智能钻杆遥测系统.ppt

智能钻杆遥测系统的优缺点
优点： 数据传输速率高（大于1Mb/s）、容量大、实时
真正实现双向通讯
百度文库点：
成本要比普通钻杆高 不能通过软连接电缆为井下供电
发展方向：
进一步提高数据传输速率 提高井下工具耐温能力 开发无缆的顶驱旋转短节
顶驱旋转短节 （SwivelLink）
数据传输水龙头 （Data Swivel）
地面服务器 （IntelliServer）
智能钻杆的原理
关键技术：无接触线性耦合器 （IntelliCoils） 电缆安装钻具内 电缆两端各有一个感应线 圈 ,分别嵌入钻具公扣前端 和母扣台肩上 钻具的两端彼此靠近但不直 接接触 双台肩设计保护感应线圈
数据传输水龙头 （Data Swivel）
位于钻柱传输线 的最上部
由旋转和固定装 置组成
数据在旋转部分 传输
与顶驱旋转短节 配合使用，以增 强信号强度
智能钻杆遥测系统的工作原理
系统核心：地面服务器 服务器给每个井下工具分
配一个地址 工具通过信号中继短节
（IntelliLink）连接到网 络中 顶驱旋转短节将数据信号 从旋转钻柱传递到地面数 据收集系统
智能钻杆遥测系统的工作原理
网络协议软件和硬件控制着各种设备之间的信息交流 每一个工具都有一个不同的地址 , 具有唯一可辨性 , 可以
确定发生事故的井段位置 系统的双向传递结构
井下的信息高速地传到地面 地面的指令也能快速地传到井下设备 井下设备之间也可以相互传递、接收和执行指令
地面服务器能够把信息发送到钻机的指定位置或者经由万 维网传达给世界各地的工程师和操作者 , 在需要做出决策 的任何时候提供关键信息
智能钻杆遥测系统简介
（IntelliServTM）
石工研10-2班 陈亚男
研究意义
随着旋转导向、地质导向以及随钻地震技术的不 断发展，钻井液脉冲信息传输技术已经远远不能 满足井下随钻测量数据的实时传输
传输速率低（标准传输速率是4～12bit/s） 发生井控问题以及进行欠平衡钻井不能使用
钻杆接头间形成电缆“硬连接”有缆钻杆
聚合物密 封材料
线圈
U形槽
耦合器线圈的横截面图 线圈外层有聚合物密封材料，与泥浆和钻杆绝缘 含有铁氧体聚焦材料的U形槽：绝缘但能够传递磁感线，感应环 嵌入其中
剑形物
感应线圈的外观图
线圈通过剑形物与电缆相连接
信号中继短节 （IntelliLink）
在钻柱上每隔一段距 离安装，用以增强信 号强度
可传输数据 为井下工具连入
IntelliServ网络提供 通道 如安装类似于随钻测 量工具的传感器 ，采 集温度、压力等数据
顶驱旋转短节 （SwivelLink）
安装在顶驱下方或 者方钻杆上方
顶驱转环不随钻柱 一起旋转
信号采集装置 ,将信 号从钻柱电缆中拾 取出来，通过电缆 传入地面计算机系 统
实现电缆的准确对接和确保其绝缘非常困难
钻杆接头间形成电缆“软连接”有缆钻杆
Intelliserv公司的智能钻杆遥测系统投入商业应用
智能钻杆遥测系统的组成
系统由井下到地面依 次为：
钻头传感器（Bit Sensors）
LWD/MWD位置反馈及 控制器
传输线路
信号中继短节 （IntelliLink）
利用电磁感应原理传输数据 公、 母接头螺纹旋紧后 ,前 一个接头内的耦合器产生交 变磁场 ,使后者产生感应电 流 ，从而跨越接头间隙传 递数据
感应电流 交变磁场
感应线圈
铠装电缆
电缆在钻柱中的放置
铠装到不锈钢管中，穿过工具接头本体进入钻柱加厚内径
不锈钢管受张力作用靠向管壁，没有与管壁接触，防止钻杆弯曲时损伤 电缆