 时 ，降
在钻进 的过程 中实时了解井斜 ，方位角
和工具 面以便于按照 汁划准确钻进 。它
可 以传输 准确 、实时的数据 以满足严格 眼的重力高边 。这 种配置 通过 与 目标 层 的钻井过程管理 要求 ，提高与定 向井工
图１
程师的沟通 ，见 图３ 。
９ ４ 石油与装备 Ｐ ｔ ｌ ｍ＆Ｅ ｕｐ ｎ ｅｒ ｅ ｏｕ ｑｉ ｍｅ ｔ
Ｈ ＾ Ｔ Ｍ Ｉ Ｌ ＾
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含少量的 自然辐射元素 。
他们可以更好的利用由电磁波传输 的钻 Ｅ ＭＷＤＴ． 以提供 诸如录 井及地 Ｍ— 具可
头的方位等数据并接受 ， 码 ， 解 处理并 质导 向功能作为可选项 ：内部环空压力
传递到司钻显示屏上 ，而不受为传 输电 传感器 ，轴向和径向震动传感器和录井
泛应用 。同时 ，其他相关技术也在广泛 应用 ：旋转导向钻井 ，多点测量工具和
Ｅ ＭＷＤ Ｍ— 技术 采用Ｅ ＭＷＤ Ｍ— 技 浆 系统 。此外 ，我们的工具还 可以应用
马比较他有更好的 灵敏度 ，也不容易 由
于震动和 冲击的影 响而 损坏 。３ ０ ６ 度伽 马常 用于 直井或定 向井的直井段 。 聚焦伽 马 伽马探测 器安装在一个
无线随钻测量传输系统概述
技术应用与研究目前，无线随钻测量传输系统已广泛的应用到定向井、水平井施工过程中。
在上世纪30年代就已经产生了随钻测量的概念，直到50年代后期，泥浆正脉冲传输系统的实现，使得随钻测量实现了突破性的发展，也即打开了无线随钻测量传输系统发展的序幕。
在随后的几十年里，定向井、水平井施工任务的增多，引发了随钻测量技术的快速发展，但是收到其相关行业（通讯协议、电子器件等）水平的限制，其发展趋势较为缓慢。
在最近十多年的时间里，各大石油公司和石油高校对无线随钻测量传输系统的科研力量不断增加，也促使了各种无线随钻测量传输系统的进一步完善，并大规模的应用到了实际生产过程中。
一、无线随钻测量传输方式目前，无线随钻测量传输系统依据其传输介质可分为三大类：泥浆脉冲传输方式、电磁波传输方式、声波传输方式。
其中以泥浆脉冲传输方式技术最为成熟，应用最为广泛；其次为电磁波传输方式，由于其使用受到的限制较多，所以只适合某些特定的区域；最后为声波传输方式，目前还没有商业化应用，只有现场试验成功的新闻报道。
1.泥浆脉冲传输方式泥浆脉冲传输方式以泥浆为传输介质，根据其脉冲生产的机理不同可以分为两类：节流型脉冲发生器和泄流型脉冲发生器。
又可以根据工作原理的不同将其划分为：正脉冲传输方式、负脉冲传输方式、连续波传输方式。
其中正脉冲传输方式和连续波传输方式属于节流型信号发生器，而负脉冲传输方式属于泄流型信号发生器。
（1）正脉冲传输方式。
井下仪器的脉冲发生器部分的主要由一个针阀和小孔组成，测斜探管将测量得到的数据发送给脉冲发生器，脉冲发生器根据数据编码规则将数据编码，然后操纵针阀的上下运行，从而改变针阀和小孔的相对位置，也就改变了钻井液流道的面积，进而引起立管中泥浆压力的变化，以泥浆压力波的形式将数据传输到地面。
（2）负脉冲传输方式。
负脉冲传输方式和正脉冲传输方式的原理基本一致，但是其实现方式不同。
通过上述可知正脉冲是减小泥浆的流道面积而引起立管压力的升高，而负脉冲是增大泥浆的流道面积而引起立管压力的下降。
煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用
收稿日期 : 2016-07-13 基金项目 : 河南省产学研项目 (132107000030)；河南理工大学博士基金项目 (B2010-75) Foundation item： Henan Industry-University-Research Project (132107000030)； Henan Polytechnic University Doctoral Fund(B2010-75) 第一作者简介 : 江泽宇 (1991—)，男，四川德阳人，硕士研究生，研究方向为地球探测与信息技术 . E-mail： qsccsqwar@ 引用格式 : 江泽宇，谢洪波，文广超，等. 煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用[J]. 煤田地质与勘探，2017，45(3)：156–161. JIANG Zeyu， XIE Hongbo， WEN Guangchao， et al. Design and application of electromagnetic radio MWD system of drilling track in coal mine[J]. Coal Geology & Exploration， 2017， 45(3)： 156–161.
