第一篇：鉆井技術(shù)員成長之路(精典全本) 5

實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功(五)

序言：

在上一集里，我們介紹了鉆具組合和噴嘴的安裝及造成的壓力降，也拿出了一些技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)。如果同一口井，一個(gè)深度，同樣的泵在鉆頭(14*15*16)+螺桿+一根鉆鋌+上部鉆具組合的情況下，開泵循環(huán)有16Mpa的壓力，而后鉆頭卸去噴嘴，甩掉螺桿和鉆鋌就接上部鉆具在同一個(gè)井深，同一個(gè)泵，同種泥漿性能下開泵循環(huán)卻只有13Mpa，請(qǐng)問那3個(gè)Mpa從哪來的？那么螺桿造成了壓降會(huì)使鉆頭的壓降忽略不計(jì)嗎？請(qǐng)同學(xué)，朋友們思考一下！

今天這一集，我們主要介紹定向方面的一些知識(shí)，很淺顯，僅用于現(xiàn)場的操作。正文

一．井口操作

我們經(jīng)常碰見的井大都是定向井，就算有直井，也會(huì)打偏而定向糾偏。

那么在打一口定向井，或者水平井時(shí)，對(duì)直井段的要特別注意，必須要加以控制。參看資料1中對(duì)3000米內(nèi)，地層傾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通過單點(diǎn)測斜來獲得當(dāng)前井斜，方位的數(shù)據(jù)。在起鉆前把多點(diǎn)從鉆柱內(nèi)投到靠進(jìn)鉆頭處，然后在起鉆過程中利用每起一個(gè)立柱靜止卸口的時(shí)間進(jìn)行測量和記錄。也就是說每上提一柱，司鉆在本子上記錄當(dāng)前時(shí)間。起鉆完后將一起把記錄本和儀器送到定向服務(wù)中心做數(shù)據(jù)分析來了解當(dāng)前井的軌跡，如果需要提前下入定向儀器糾偏，會(huì)打電話聯(lián)絡(luò)什么時(shí)候上定向的儀器和人員。

井下定向法是先用正常下鉆法將造斜工具下到井底，然后從鉆柱內(nèi)下入儀器測量工具面在井下的實(shí)際方位；如果實(shí)際方位與預(yù)定方位不符，亦可在地面上通過轉(zhuǎn)盤將工具面扭到預(yù)定的定向方位上。在定向組合鉆具入井時(shí)，我們經(jīng)?？匆姸ㄏ蚬こ處熢诰诹拷遣?。這個(gè)角差是有螺桿上的高邊方向線和定向接頭上的定向鍵組成。

上圖中的紅圈里的線就是螺桿的高邊線，它是彎螺在井下定向時(shí)所鉆進(jìn)的方向。

上圖為定向儀器乘載的定向接頭的結(jié)構(gòu)圖。

上圖的上面的鉆具為螺桿，下圖將定向接頭的定向鍵和高邊方向線平移到同一個(gè)平面來計(jì)算角差。從高邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂直接頭鍵的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周長，則可以算出角差是多少度，在司鉆顯示器和軌跡控制軟件上所顯示的出的工具面是已經(jīng)把角差帶入后計(jì)算好的。

上圖是司鉆讀出器，讀出當(dāng)前的井段數(shù)據(jù)。圖中象雷達(dá)一樣的就是工具面，詳細(xì)作用可以參考資料2，書中有詳細(xì)的敘述。那么這個(gè)雷達(dá)一樣的工具面有什么作用呢？把它用360度來劃分，那么當(dāng)紅線指零度時(shí)是增斜，指180度時(shí)是降斜，90度時(shí)是增方位，270度是降方位。在特殊井軌道設(shè)計(jì)這個(gè)軟件中，這四個(gè)度指起著非常重要的作用，我們?cè)谙旅嬉还?jié)的內(nèi)容里會(huì)介紹它是如何重要的。

某時(shí)刻，我們測的工具面如上圖所示的位置，我們這時(shí)候需要全力增井斜，應(yīng)該怎么辦？所給的鉆進(jìn)參數(shù)是120KN，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)10KN=10度，當(dāng)我們加了120KN鉆壓時(shí)，紅線是否能擺到0度的位置上呢？不一定，我們要考慮反扭角。

動(dòng)力鉆具在工作中，液流作用于轉(zhuǎn)子并產(chǎn)生扭矩，傳給鉆頭去破碎巖石。液體同時(shí)也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩將有使鉆柱旋轉(zhuǎn)的趨勢，但由于鉆柱在井口處是被鎖住的，所以只能扭轉(zhuǎn)一定的角度，此角稱為反扭角。

現(xiàn)場中，我們?cè)谵D(zhuǎn)盤做一道記號(hào)，調(diào)整工具面，在加壓使紅線到0度位置。另外一種方法是，接完單根，定向工程師不做要求，讓司鉆加壓到120KN直接打，看工具面前后的變化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面穩(wěn)定的狀況下，這幾分鐘的忙打不會(huì)有多少進(jìn)尺，也不會(huì)影響到定向作業(yè))。然后準(zhǔn)確的調(diào)整工具面。（未完）二．軟件操作

先來介紹下，一般下井的定向儀器的結(jié)構(gòu)與功能。

儀器是將傳感器測得的井下參數(shù)按照一定的方式進(jìn)行編碼，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)控制伺服閥閥頭的運(yùn)動(dòng)，利用循環(huán)的泥漿使主閥閥頭產(chǎn)生同步的運(yùn)動(dòng)，這樣就控制了主閥閥頭與下面的限流環(huán)之間的泥漿流通面積。在主閥閥頭提起狀態(tài)下，鉆柱內(nèi)的泥漿可以較順利地從限流環(huán)通過；在主閥閥頭壓下狀態(tài)時(shí)，泥漿流通面積減小，從而在鉆柱內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)正的泥漿壓力脈沖。定向探管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制著主閥閥頭提起或壓下狀態(tài)的時(shí)間，從而控制了脈沖的寬度和間隔。主閥閥頭與限流環(huán)之間的泥漿流通面積決定著信號(hào)的強(qiáng)弱，我們可以通過選擇主閥閥頭的外徑和限流環(huán)的內(nèi)徑尺寸來控制信號(hào)強(qiáng)弱，使之適用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作環(huán)境。實(shí)際上，整個(gè)過程涉及到如何在井下獲得參數(shù)以及如何將這些數(shù)據(jù)輸送到地面，這兩個(gè)功能分別由探管和泥漿脈沖發(fā)生器完成。定向探管

這種測斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊偷卮艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測量頭坐標(biāo)系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽定位面平行，而Z軸平行于測量頭軸向。三個(gè)加速度計(jì)Gx、Gy、Gz和三個(gè)磁通門Bx、By、Bz的敏感軸分別平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力場的重力加速度在三個(gè)方向上的分量，后者感受地磁場在三個(gè)方向上的分量。當(dāng)這些傳感器感受輸入量時(shí)，與其伺服電路一起將輸入量變換成與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓。溫度敏感頭及其電路，將溫度變換成輸出電壓（VT）。這7個(gè)輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓（VR）及電源電壓（VD）共9個(gè)電壓經(jīng)多路開關(guān)依次輸入到V/T變換器，經(jīng)8次采樣平均之后形成一組輸出脈沖串（P8），這一脈沖串和同步脈沖（PS）在電壓時(shí)間變換器內(nèi)部通過與門形成P0，并輸入到CPU處理單元，CPU把這一脈沖串的各脈沖間隔變成數(shù)字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等參數(shù)的值。CPU進(jìn)一步將這些參數(shù)進(jìn)行編碼，形成脈沖串，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作。

伽馬探管

伽馬探管是綜合測量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測井時(shí)用γ射線探測器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。

根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的聯(lián)系，結(jié)合其它測井方法的測量結(jié)果即可有效的推測生油巖層，這也是自然伽馬測井應(yīng)用的主要目的。

無線伽馬與有線伽馬測井相比，除有效的完成自然伽馬測井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無線伽馬測井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得第一手有效的測井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。泥漿發(fā)生器

泥漿脈沖隨鉆測斜儀是通過電磁機(jī)構(gòu)控制閥門頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下狀態(tài)，在無磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理操作

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)傳送到井臺(tái)下的專用數(shù)據(jù)處理儀，并實(shí)時(shí)獲取地面解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于屏幕上顯示的內(nèi)容，用戶既可以通過鍵盤在井臺(tái)上調(diào)整，也可以通過通信聯(lián)系在計(jì)算機(jī)軟件上做遠(yuǎn)程調(diào)整。

1． 度盤/消息區(qū)

該區(qū)域用于顯示定向度盤或來自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤顯示時(shí)，用戶可以指定其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從最新到最舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（最多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過切換度盤/消息或前后翻閱來顯示新收到的消息）。2． 數(shù)據(jù)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域最上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信聯(lián)系時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來的部分用較大字體顯示主要的測量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，由一個(gè)“”狀的標(biāo)志來指出當(dāng)前度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。最新解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。3． 波形區(qū)

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。4．狀態(tài)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的最下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的最右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。淺層測試

儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。軟件界面介紹

軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域，用于顯示不同種類的數(shù)據(jù)，它們分別是：立管壓力值顯示區(qū)、度盤顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。立管壓力值顯示區(qū) 以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。波形圖顯示區(qū)

以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測門限值。度盤顯示區(qū)

度盤中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，最內(nèi)圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是最新的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。數(shù)據(jù)顯示區(qū)

該區(qū)域位于窗口最右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來自探管的測量數(shù)據(jù)，包括采樣測試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的最大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過50%意味著數(shù)據(jù)可能是無效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無效的。

表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，最多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在最下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。數(shù)據(jù)校正

對(duì)于工具面測量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：

補(bǔ)償工具面 = 測量工具面－（IMO + DAO）對(duì)于方位測量，由于儀器測量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°，則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測得）+ 東磁偏角 在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。

1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤面）至測點(diǎn)的井眼實(shí)際長度，人們常稱為斜深。國外稱為測量深度（Measure Depth）。

2）測深：測點(diǎn)的井深，是以測量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。3）井斜角：該測點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。

4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過的角度。5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。?進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算：

真方位角＝磁方位角＋東偏磁偏角 真方位角=磁方位角－西偏磁偏角

6）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度。

7）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡稱方位變化率，?是指井斜方位角隨井深變化的快慢程 度。

8）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），?該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值?！短厥夤に嚲壍涝O(shè)計(jì)》這個(gè)軟件，是本油田常用的軟件，也是定向工程師(不是指儀器工程師)常用的軟件。雖然它不夠全面，但已經(jīng)滿足油田定向井施工要求。這款軟件自帶有使用說明《特殊井軌跡設(shè)計(jì)說明.doc》，里面有最基本的操作，如數(shù)據(jù)的錄入，讀入，讀出，打印等。

新建，刪除，更新操作是定向工程師在一口井開始定向時(shí)，進(jìn)行分析軌跡而使用的。其產(chǎn)生的操作地方在AB兩個(gè)區(qū)中。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)完了，需要點(diǎn)旁邊計(jì)算器一樣的圖標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。一般第一行在B區(qū)的方位欄填入本口井的自然地層傾角方位。然后生成，后面根據(jù)造斜率和造斜的段長來逐步設(shè)計(jì)軌跡。

一般我們看某段是否在定向鉆井還是復(fù)合鉆井，及定向鉆具的造斜率都可以參看全角率,K井斜，K方位。這三欄是鉆具在實(shí)際地層的真實(shí)值很有指導(dǎo)意義。比如某種鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)增斜會(huì)是多少或者，復(fù)合鉆能有多少的增斜等。一般小數(shù)點(diǎn)后面第二位有值，且值很小被認(rèn)為是復(fù)合鉆進(jìn)，而第一位就有值被認(rèn)為定向鉆進(jìn)。三．LWD介紹 CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井裝備，由中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院、北京石油機(jī)械廠和中國石油集團(tuán)測井有限公司測井儀器廠共同研發(fā)完成。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際鉆井界公認(rèn)的21世紀(jì)鉆井高新技術(shù)，它集鉆井技術(shù)、測井技術(shù)及油藏工程技術(shù)為一體，用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測量和隨鉆控制手段來保證實(shí)際井眼穿過儲(chǔ)層并取得最佳位置，根據(jù)隨鉆監(jiān)測到的地層特性信息實(shí)時(shí)調(diào)整和控制井眼軌道，使鉆頭聞著“油味”走，具有隨鉆識(shí)別油氣層、導(dǎo)向功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

下面介紹下，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)組成。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)由測傳馬達(dá)（CAIMS）、無線接收系統(tǒng)（WLRS）、正脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng)（CGMWD）和地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)（CFDS）組成。