第 45 卷 第 3 期 2017 年 6 月
煤田地质与勘探
科技成果——矿用本安型电磁波无线随钻测量技术
科技成果——矿用本安型电磁波无线随钻测量技术技术开发单位中煤科工集团西安研究院有限公司适用范围本技术适用于煤矿井下瓦斯抽采、水害防治、地质勘探及地面定向钻孔施工。
系统可与不同型号钻机配套使用，使现有型号钻机具有定向钻进的功能。
可满足国内煤矿井下瓦斯抽放孔和探放水孔等中等距离钻孔（孔深不大于500m）的需求。
此外，该系统还可配套井下伽马测井探管、井下电阻率测井探管等，实现煤矿井下多参数无缆测井，为井下高效抽放和效果评价提供技术支持，具有良好的推广前景。
成果简介通过研究煤矿井下电磁波在地层中的传播特性，采用电偶极子原理在地层和钻柱上激发出低频电磁波的方法进行数据传输，系统由孔口设备和孔中设备组成。
孔中接收模块接收到孔口指令后，启动测量模块进行姿态测量，所测数据由发送模块进行调制、放大后，经天线耦合辐射到钻杆、地层中，孔口的接收模块在接收到数据后交由处理显示模块进行处理、显示，实时调整钻进姿态，指导钻进。
关键技术关键技术一：采用基于噪声驱动的智能调制、解调技术，提高了系统的抗干扰能力，延长了最大通信距离。
关键技术二：研制的大电压、小电流推挽放大电路模块，在解决防爆问题的前提下使最大发射功率接近理论上限。
关键技术三：采用姿态、压力检测和综合决策等技术研制出智能电源管理系统，该系统能识别钻进、停止钻进两个状态，根据需要给孔中系统供电、断电，可最大限度延长工作时间。
关键技术四：设计了一种全新的复合结构，采用新型涂层材料，制作了绝缘间距大、强度高的绝缘天线，地面试验与井下示范表明绝缘天线的强度、间距满足实钻要求。
关键技术五：设计了钻杆丝扣的高强度防断裂密封式螺纹连接，实现了钻杆螺纹的高强度及良好密封。
主要技术指标（1）方位角（绝对误差）：±1.2°（测量范围：0°-360°）。
（2）倾角（绝对误差）：±0.2°（测量范围：-90°到90°）。
电磁波随钻测量系统
发射机连接图
第三部分 现场操作
施工准备 仪器连接 开机测试 井口安装 入井测试 出井测试 注意事项
施工准备
在到达井场后，将接收机及计算机放进仪器房，确认仪 器房与钻机的距离，距离太远不能进行安装； 在钻机上找一个接触比较良好的地方安装接收天线连钳； 以井口为中心，便于连接接收机方向找一个湿润的地方， 将地锚砸入地中，在接线口安装上连接线缆； 将连接线缆安全高架，注意防碰、防损，连接线不允许 打直角弯，以防折断；
电 磁 波 随 钻 测 量 系 统
今后发展方向
1.高数据传输率随钻测量系统 采用数据压缩技术、高效编码技术的EM-MWD系统。 2.地质导向技术 大量的测井技术转化为随钻测井工具，实现随钻实时地 质评价，通过测井信息与井眼轨迹信息结合，使得钻井轨迹 能够准确行进在储层中最佳位置。 3.提高综合井控能力 随钻测量系统携带大量的地质信息、工程参数、井眼轨 迹信息，更多的工程信息井下化对于安全井控意义重大，利 于工程事故早期准确预报。
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仪器主体外径：Φ48mm；电路骨架直径：Φ35mm；
测量范围和精度： 井斜角： 0~180° ±0.2° 方位角： 0~360° ±3.0°（井斜角 <5°） ±2.0°（5°≤井斜角≤9°） ±1.5°（井斜角>9°） 工具面角： 0~360° ±1.5°
下密封盖帽
下密封盖帽安装在仪器测量串的最下端，其材料为优质钛 合金，其外径为： Φ48mm，有效长度为：175mm。
第二部分
电磁波随钻测量系统原理和组成
一.系统概述
电磁波随钻测量系统是以电磁波形式将井下随钻测 量参数通过地层向地面传输的随钻测量系统。 测量参数：井斜、方位、工具面、温度
国外井下随钻测量传输系统概述
国外井下随钻测量传输系统概述在传统的钻井作业中，井下测量数据通常需要通过电缆传输到地面，这种方式存在一些局限性，如测量范围受限、数据传输不稳定等。
而井下随钻测量传输系统采用了无线技术，解决了传统钻井作业中的这些问题，提高了数据传输的稳定性和可靠性。
井下随钻测量传输系统主要包括以下几个组成部分：1.井下测量仪器：该系统使用的测量仪器通常具备高精度、高稳定性的特点，能够准确测量地层参数，如井深、井斜、地层流体性质等。