CAIMS測傳馬達(dá)結(jié)構(gòu)見圖2，自上而下由旁通閥、螺桿馬達(dá)(i=5/6)、萬向軸總成、近鉆頭測傳短節(jié)、地面可調(diào)彎殼體總成(α=0～2°)和帶近鉆頭穩(wěn)定器的傳動(dòng)軸總成組成。近鉆頭測傳短節(jié)由電阻率傳感器、自然伽馬傳感器、井斜傳感器、電磁波發(fā)射天線和減振裝置、控制電路、電池組組成。該短節(jié)可測量鉆頭電阻率、方位電阻率、方位自然伽馬、井斜、溫度等參數(shù)。用無線短傳方式把各近鉆頭測量參數(shù)傳至位于旁通閥上方的無線短傳接收系統(tǒng)。WLRS無線接收系統(tǒng)主要由上數(shù)據(jù)連接總成、穩(wěn)定器、電池與控制電路艙體、短傳接收線圈和下接頭組成，如圖3所示。上與CGMWD連接，下與馬達(dá)連接。接收由馬達(dá)下方無線短傳發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波信號(hào)，由上數(shù)據(jù)連接總成將短傳數(shù)據(jù)融入CGMWD系統(tǒng)。

CGMWD正脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng)包括CGMWD－MD井下儀器(圖4)和CGMWD－MS地面裝備(圖5)。二者通過鉆柱內(nèi)泥漿通道中的壓力脈沖信號(hào)進(jìn)行通信，并協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)鉆井過程中井下工具的狀態(tài)、井下工況及有關(guān)測量參數(shù)（包括井斜、方位、工具面等定向參數(shù)，伽馬、電阻率等地質(zhì)參數(shù)，及鉆壓等其他工程參數(shù)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測。地面裝備部分由地面?zhèn)鞲衅?壓力傳感器、深度傳感器、泵沖傳感器等)、儀器房、前端接收機(jī)及地面信號(hào)處理裝置、主機(jī)及外圍設(shè)備與相關(guān)軟件組成，具有較強(qiáng)的信號(hào)處理和識(shí)別能力，可傳深度4500m以上。地下儀器部分由無磁鉆鋌和裝在無磁鉆鋌中的正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器短節(jié)、電池筒短節(jié)、定向儀短節(jié)、下數(shù)據(jù)連接總成組成。上接普通(或無磁)鉆鋌，下接無線短傳接收系統(tǒng)。由于采用開放式總線設(shè)計(jì)，該儀器可兼容其它型號(hào)的脈沖發(fā)生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為信息傳輸通道外，還可用于其他鉆井作業(yè)。

CFDS地面應(yīng)用軟件子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理分析、鉆井軌道設(shè)計(jì)與導(dǎo)向決策等軟件組成，另外還有效果評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)管理和圖表輸出等模塊。應(yīng)用該軟件系統(tǒng)可對(duì)鉆井過程中實(shí)時(shí)上傳的近鉆頭電阻率、自然伽馬等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行處理和分析，從而對(duì)新鉆地層性質(zhì)作出解釋和判斷，并對(duì)待鉆地層(鉆頭下方某一深度內(nèi))進(jìn)行前導(dǎo)模擬；再根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的工程參數(shù)，對(duì)井眼軌道作出必要的調(diào)整設(shè)計(jì)，進(jìn)行決策和隨鉆控制。由此可提高探井、開發(fā)井對(duì)油層的鉆遇率和成功率，大幅度提高進(jìn)入油層的準(zhǔn)確性和在油層內(nèi)的進(jìn)尺。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有測量、傳輸和導(dǎo)向三大功能：

1)測量在近鉆頭測傳短節(jié)中裝有電阻率傳感器、自然伽馬傳感器和井斜傳感器，在無線短傳接收短節(jié)中裝有接收線圈。近鉆頭測傳短節(jié)可測量鉆頭電阻率、方位電阻率、自然伽馬和近鉆頭井斜角、工具面角，這些參數(shù)由無線短傳發(fā)射線圈以電磁波方式，越過導(dǎo)向螺桿馬達(dá)，分時(shí)傳送至無線接收短節(jié)中的接收線圈。

2)傳輸無線接收線圈接收到馬達(dá)下方的信息后，由數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)融入位于其上方的CGMWD正脈沖隨鉆測量系統(tǒng)，CGMWD通過正脈沖發(fā)生器在鉆柱內(nèi)泥漿通道中產(chǎn)生的壓力脈沖信號(hào)，把所測的近鉆頭信息(部分)傳至地面處理系統(tǒng)，同時(shí)還上傳CGMWD自身測量信息，包括井斜、方位、工具面和井下溫度等參數(shù)。

3)導(dǎo)向地面處理系統(tǒng)接收和采集井下儀器上傳的泥漿壓力脈沖信號(hào)后，進(jìn)行濾波降噪、檢測識(shí)別、解碼及顯示和存儲(chǔ)等處理，將解碼后的數(shù)據(jù)送向司鉆顯示器供定向工程師閱讀；同時(shí)由CFDS導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷、決策，以井下導(dǎo)向馬達(dá)(或轉(zhuǎn)盤鉆具組合)作為導(dǎo)向執(zhí)行工具，指揮導(dǎo)向工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層或在油氣儲(chǔ)層中繼續(xù)鉆進(jìn)。

地質(zhì)導(dǎo)向在本井中的使用情況。由于本井的標(biāo)志層不明顯，所以在特定的垂深處使用地質(zhì)導(dǎo)向。使用LWD獲得大量地質(zhì)參數(shù)，如地層電阻率，自然伽馬值等，總結(jié)這些參數(shù)在砂巖和泥巖，水層和油氣層中的變化特征，并在實(shí)踐中結(jié)合錄井各類參數(shù)及巖樣檢測資料綜合評(píng)價(jià)和應(yīng)用。

在水平井的著陸階段，鉆頭是以一定的角度由泥巖接近儲(chǔ)集層，由于儲(chǔ)集層電阻率很高，進(jìn)一步鉆進(jìn)，電阻率曲線會(huì)明顯升高。

上圖為在無磁鉆鋌中的儀器

由于地層物性影響電測曲線及鉆時(shí)曲線的過程比較緩慢，在錄井過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)開始下降而隨鉆測井電阻率有抬升的趨勢，就應(yīng)當(dāng)注意是否已經(jīng)鉆入儲(chǔ)集層，并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)和鄰井資料綜合判斷巖性界面，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，使鉆頭保持在油層中穿行。