这些测量仪器通常通过电池供电，并装有无线通信模块，以实现数据的实时传输。
2.无线数据传输设备：该设备是井下随钻测量传输系统中的核心部分，通过无线通信技术将井下测量数据传输到地面。
这些设备通常由多个组件组成，如数据采集模块、信号处理模块和通信模块等。
数据采集模块用于收集井下测量设备生成的数据，信号处理模块用于对数据进行处理和压缩，通信模块用于将数据传输到地面。
3.地面接收设备：该设备用于接收井下传输的数据，并将其显示和记录下来。
接收设备通常具备数据显示功能，能够将井下测量数据以图表或曲线的形式展现出来，以便钻井工程师和地质学家进行实时监测和分析。
此外，地面接收设备还可以将井下数据存储下来，以备后续研究和审查。
井下随钻测量传输系统的工作原理如下：首先，井下测量仪器通过测量和检测地层参数，生成测量数据。
然后，数据传输设备采集并处理这些测量数据，并使用无线通信技术将其传输到地面。
最后，地面接收设备接收井下传输的数据，并将其显示和记录下来。
井下随钻测量传输系统的优势主要体现在以下几个方面：1.实时性：通过无线技术实现数据的实时传输，能够及时反馈地层情况，帮助钻井工程师做出及时的决策和调整。
2.可靠性：采用无线通信技术，避免了传统电缆传输中存在的数据丢失和传输不稳定的问题，保证了数据传输的可靠性和准确性。
3.灵活性：无线传输设备的小巧灵活，可以方便地安装在测量仪器上，减少了设备的体积和负重，适应于不同井型和钻井环境。
电磁波无线随钻测量技术在石油钻井中的应用
电磁波无线随钻测量技术在石油钻井中的应用Ji Yuping【摘要】电磁波随钻测量技术(EMWD)具有不受循环钻井液限制,传输效率高,实时数据传输的优点,可以及时指导钻井工程.通过分析电磁波随钻测量系统SEMWD-2000B的原理及管柱结构,介绍了电磁波随钻测量技术在宝塔采油厂8160平1水平井的应用情况.结果表明,电磁波无线随钻测量技术与常规脉冲式随钻测量系统相比,具有适用范围广,对现场施工有更强的适用性和更高的生产效率.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2018(030)012【总页数】5页(P91-95)【关键词】电磁波无线随钻测量技术;石油钻井;测斜数据;测井曲线【作者】Ji Yuping【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P631.8;TE2430 引言随着钻井工程技术水平的不断发展，欠平衡井、气体钻井和泡沫钻井等一系列工艺技术的推广使用，钻井工程对随钻测量技术的要求也在不断增高，目前国内外多采用两种随钻测量技术：泥浆脉冲随钻测量系统和电磁波随钻测量系统。
泥浆脉冲式随钻测量系统的基本工作原理是地面传感器根据事先的编码好的脉冲设计产生脉冲信号，脉冲信号高低变化引发钻井液压力的同步变化，传感器根据钻井液压力的变化解码得到井下测量参数。
因而，泥浆脉冲随钻测量系统在液体钻井液中工作稳定性较高，但对钻井液的依赖性强，对钻井液性能、泥浆泵等要求较高，且系统信号传输速率低，脉冲阀易损坏，在进行全测量时需要停泵静止钻具，数据不具有实时性等问题，大大增加了钻井工作成本及井下风险[1-5]。
20世纪80年代电磁波无线随钻测量技术(EMWD)得以推广，目前国外有Halliburton、Weatherford、Schlumberg-er 等拥有电磁波无线随钻测量技术，国内中国石油勘探开发研究院、延长油田、中国电子科技集团公司22研究所等也都对电磁波无线随钻技术进行研究。
河南豫中地质勘察工程公司于2017年从中国电子科技集团公司22研究所引入SEMWD-2000B，该产品性能稳定、操作简单，大幅度提高了钻遇率及生产效率，为石油钻井工程事业做出巨大贡献。
煤矿井下随钻测量系统的设计与实现
煤矿井下随钻测量系统的设计与实现摘要：自古以来，我国的能源资源十分丰富，随着科学技术水平的提升，自然资源的勘探技术得到了显著的进步和发展。
在我国的能源结构当中，煤炭资源占据主要地位，在煤矿的日常开采过程中钻探技术扮演者不可或缺的角色，这不仅能够对生产过程中的地质条件进行深入的探测，并且在解决煤矿煤矿安全生产问题上发挥出了重要的作用。