識(shí)別地層界面的方法，可以使用極化角，它的產(chǎn)生是由于儀器的原因引起的，當(dāng)隨鉆測井儀器在井眼軌跡與地層界面夾角小于30度進(jìn)入另一個(gè)地層，并且地層界面兩側(cè)電阻率由差別時(shí)，在目的層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流激增來干擾儀器發(fā)出的傳播波，儀器接收到被干擾的電流后引起電阻率測量值的激增，然后迅速回到正常值。界面兩側(cè)電阻率差別越大，這種激增就越大：并且一般淺電阻率比深電阻率更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

使用方位伽馬同樣可以判斷地層界面：方位伽馬探測器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以測量不同方位的地層伽馬值，根據(jù)接近界面的先后順序而依次探測到新地層的出現(xiàn)。泥巖層的伽馬值為高值，由于伽馬對(duì)泥巖敏感，依據(jù)方位伽馬預(yù)測泥巖的存在會(huì)有很高的準(zhǔn)確性。

水平井要求井眼軌跡保持在儲(chǔ)集層中上部距蓋層一定距離處，這時(shí)由于探測范圍的不同，深電阻率比淺電阻率曲線要低；進(jìn)入水層深電阻率將會(huì)降低，若井眼軌跡向下部水層靠近的話，深電阻率將脫離上部泥巖的影響，并受下部水層的影響；考慮到井眼軌跡距離泥巖及水層的距離，電阻率曲線有可能會(huì)先升高再降低。在現(xiàn)場錄井過程中必須結(jié)合工程參數(shù)，巖屑變化等綜合考慮分析。附加內(nèi)容

常有朋友和同學(xué)說自己無法用肉眼去分辨配合接頭的型號(hào)及大小，其實(shí)作為工程人員的我們有專門用的尺子。當(dāng)然也由朋友會(huì)用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。

如上圖，我用下面的直尺量出的扣型大小并不準(zhǔn)確，不信你可以去試試。而用上面專用的接頭尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的準(zhǔn)確。大家可以放大圖中的紅圈的地方仔細(xì)讀數(shù)，此為5寸鉆桿的母扣，時(shí)410的扣型。

總結(jié)：

本集中簡單的介紹了下定向工作者的日常工作，使讀者能了解其意義。同學(xué)，朋友們可以參看其他詳細(xì)介紹定向方面的文章書籍來提高自己的定向水平。在這里感謝下定向的岳師傅，他在本口井的施工設(shè)計(jì)中給了我很多指導(dǎo)和幫助。參考資料：

1．Q/SH10350058-2004《鉆井井身質(zhì)量要求》 2．陳庭根，管志川《鉆井工程理論與技術(shù)》 3．定向服務(wù)中心絕密《定向基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)》 4．梁定火《地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在水平井中的使用》 5．《CGDS-1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)—產(chǎn)品簡介》

第二篇：鉆井技術(shù)員成長之路(精典全本)

實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功(三)

序言

感謝大家一直對(duì)我的支持，和對(duì)系列連續(xù)劇的喜愛，其實(shí)我寫的東西只是拋磚引玉，主要目的是希望同學(xué)們，或者同行們把自己的寶貴經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜砉蚕?，讓本油田的鉆井技術(shù)得到加強(qiáng)，讓自己的家園更強(qiáng)大！

工程技術(shù)員崗位責(zé)任制

一、認(rèn)真收集、整理、填寫工程資料并及時(shí)上報(bào)

1、詳細(xì)研究鄰井資料，制定出本井的施工措施，提出可能出現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)收集的資料。

2、認(rèn)真填寫井史等資料，做到數(shù)據(jù)齊全、準(zhǔn)確、規(guī)范、及時(shí)，所收集的資料要分析、對(duì)比、總結(jié)，為鄰井的鉆探提高科學(xué)依據(jù)。資料收集應(yīng)做到：（1）測斜成功率達(dá)到90%以上，讀數(shù)準(zhǔn)確。（2）鉆頭資料齊全，分析準(zhǔn)確。

（3）負(fù)責(zé)制定更換自動(dòng)記錄卡片，卡片劃線清晰準(zhǔn)確。（4）重點(diǎn)情況記錄及時(shí)準(zhǔn)確。（5）完井總結(jié)內(nèi)容真實(shí)，有見解。

（6）深探井完井7天交資料，淺井，生產(chǎn)井3天交資料。（7）鉆井時(shí)效填寫正確，每月28日前上交。（8）班報(bào)表填寫正確，無涂改，齊全及時(shí)。

（9）事故復(fù)雜情況記錄全面，處理前有措施，處理后有總結(jié)。

二、負(fù)責(zé)本井的現(xiàn)場管理

1、認(rèn)真研究鉆井施工過程，對(duì)本井的鄰井有關(guān)資料進(jìn)行分析，針對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，制定本井的技術(shù)管理措施。

2、負(fù)責(zé)一口井的井身、固井質(zhì)量。在施工中不斷調(diào)整鉆井參數(shù)，加壓不盲目，減壓有依據(jù)，確保井深質(zhì)量合格，下套管順利，固井質(zhì)量合格。

3、負(fù)責(zé)一口井的取芯質(zhì)量，陸相生產(chǎn)井取芯率≥95%，探井≥90%，海相井≥87%，出現(xiàn)的破碎地層≥50%。

4、制定出本井開鉆，到完井各個(gè)環(huán)節(jié)的施工措施。5、2500米以后知道深井安全措施，交工程科批準(zhǔn)后執(zhí)行。

6、事故復(fù)雜情況有預(yù)控措施，處理方案。

7、特殊作業(yè)（下套管、中途測驗(yàn)試，完井作業(yè)等）有施工措施。

三、對(duì)現(xiàn)場工具接頭、測斜儀等進(jìn)行保養(yǎng)管理

1、建立單井鉆具卡片，認(rèn)真及時(shí)填寫，管理使用好本井鉆具。

2、認(rèn)真檢查各種配合接頭，井口工具并測量建卡。

3、做好測斜儀，鉆井參數(shù)儀表，鉆頭規(guī)，游標(biāo)卡尺等各種儀器，儀表的使用，并進(jìn)行保養(yǎng)和簡單的維護(hù)。

4、認(rèn)真測量各種打撈工具，繪出示意圖，并登記存檔。會(huì)操作使用。

四、全面負(fù)責(zé)新技術(shù)的推廣，應(yīng)用工作

1、在處有關(guān)部門的指導(dǎo)下開展科學(xué)鉆井研究和實(shí)驗(yàn)。

2、應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)選鉆井參數(shù)，水力參數(shù)，預(yù)控井身質(zhì)量，開展地質(zhì)壓力檢測。