然而伴随着煤矿生产机械技术的不断发展和进步，为了能够有效提高日常生产过程中的采煤效率和钻探获得相应资料的准确性，必须要求对钻孔空间的运动轨迹进行更加直观的表达。
关键词：煤矿；钻探技术；测量系统；运动轨迹；电磁波无线；1.引言近年来，伴随着科学技术水平的提高，经过多年的操作和实践，我国也掌握了一定的煤矿井下的钻探技术，由于煤矿井下的环境十分复杂，这给随钻测量带来了极大的困难，例如工作空间十分狭小、电磁干扰情况十分严重以及极易产生爆炸现象等等，这样在实际测量的过程中必定会导致测量数据不准确。
另外，现阶段煤矿的生产施工中的钻孔大多数不进行钻孔轨迹测量，这会造成地质资料的误判、安全措施在客观方面得不到保障的情况随时发生。
为了能够更好的解决以上问题，本文以煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统的设计为例展开深入的研究和分析，根据相关的实验数据证明可得，这个系统具有投入成本较低、快捷方便的特点，最为重要的是能够满足无线随钻测量的要求。
1.煤矿井下随钻轨迹测量的主要类型和主要原理煤矿井下的随钻测量实质上是对地下岩层组织结构和组合方式的了解，为了能够让钻孔施工成果符合期初的设计要求，大多数煤矿企业规定针对钻孔施工进行抽样测斜。
目前轨迹测量产品主要有两种类型，即适用于非定向孔的测斜设备和定向孔的测斜设备。
非定向孔测斜一般有两种工作模式，非随钻二次复孔测量和存储式随钻测量。
二次复孔模式的轨迹测量设备，不适用于极易塌孔的软弱煤层，而存储式的随钻测量设备则不能实时看到钻孔轨迹，对于已经偏离设计轨迹的钻孔不能马上终止钻进工程。
BlackStar电磁波无线随钻测斜仪应用分析
Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｓ ｔ ａ ｒ 电磁 波无 线 随 钻 测斜 仪 应 用分 析
中石化胜 利油田钻 井工程技 术公 司 朱 凯 卢少波
【 摘 要】Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｓ ｔ ａ ｒ Ｅ Ｍ— ＭＷＤ 是 美国Ｎｏ Ｖ 公 司研制 的一种新型 电磁 波无线随钻 测斜 仪，胜利 油田２ ０ １ ２ 年ｇ ｌ 进至今 ，已在墨西哥Ｅ Ｂ Ａ ＮＯ区块 完成 了 ３ Ｏ 余 口欠平衡水平井 的施 工 ，取得 了良好 的应用效果 ，积累 了丰 富的经验。笔者详细阐述 了Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｓ ｔ ａ ｒ 仪器 的组成、原理、和优势 ，并结合现 场应 用实例分析 了 Ｂ Ｌ Ａ Ｃ Ｋ Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｉ ￣施工效果 ，证 明其 具 有广 阔的应用前景 。本文对今后 国内电磁波无 线随钻测斜仪研发和应用 底 板 具 有 很 好 的 指 导 作
用， 增 强 了地 质 导 向性， 提 高 了 油 层 穿 透 率 和 钻 井 施 工 队 安 全 性 。 胜 利 油 田 钻 井 工 程 技 术 公 司于２ ０ １ ２ 年 引入Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｓ ｔ ａ ｒ Ｅ Ｍ — Ｍ Ｗ Ｄ 仪器 ，
Ｍ Ｗ Ｄ） 具 有 信 号 传 输 速 率 高 、 不 需 要 钻 井 液
便 可 以传 输 信 号 、 测 量 时 间 短 、 成 本 低 等 特 点 ，特别 是 ：Ｅ Ｍ － Ｍ Ｗ Ｄ 系 统 不 受 钻 井 液 介 质 的
士１ ｏ 。 （ ｔｏ 一 ３ ６ ０ 。范围内） ±０ ２ 。 （ 在０ － １ ８ ０ 。范围内） ±１ ５
５ ． 影 响信号质量 的因素 （ １ ） 信号 的传输 会受到地 层 电阻大小 的影响 ，当地层 电阻率很 小时 （ ＜ ｌ ｏ ｈ ｍ ． ｍ ） 电 磁 波 信 号 就 会 很 容 易 衰 减 无 法 传 到 地 面 。 当地 层 电阻 率 很 大 时 （ ＞ ２ ０ ０ ｏ ｈ ｍ ． ｍ ）电磁波信号就 会被 阻隔也无 法完 成信号的传 导。 （ ２ ） 受钻 具材质 和粗 细影 响，铝 制钻 具传输 时信 号衰 减小 ，钢制 钻具信 号衰 减大 ，钻 具越