3、推廣使用鉆井新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備。

4、各種實(shí)驗(yàn)鉆頭，工具等。

大家看看自己的崗位責(zé)任制吧！加油，各位！正文

“多問，多學(xué)，多反思”------------------隊(duì)長送給我的話 從小班一路走來，我們打的幾口井都是定向井。所以本集將給大家介紹下螺桿及其使用，還是從技術(shù)員的角度出發(fā)，簡單的談?wù)?，其中穿插一些現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)都來自于老司鉆(石油行業(yè)真正的財(cái)富)和老技術(shù)員。一．螺桿鉆具的介紹

螺桿鉆具是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置,由旁通閥、馬達(dá)、TC 軸承、推力軸承、萬向軸、傳動(dòng)軸和防掉裝置等組成。當(dāng)高壓液體進(jìn)入鉆具時(shí)，迫使轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)(定子和轉(zhuǎn)子組成了馬達(dá))，馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞到傳動(dòng)軸和鉆頭上，達(dá)到鉆井的目的。

由于這種特殊的結(jié)構(gòu)，螺桿可以準(zhǔn)確地進(jìn)行定向，造斜，糾偏。它廣泛用于直井，水平井，叢式井和修井作業(yè)。接下來介紹下旁通閥總成：

旁通閥由閥體，閥套，閥芯及彈簧等部件組成。

在壓力作用下閥芯在閥套中滑動(dòng)，閥芯的運(yùn)動(dòng)改變了液體的流向，使得旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)：在起、下鉆作業(yè)過程中，閥套與閥體通孔未閉和，旁通閥處于旁通狀態(tài)，使鉆柱中泥漿繞過馬達(dá)進(jìn)入環(huán)空；當(dāng)泥漿流量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，閥芯下移，關(guān)閉旁通閥孔，此時(shí)泥漿流經(jīng)馬達(dá)，把壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)泥漿流量值過小或停泵時(shí)，彈簧把閥芯頂起，旁通閥孔處于開啟位置--處于旁通狀態(tài)。

順便說一句，由于旁通閥具有這個(gè)特點(diǎn)，所以在使用新螺桿時(shí)，要試用這根螺桿(在后面會(huì)談到)。

馬達(dá)總成：馬達(dá)由定子、轉(zhuǎn)子組成。定子是在鋼管內(nèi)壁上壓注橡膠襯套而成，其內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋；轉(zhuǎn)子是一根有硬層的螺桿。

轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合，用兩者的導(dǎo)程差而形成螺旋密封腔，以完成能量轉(zhuǎn)換。馬達(dá)轉(zhuǎn)子的螺旋線有單頭和多頭之分。轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越??；頭數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大。僅以轉(zhuǎn)子與定子嚙合頭數(shù)為5：6 和9：10 的截面參考。

5：6的截面

9：10的截面

以上就是對(duì)螺桿的結(jié)果做了個(gè)簡單介紹，想了解更多的朋友，可以尋找相關(guān)資料，來加深印象。接下來介紹在實(shí)際工程中所遇到的狀況。二．螺桿在實(shí)際工程上的運(yùn)用

在實(shí)習(xí)的幾口井中，就算是直井也需要使用螺桿來糾偏。而在本油田使用的螺桿大部分都是直螺桿，1度的，1.25 度的。至于1.5度以上的幾乎沒有。

如上圖，我們使用的螺桿首位扣型都是4英寸半的。所以在現(xiàn)場的鉆具組合中，前端直接接8寸半(215.9)的鉆頭，而后面需要一個(gè)專用接頭(定向直接頭4A10*411),使用這個(gè)接頭來上下鉆臺(tái)。同時(shí)來配合后面的鉆具結(jié)構(gòu)，本油田后面一般接210或214的扶正器。以我們隊(duì)使用的螺桿來舉例說明下： 鉆頭水眼壓降： 1.4-7.0MPa 馬達(dá)流量/中空馬達(dá)流量：18.93~37.85 鉆頭轉(zhuǎn)速：100-300 馬達(dá)壓降：3.2MPa 工作扭矩/最大扭矩：3200/5600 推薦鉆壓/最大鉆壓：80/160KN(現(xiàn)場所說的8到16噸)結(jié)合上面的參數(shù)，在現(xiàn)場中，當(dāng)螺桿下入井中做淺層測試，需要記住立管上的泵壓。比如：5LZ172*7.0D(多瓣鉆具,5/6是指液馬達(dá)轉(zhuǎn)子螺旋線的瓣數(shù)與定子內(nèi)螺旋線的瓣數(shù)比。7.0D表示鉆頭水眼壓降(MPa))在接鉆頭后，下到了第一柱加重桿(前面有多少鉆鋌都不管)后，接方鉆桿開泵(F-1300, 排量30L/S)，立管壓力9MPa，根據(jù)老技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)，鉆具每下1000米，泵壓升高3.5MPa，如果起鉆時(shí)是2000~3000之間，則泵壓就在9+3.5*2=16MPa左右(老技術(shù)員經(jīng)驗(yàn)，僅作為參考)。當(dāng)鉆具完全下鉆完，開泵循環(huán)，單凡爾頂水眼時(shí)，要記住立管壓力(在井控記錄本上有個(gè)低泵壓實(shí)驗(yàn)，正好做了)。再開三凡爾頂順利之后，也要記錄立管壓力。這是因?yàn)椋涸谥鸩皆黾鱼@壓時(shí)，馬達(dá)扭矩增加，立桿壓力表壓值升高，這個(gè)升高的壓力值應(yīng)符合各型號(hào)鉆具規(guī)定的馬達(dá)壓降值，此壓力表增大的數(shù)值反映了馬達(dá)的負(fù)載是否正常，也反映鉆壓加的是否合適，因此保持馬達(dá)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定，鉆壓基本穩(wěn)定，只要把立桿壓力表讀數(shù)限制在所選鉆具推薦范圍內(nèi)就可以了。既然說到了壓差，不得不多說些經(jīng)驗(yàn)。提高立管壓力可以提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到，比如柴油機(jī)鉆速900轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)F1300的170缸套的泵沖是90，則排量在31.31M/S左右，若轉(zhuǎn)速提到1100轉(zhuǎn)左右，則泵沖在100-110之間，那么排量少說也在34.59L/S之間，那么泵壓肯定上升。合適我們隊(duì)的設(shè)備泵壓最好低于18個(gè)，所以泵壓高了并不好，螺桿的額定排量是28L/S。結(jié)合這種情況，本隊(duì)在2000米以下考慮更換泵的缸套直徑為160的，泵沖在90時(shí)，排量則在28L/S左右。

在本口井操作中，加12噸鉆壓后，壓差有1MPa(壓差=打鉆的立管壓立-提離井底0.4米循環(huán)時(shí)立管的壓力)。在螺桿的壓降范圍內(nèi)，屬于正常。所以壓差能反映井下螺桿的工作狀態(tài)。本井就出現(xiàn)了新螺桿在井下工作一段時(shí)間后沒有壓差，下圖就是起鉆后的螺桿。

上圖中出現(xiàn)了俗稱的”脫褲子”。而下圖是正常螺桿的圖片：

接下來，我們學(xué)習(xí)一下導(dǎo)向鉆進(jìn)方式(在井下動(dòng)力鉆具組合運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)又開動(dòng)轉(zhuǎn)盤，鉆柱帶動(dòng)井下動(dòng)力鉆具的外-殼旋轉(zhuǎn)，)。以彎殼導(dǎo)向動(dòng)力鉆具組合為例，彎角使鉆頭底面中心偏離鉆具馬達(dá)中心，其偏距(offset)表示，由于鉆具本體外殼在轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，將使井眼產(chǎn)生擴(kuò)眼現(xiàn)象。考慮到鉆具強(qiáng)度和擴(kuò)眼量的限制，都要求彎殼體的結(jié)構(gòu)彎角r不能大于3度。而切轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速通常在65r/min以下。同時(shí)鉆頭的絕對(duì)速度即為鉆具轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速之和。所以這種鉆進(jìn)方式在現(xiàn)場稱為復(fù)合鉆進(jìn)，有穩(wěn)斜的作用，同時(shí)由于鉆速高，很多技術(shù)員在二開之后下這種鉆具組合配合PDC鉆頭多打進(jìn)尺。

順帶提一下，很多朋友都沒有仔細(xì)觀察過我們的泵壓表：

上圖中0到5MPa之間只有3個(gè)刻度，怎么回事，不是應(yīng)該4個(gè)嗎？實(shí)際上刻度0和1是重合了，也就是說0MPa也就是1MPa，后面的刻度依次類推。

三．技術(shù)員必做的工作范疇

首先要了解，螺桿鉆具的輸出扭矩與螺桿鉆具的壓降成正比，輸出的轉(zhuǎn)速與輸入的鉆井液流量成正比，隨著負(fù)載的增加，螺桿鉆具轉(zhuǎn)速降低，因此在地面只能根據(jù)壓力表的顯示調(diào)控鉆壓，根據(jù)流量計(jì)調(diào)控泵的流量，以便于控制井下螺桿鉆具的扭矩和轉(zhuǎn)速。

其次，螺桿鉆具在相同規(guī)格下，轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越小；頭數(shù)越多，轉(zhuǎn)數(shù)越低，扭矩越大。轉(zhuǎn)速大對(duì)牙輪鉆頭的使用壽命也有影響(配合螺桿使用，牙輪只有50個(gè)小時(shí)的壽命)。螺桿鉆具在工作時(shí)，鉆井液循環(huán)壓力隨著鉆壓的逐漸增大而上升，壓力的增量與鉆壓或者鉆進(jìn)所需要的扭矩的增量成正比。當(dāng)鉆壓達(dá)到最大推薦值時(shí)，產(chǎn)生最佳輸出扭矩。當(dāng)繼續(xù)增加鉆壓時(shí)，在螺桿鉆具兩端產(chǎn)生的壓降會(huì)超過最大設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致螺桿鉆具發(fā)生泄漏。螺桿鉆具正常工作時(shí)，泵壓應(yīng)隨著鉆壓的增減而升降。在鉆進(jìn)的過程中，如果泵壓突然增加，再繼續(xù)增加鉆壓，而泵壓不再增加了，此時(shí)說明螺桿鉆具出現(xiàn)了泄露，螺桿鉆具定子和轉(zhuǎn)子之間的密封被損壞，鉆井液通過螺桿鉆具密封腔從鉆頭水眼中流出，螺桿鉆具被制動(dòng)。這時(shí)應(yīng)將螺桿鉆具提離井底，重新加壓至廠家的推薦的值。

鉆具下井檢查：

1.檢查旁通閥上的定位槽和彎外殼體上定位槽是否在同一條線(工具面內(nèi))，這主要是定向工程師來量角差。

2.檢查旁通閥是否有泄露的情況(具體方法參見資料)。

3.檢查螺桿鉆具之間的軸承間隙：在螺桿鉆具自由懸吊的條件下測量軸承短節(jié)下端與鉆頭接頭上端面之間的距離，然后把螺桿鉆具全部重量坐在轉(zhuǎn)盤上，重復(fù)測量此間隙，測得兩個(gè)距離差就是螺桿鉆具的軸承間隙值。

4.接方鉆桿后，下放螺桿鉆具使旁通閥移至轉(zhuǎn)盤以下，開泵后逐漸加大流量直到旁通閥關(guān)閉，這時(shí)螺桿鉆具應(yīng)有明顯的抖動(dòng)。上提鉆具觀察鉆頭是否轉(zhuǎn)動(dòng)(時(shí)間不宜過長)，此時(shí)旁通閥應(yīng)處于”關(guān)閉”位置，鉆井液不會(huì)從旁通閥孔流出。(最好記錄穩(wěn)定的立管壓力)。

5.檢查定向接頭的定向鍵是否與螺桿鉆具的高邊工具面”發(fā)線”在同一平面內(nèi)，若有誤差，應(yīng)仔細(xì)丈量角差，以免定向施工時(shí)造成大的誤差。

四．技術(shù)員能力提高(經(jīng)驗(yàn)總結(jié))

此部分涉及本油田的機(jī)密，所以淺談淺點(diǎn)。如果做更深的了解，請(qǐng)自己收集資料。

導(dǎo)向鉆井過程中的扶正器的選擇：

導(dǎo)向鉆井就是由高效鉆頭+導(dǎo)向馬達(dá)+欠尺寸穩(wěn)定器+MWD組成的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。它能夠在轉(zhuǎn)盤不動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)和定向作業(yè)，也能在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的情況下，實(shí)現(xiàn)復(fù)合鉆進(jìn)，進(jìn)行連續(xù)控制井眼軌跡，達(dá)到不用起鉆改變鉆具，一次性完成增斜，穩(wěn)斜和扭方位的定向作業(yè)?？梢怨?jié)約大量的鉆井施工費(fèi)用。