美国BLACKSTAR电磁波随钻测量仪在墨西哥的应用研究
美国BLACKSTAR电磁波随钻测量仪在墨西哥的应用研究摘要：BLACKSTAR电磁波随钻测量仪是美国NOV国民油井华高公司生产的EMWD（Electromagnetic Measure While Drilling）仪器。
该仪器既可以应用于普通的定向井、水平井施工，也可以应用于非常规领域的煤层气连通水平井、页岩气水平井、欠平衡水平井等普通MWD （Measure While Drilling）仪器难以施工的领域。
简述了BLACKSTAR电磁波随钻测量仪的工作原理。
依据在墨西哥EPC油田多口井的实践经验，论述分析了在钻井生产中的应用情况和功能特点，着重指出了该仪器的缺点，并对其提出了改进建议。
关键词：EMWD 电磁波频率地层电阻率短半径水平井造斜率伽马环空压力中石化墨西哥EPC项目，地处墨西哥东部Ebano、Panuco、Cacalilao区块，目的层位Ksf，油藏埋深420～567m，油层厚度大，地质构造复杂，有断层、裂缝易发生井漏、井涌等复杂情况。
由于以上的复杂地质情况，只能采用欠平衡钻井的方式进行油气开发。
在欠平衡钻井的中前期需要注入氮气，而普通的MWD 仪器采用泥浆脉冲的方式传递信号，在氮气中衰减严重，地面无法接收到正常的压力信号。
只能采用电磁波随钻测量仪器施工。
墨西哥EPC油田地层电阻率在10 ohm·m到20 ohm·m之间，非常适合电磁波随钻测量仪器的应用。
1 BLACKSTAR工作原理电磁波可以穿透包括大多数导体在内的所有介质并在这些介质中传播。
穿透深度反比于波的频率以及介质的导电系数。
EMWD电磁波随钻测量仪器（以后均使用EMWD代替）就是利用电磁波这种特性实现信息传输的。
首先EMWD 探管获取井下测量数据，然后将测量的数据加载到载波信号上并控制电磁波发射器发射电磁波，测量数据随载波信号由电磁波发射器向四周发射。
电磁波穿过地层，由地面接收天线接收并将电磁波信号传送至地面接收系统。
BlackStar电磁波无线随钻测斜仪应用分析
BlackStar电磁波无线随钻测斜仪应用分析【摘要】BlackStar EM-MWD是美国NOV公司研制的一种新型电磁波无线随钻测斜仪，胜利油田2012年引进至今，已在墨西哥EBANO区块完成了30余口欠平衡水平井的施工，取得了良好的应用效果，积累了丰富的经验。
笔者详细阐述了BlackStar仪器的组成、原理、和优势，并结合现场应用实例分析了BLACKSTAR的施工效果，证明其具有广阔的应用前景。
本文对今后国内电磁波无线随钻测斜仪研发和应用有指导意义。
【关键词】BlackStar EM-MWD无线随钻测斜;应用分析目前，国内外的无线随钻测量系统普遍采用钻井液脉冲来传递测量数据。
然而，对气体或充气钻井液，由于其可压缩性强，无法正常工作。
此外，钻井液脉冲MWD的信号传输速率低，实现双向通信的难度大，脉冲阀易损，而且价格昂贵。
电磁波随钻测量（EM-MWD）具有信号传输速率高﹑不需要钻井液便可以传输信号、测量时间短、成本低等特点，特别是：EM-MWD系统不受钻井液介质的影响，它不仅使用于常规钻井液中的随钻测量，还适合于在气体、泡沫、雾化、空气﹑充气等钻井液中使用。
常规的电磁波无线随钻仪能够传送的信号参数有井斜、方位、工具面、磁场强度、重力和温度等。
美国NOV公司的BlackStar EM-MWD电磁波无线随钻仪除了可以测量上述参数之外，还可以测得环空压力、自然伽马，这两个值对于判断煤层顶底板具有很好的指导作用，增强了地质导向性，提高了油层穿透率和钻井施工队安全性。
胜利油田钻井工程技术公司于2012年引入BlackStar EM-MWD 仪器，在墨西哥EBANO区块进行了30余口欠平衡水平井的生产试验，取得了良好的应用效果。
1.BlackStar仪器的组成Blacksta电磁波随钻测量系统包括地面装置、专用无磁钻铤、井内仪器和配套的系统软件部分。
地面装置主要包括信号接收装置、笔记本电脑和地面放大器;专用无磁钻铤包括定向压力短节、仪器无磁钻铤、绝缘短节和电池短节;井内仪器包括电磁波发射装置、电磁波发射装置电池、探管、伽玛电池、伽玛环空压力仪、导向杆。
矿用电磁波随钻测量系统在定向钻进中的姿态校准
上无磁钻杆组成%核心部分电磁波随钻测量探管由 两根电池组&电源智能管理单元&姿态测量和数据传 输等9部分组成#如图#所示%
图!无线电磁波测量系统 #67>!E6-+*+==+*+24-/0(71+4628(C+0+(=:-+0+14=;=4+0
电池组主要给姿态测量单元和孔中测量信号发 射供电%通过监测钻杆振动来识别钻机是工作状态 还是停机状态#用以控制数据采集#实现电源智能管 理%测量单元主要用来测量钻进姿态#即倾角和方 位角&工具面向角%数据传输单元主要是将姿态等 信息通过调制转换为低频电磁波信号#经内部放大 后#由绝缘短节辐射到地层)#!*%
$钻孔轨迹测量原理 钻孔轨迹即钻头在钻进过程中形成的空间钻孔
路径%钻探工程中常用空间一条线来描述钻孔特 征#其空间形态代表钻孔的空间形态%钻进姿态包
收稿日期!"!# "D "3 作者简介王小波"#3J16$#男#陕西咸阳人#副研究员#研究方向(矿用物探仪器技术开发#YG-EKZ(WEL:[KEOFO"77TQ:[G KEL27O-%
表$不同工具面姿态补偿数据 '()*+$N4464:A+2/03+1=(46/1A(4(/.A6..+-+144//*.(2+=K
工具面向角
倾角补偿值
方位角补偿值
!"
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9"
"]$
6"])
$"
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6"]D
1"
"]J
一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用[发明专利]
![一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/535f70d45a8102d277a22f25.png)
专利名称：一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：杨春国,刘科满,高炳堂,陈晓晖,宋朝晖,王立双
申请号：CN201110319059.3
申请日：20111019
公开号：CN103061754A
公开日：
20130424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用。
一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置，所述装置包括接收天线阵列和远程接收单元；所述远程接收单元包括中央处理单元，控制电路，无线收发模块和电源；所述无线收发模块通过控制电路与中央处理单元连接。
本发明通过研制一种远程接收电磁波随钻测量信号的装置，用于电磁随钻测量系统中远程接收测量信号。
采用DSP技术和阵列信号处理技术实现井场噪声抑制，通过布设合理的阵元，配以先进的数字信号处理算法实现微弱电磁信号的远程接收，有效地提高了电磁波随钻测量系统对于不同地层的适应能力、提高处理增益和接收灵敏度，增加测量深度。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
代理机构：北京思创毕升专利事务所
代理人：刘明华
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可回收双遥传随钻测量系统BlackStar Ⅱ
可回收双遥传随钻测量系统BlackStar Ⅱ
杨兴琴;余迎
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2017(041)003
【总页数】1页(P277)
【作者】杨兴琴;余迎
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.SMMWD-3000双通道随钻测量系统及在国外的应用 [J], 黄小伟;曹自力;李天禄
2.多目标遥外参数综合测量系统的设计与试验 [J], 钱卫平;郭军海
3.BlackStar电磁波无线随钻测斜仪应用分析 [J], 朱凯;卢少波
4.随钻测井数据声波遥传系统研究 [J], 陈洪海;刘西恩;仇傲;王文梁;张伟;陈鹏
5.新型随钻电磁遥传天线系统CasingLink^(TM) [J], 杨兴琴;李总南