先來說說什么是欠尺寸穩(wěn)定器，比如215.9的鉆頭，但是下井時(shí)你帶的扶正器不是215.9的，而是210mm或者214mm。那么扶正器的尺寸比鉆頭的直徑小。那么欠尺寸會(huì)產(chǎn)生什么效果呢？一般我們下的螺桿上自帶有213mm的扶正器，那么欠尺寸穩(wěn)定器安放位置與馬達(dá)彎曲點(diǎn)之間的位置自然會(huì)影響到實(shí)際造斜率的大小。

其次，欠平衡有助于保持鉆頭的偏斜角，以使鉆具的擺動(dòng)和鉆頭的便移量減少到最小，并保持穩(wěn)斜鉆進(jìn)減少井下馬達(dá)的振動(dòng)。同時(shí)在直井段和穩(wěn)斜井段鉆進(jìn)時(shí)，增強(qiáng)井下鉆具的剛性，保持或微調(diào)井斜角和防衛(wèi)，并能修整井壁，是井眼軌跡平滑。

那么欠尺寸究竟有什么影響呢？首先，欠尺寸穩(wěn)定器的外徑，對(duì)鉆具的造斜率影響不大，減小穩(wěn)定器的外徑，造斜率略微增加，但在轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)中，外徑影響甚大。減小欠尺寸穩(wěn)定器的外徑則鉆頭的側(cè)向力增加，轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)中就要增斜，而加大外徑，則鉆頭側(cè)向力減小，轉(zhuǎn)盤鉆就要降斜。上圖中的兩個(gè)穩(wěn)定器，210mm的井斜變化率在0.5左右可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn)，而214mm的在-3左右，可以實(shí)現(xiàn)降斜鉆進(jìn)。

其次，穩(wěn)定器的位置在轉(zhuǎn)盤方式鉆進(jìn)中對(duì)鉆具的增斜，降斜和穩(wěn)斜效果影響很大。所以在本油田中，穩(wěn)定器最好放在螺桿的上面(緊挨著)。

最后要談的是，穩(wěn)定器的形狀與井壁接觸面積的關(guān)系。燈籠體的接觸面積小，而螺旋體的和直線形的與井壁接觸面積大，易產(chǎn)生較大的摩阻。

介紹幾種螺桿鉆具組合：

強(qiáng)增型：鉆頭+1.25度螺桿+6.2DC(5-12根)+127DP造斜率在每100米1.5度到6.5之間，其特點(diǎn)是在有了井斜后，復(fù)合鉆增斜特別快。

微增型：鉆頭+1.25度螺桿+6.2DC(短鉆鋌2-3米)+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127DP其每100米的造斜率是0.6度。

穩(wěn)斜型：鉆頭+1.25度螺桿+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127mmDP 本油田上部地層使用PDC鉆頭+1度螺桿+214mmSTB+6.2DC鉆鋌(5-12根)來快速鉆進(jìn)，在鉆壓控制好的情況下，實(shí)現(xiàn)輕鉆壓吊打，井斜很小，而且進(jìn)尺很多。井斜其實(shí)也跟地層傾角也有很大的關(guān)系。在定向井施工過程中，由于地層傾角，可以利用單彎螺桿(1.25)的預(yù)彎曲變形，使鉆頭側(cè)向力成為降斜力，再加上復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)不需要較大的鉆壓，一般30-50KN,較小的鉆壓不容易使鉆具彎曲，消除了鉆頭偏向造成井斜的側(cè)向力，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜效果。

總結(jié)：由于螺桿是從管子站送來的，簽收時(shí)都會(huì)有一張螺桿使用卡片，上面要統(tǒng)計(jì)螺桿的各種工況下的使用時(shí)間，如果是有問題的，也要填寫清楚使用記錄，在現(xiàn)場中，螺桿使用不到150個(gè)小時(shí)，不用給廠家付費(fèi)用，而螺桿最佳使用時(shí)間是180個(gè)小時(shí)。所以工程科的領(lǐng)導(dǎo)們要求我們?nèi)鐚?shí)填寫螺桿使用時(shí)間。在底下運(yùn)作時(shí)，若是沒到規(guī)定時(shí)間就用出現(xiàn)質(zhì)量問題的螺桿的使用時(shí)間可以寫短，而過了付費(fèi)時(shí)間則多寫使用時(shí)間。如果現(xiàn)場中有幾根使用完和未使用完的螺桿混雜，應(yīng)及時(shí)用油漆編號(hào)，方便后期的回收和再使用工作(經(jīng)驗(yàn))。

本文中的知識(shí)點(diǎn)零散而又淺顯，若要了解更多關(guān)于螺桿的知識(shí)，可以尋找相關(guān)資料，在此感謝我的帶班師傅和定向服務(wù)中心的岳師傅。參考資料

1．《螺桿鉆具》。

2．《SY/T5383-1999》螺桿鉆具。

3．《SY/T5547-2000》螺桿鉆具使用，維修和管理。4．王清江，毛建華，韓貴金等《定向井鉆井技術(shù)》。5．本油田內(nèi)部定向服務(wù)中心絕密資料。

第三篇：鉆井技術(shù)員成長之路(精典全本) 4

實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功(四)

序言

經(jīng)過前三集的介紹，我們對(duì)技術(shù)員的工作生活內(nèi)容有了個(gè)入門級(jí)別的了解?？傮w來說，技術(shù)員要負(fù)責(zé)井隊(duì)中的方方面面，領(lǐng)導(dǎo)問你的問題總是全局的，所以我們也要對(duì)井隊(duì)各個(gè)方面有所了解，方能面對(duì)領(lǐng)導(dǎo)時(shí)很從容。

在《實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功》系列中，我們對(duì)技術(shù)員的關(guān)鍵技能沒有敘述，技術(shù)員的最基本，最關(guān)鍵的就是會(huì)喝白的，常抽好的，關(guān)鍵時(shí)會(huì)說會(huì)表現(xiàn)。正文

在一口井從開鉆到完，離不開泥漿，雖然我們不是泥漿技術(shù)員，或者沒有實(shí)習(xí)過泥漿工的崗位，也許我們對(duì)化學(xué)一竅不通。但是我們還是要記住一些關(guān)鍵的地方。如每天的泥漿密度，粘度，失水，固相含量，泥餅厚度和PH值。