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每个 BlackStar 工具都会仔细的包装在一个耐用和防水 的工具箱中。BlackMax 提供租赁，出租和出售，提供高 质量的培训和 24/7 的技术支持。
传感器规格
参数 范围
分辨率
精度
井斜 0-180 度
0。05 度
+/-0。2 度
方位 0–360 度
0。18 度
+/-1。0 度
工具面 0–360 度
BlackStar 仪器的应用 BlackStar 电磁波无线随钻系统采用连续传输 方式，能够在钻杆连接的时候传输静态测量 值。 节省钻机时间。
BlackStar 电磁波无线随钻系统最适合下列应 用
• 欠平衡钻井 • 煤气层（CBM) • 低压地层 • 循环损失。 • 垂直控制钻井 • 定向钻井 • 水平井 • 原井重钻 • 受污染的泥浆系统
保证
NOV 的电磁波无线随钻系统处于世界领先地位。 我们致 力于用高质量的仪器，一流的服务，有丰富经验和知识的团队服 务于石油和天然气工业。我们的承诺，先进的技术，精密制造和 严格的质量保证使我们能够专注于提供最具成本效益的， 全天候 的，适用于全球的钻井工具。
公司总部
7909 Parkwood Circle Drive Houston, Texas 77036 United States Phone: 713-375-3700 Fax: 713-346-7687
Instrument Collar
所有的工具制造和组装都由很 有经验的和最有知识的技术人员
在我们最先进的设施里完成。
Orienting Pressure Sub Assembly
制造/服务
BlackStar 电磁波无线随钻系统在美国国民油井休士顿的 制造中心生产，组装和测试。该系统是精心包装在一个坚固的集 装箱内。 可以随时准备交付使用。这种紧凑封装便于运输，并保 证所有部件能有序和可靠的到达目的地。191 to 251mm)
20
10
9。875”-12。50” 内径（251 to 311mm)
12
7
泥浆要求
传统钻井：流速 - 通过工具的流速不应超过 40 英尺/秒. 含盐量- 对于在最大流速情况下，最大 0.5%。 流速降低，含盐量可以大一点.
非平衡钻井：最小注射液率每分钟 30 加仑 （每分钟 114 升）.
总部和制造中心 1200 Cypress Creek Road Cedar Park, Texas 78613 United States Phone: 512 340 5000 Fax: 512 340 5219
10302 Mula Road Stafford, Texas 77477 United States Phone: 281-568-1336 Fax: 281-249-5241
180PSI(1241kPa)@每分钟 160 加仑 （每分钟 0.60 立方米） 76PSI（524kPa)@ 每分钟 370 加仑 （每分钟 1.40 立方米） 39PSI(269kPa)@ 每分钟 700 加仑 （每分钟 2.65 立方米） 21PSI(145kPa) )@ 每分钟 1200 加仑 （每分钟 4。50 立方米）
系统尺寸
3。75”外径(95mm) 4。75”外径(121mm) 6。50”外径(165mm) 8。0” 外径(203mm)
井筒尺寸
最大狗腿角
度/100 英尺-（度/30 米）
滑动 钻动
4。750”-5。875” 内径(121 to 149mm)
60
120
5。875”- 7。875”内径(149 to 200mm)
系统尺寸
3.750” （95mm)外径 X2.313”(58.7mm)内径 4.750” （121mm)外径 X2.688”(68.3mm)内径 6.50” （165mm)外径 X3.25”(82.6mm) 内径 8.00” （203mm)外径 X4.0”(101.6mm) 内径
八磅最大液流速压降
• 冲击 o 1000g 之内正常工作， 0.5 毫 秒， 半正旋波 o 2000g 之内不损坏。0.5 毫秒， 半正旋波。
• 震动 o 工作状态 正旋震动，峰值 15g， 50-800Hz 随机震动：最大 RMS 10g. o 可生存震动条件 正旋震动：峰值：30g, 50-800Hz 随即震动：最大 RMS 20g.
12950 West Little York Road Houston, Texas 77041 Phone: 713-937-5700 Fax: 713-937-5730
委内瑞拉 Parcela 6, Manzana 8, Galpon 3 Zona Industrial Maturin, Estado Monagas Venezuela Phone: 58 291 651 6489 Fax: 58 291 651 6083
0。05 度 +/-0。5 度
100-110 度 0。05 度 +/-0。5 度
一般工具规格
长度； 9。373 米 尺寸：1.875 英寸（0.5715 米） 压力传感器：20，000PSI 电池：80 到 200 小时 温度：-20 到 150 度 井下数据记录：可到 144 小时。 井下连接：通过压力泵开关完成。
计算机要求
1GB RAM 10GB 硬盘 最低 Pentium III, 最低 600 兆赫兹。 推荐 1 兆赫兹以上 Window 2000 with sp4, XP with sp2 or Vista CD 读写盘 并行打印机端口 串行端口（DB9 接口) 网络 10/100base 接口。
Contact Spring
环空压力 0-15.000psi 1-8 PSI 1%
温度 -20–150 度 0。07 度 +/1 度
全振动 0-30G(RMS) 0.01G (RMS) +/-0.5G(RMS)
井下转速 0-120 RPM
1RPM
+/-0.5 RPM
近钻头井斜
80-100 度
0。05 度 +/-0。1 度
80-70 度
2 Isbourne Way Winchcombe Cheltenham, GL54 5NS United Kingdom Phone: +44-1242-603975 Fax: +44-1242-602615
特征/好处 经过多年的测试和应用， BlackStar 电 磁波无线随钻系统比传统 MWD 系统具有许 多突出优势， 它包括： • 关键数据点包括： o 磁力/重力工具面 o 井斜 o 方位角 o 定向伽马，360 度伽马 o 环空压力 • BlackStar 电磁波无线随钻系统 能够适用于各种钻井液 o 充气泥浆 o 循环物料损失 • 可编程满足现场需求 • 可变的数据传输速率 • 分离的导向和静态测量帧, • 结构紧凑， 电池供电， • 避免机械部件， • 不需要泵压， • 标准 WITS 数据输出， • 能够适用于各种套管尺寸，
国民油井的工作重点是把目前最先进的技术应用到井下。 我们致力于提供在设计，维修和维护方面都坚固耐用和可靠的钻 具组合。再加上我们的快速的客户服务和支持，这将为我们的客 户增加钻具组合的性能和降低钻井成本。
Gap Sub Assembly
我们的质量检查和质量保证组和我们的产 品测试组一起确保为每一种应用提供一个 结构合理，可靠的工具包。
0。18 度
+/-1。5 度
DIP 角 0-+/-90 度 0。1 度
+/-0。2 度
磁场 0-70,000 伽马 100
+/-200
高边伽马 2000 CPS
1 CPS
+/-1
最大转速每分钟 120
低边伽马 2000 CPS
1 CPS
+/-1
最大转速每分钟 120
伽马 2000 每秒
1 每秒
+/-1
BlackStar 电磁破无线随钻工具 MWD 应用将井底仪器的测量结果发送回地面， 使操控人员能够知道钻头的位置和方位。 传 统的 MWD 系统通过钻井液中的压力脉冲或者 通过电缆将井底信息传输到地面。
电磁波无线随钻系统利用低频电磁波经过地 壳将信息传送到地表面。通过地面天线接 受，然后由计算机解码和处理， 发布到司钻 的显示屏上。它没有泥浆或者电缆传输的缺 点。
BlackStarTM EM MWD
BlackStar 电磁破无线随钻 系统
国民油井在电磁无限随钻井下工具，服务和 技术领域处于世界领先地位。我们先进的电 磁无线随钻系统成为了这个产品的代表。 BlackStar 将最新的电磁技术与现行市场最 高效耐用的设计相结合，为电磁无线随钻应 用提供了最经济的解决方案。
新加坡 39 Gul Avenue Singapore 629679 Phone: 65-6862-1169 Fax: 65-6862-1975
美国 1207 North Cruse Broussard, Louisiana 70518 Phone: 337 837 –4725 FAX: 337-837-4612
主要销售办公室
加拿大 6621 – 45th Street Leduc, Alberta T9E 7E3 Canada Phone: 708-986-6063 Fax: 708-986-6845
苏格兰 Badentoy Way Badentoy Park, Portlethen Aberdeen AB12 4YS United Kingdom Pone: 44-1224-787 700 Fax: 44-1224-784-455
Transmitter Battery
Tool Gap Transmitter
Battery