曾經(jīng)有位老技術(shù)員對(duì)我說過，一個(gè)技術(shù)員的早上起來和晚上睡覺前的巡回路線應(yīng)該是這樣的。先到跑道上看當(dāng)前掛起的單根號(hào)，接著去遠(yuǎn)程控制房看儲(chǔ)能器的壓力是否正常，再上罐看看振動(dòng)篩振出的巖屑，是否有棱角或者很小(鉆頭重復(fù)破巖)，上部地層是否有掉落(廣華寺掉黃色的泥巴)，表套或者技術(shù)套是否有掉水泥塊。緊接著看看各個(gè)罐的液面是否正常，如果出現(xiàn)了憋漏，液面下降的非常快，除此之外也要注意下除泥器是否正常，離心機(jī)是否在使用。下罐看看使用泵的泵壓和皂化水箱是否有水，再去機(jī)房詢問柴油機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(當(dāng)然你也可以自己看)。最后上鉆臺(tái)，看看司控房的鉆壓，懸重及立管壓力，鼠洞內(nèi)是否有單根。一切都心理有數(shù)了，就可以去做自己的事了。一.鉆井液的基本特點(diǎn)

鉆井液的基本功用是通過其本身的循環(huán)，將井底被破碎的巖屑攜至地面，保持井眼清潔，并保證鉆頭在井底始終接觸和破碎新地層，不造成重復(fù)切削，保持安全快速鉆進(jìn)。在接單根，起下鉆或因故停止循環(huán)時(shí)，鉆井液又將井內(nèi)的鉆屑懸浮在鉆井液中，使鉆屑不會(huì)很快下沉，防止沉沙卡鉆等情況的發(fā)生。

上圖為常用的6個(gè)罐，循環(huán)順序按升序標(biāo)示出來了。一開鉆井液體是由膨潤土(鈉土和鈣土均可)及清水配成，或利用清水在易造漿地層鉆進(jìn)而成自然鉆井液。一般都是正電膠鈉土漿。密度粘度都很低。具體可以從施工設(shè)計(jì)中可以看出來，這里不在詳細(xì)說明。

在三開后期，也就是聚合物飽和鹽水鉆井液，在這里強(qiáng)調(diào)個(gè)概念(在與甲方技術(shù)交底時(shí)別人經(jīng)常問起的參數(shù))。當(dāng)氯化鈉達(dá)到飽和，氯根離子濃度為189000mg/L，這就是飽和鹽水鉆井液。甲方要聽取氯根濃度的匯報(bào)，18W表示為飽和鹽水。在6000~189000mg/L之間，為鹽水鉆井液，低于6000mg/L為咸水或海水鉆井液。

飽和鹽水有4個(gè)特點(diǎn)：抑制泥，頁巖造漿和有一定的防塌能力；可抗較高的鹽類污染；可減緩巖鹽溶解速度；腐蝕性強(qiáng)。

下面就一口井個(gè)人實(shí)習(xí)泥漿工的一些體會(huì)，這些內(nèi)容只代表個(gè)人觀點(diǎn)。

首先配一開漿先加入鈉土，待循環(huán)好后再加入正電膠。在實(shí)際打鉆的過程中，粘土水化分散，越打泥漿越稠。用一開馬達(dá)抽取后，再加入清水。這是由于地層粘土水化分散引起的。二開泥漿的配方就不做介紹了。實(shí)際情況是：打水泥塞時(shí)，預(yù)先加入純堿，而后生成碳酸鈣沉淀。這樣做相當(dāng)于除鈣。鹽轉(zhuǎn)換前的泥漿與一開泥漿相似。二開時(shí)，要掏罐重新配藥品，也有防止罐中未清理出的小礫石堵水眼。如果振動(dòng)篩上出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象，可以直接把它從鉆屑坑里抽回。視粘度的不同加如不同配方的藥品。

三開要求：保證鉆井液的懸浮攜帶，抑制，防塌，潤滑等性能，把鉆井液轉(zhuǎn)化為聚合物飽和鹽水鉆井液。鹽轉(zhuǎn)換是用一定量的工業(yè)用鹽(氯化鈉)形成飽和鹽水泥漿。加鹽前期，如果粘度不夠，干加抗鹽增粘劑。如果沒有抗鹽增粘劑，就直接干加高粘和大鉀。提多高的粘度就加多少。同樣鉆井液密度也會(huì)升高。再測鹽含量。如果要配高效復(fù)合離子，則直接用高粘。

特殊工況下的處理：起下鉆之前不補(bǔ)膠液。定向時(shí)，慢補(bǔ)，不干加。每次配膠液加片堿時(shí)，使泥漿成堿性PH在8~9。這樣對(duì)泥漿的性能有好處。干加加快了容易跑漿，讓場地工盯好篩子。密度高就開離心機(jī)，低密度就不用。大量加鹽，則停離心機(jī)。因?yàn)辂}未充分溶解，等化開后再開離心機(jī)。

二．給指重表和泵壓表打壓

泵壓表和指重表也會(huì)出現(xiàn)不準(zhǔn)的時(shí)候，比如懸重偏低，泵壓不回零或者泵壓表偏低(主要和立管壓力不相等)。所以實(shí)習(xí)技術(shù)員就得去給這兩個(gè)儀器加45號(hào)液壓油。

上圖為指重表的工作示意圖。死繩固定器是將鉆機(jī)的死繩拉力轉(zhuǎn)化為液體壓力的機(jī)構(gòu)。

上圖是手壓泵的管線接入處，如紅圈所示。傳感器將死繩的拉力通過膜片擠壓液體而轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)，傳遞給重量指示儀和記錄儀。這是給指重表打壓的地方。檢查傳感器內(nèi)液體是否足夠(觀察傳感器的法蘭與扶圈的間隙予以判斷)，及時(shí)用手壓泵進(jìn)行補(bǔ)充。

手壓泵是指重表的附件，其作用是在必要時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行液體補(bǔ)充。使用前先連接油路管線,查看泵內(nèi)油箱有無液體并及時(shí)補(bǔ)充,然后關(guān)緊回油閥,上下施力與加力桿即可注油。注油時(shí)應(yīng)觀察二次表的顯示或傳感器的間隙，使用重量指示儀上的排氣閥，排凈空氣，當(dāng)二次表指針偏離“0”位或傳感器的間隙的達(dá)到正常值并超過少許后停止注油。使用重量指示儀上的排氣閥或手壓泵回油閥可放掉儀器內(nèi)多余液體，使二次表指針或傳感器的間隙的達(dá)到正常值。針對(duì)上面的操作，我談?wù)剛€(gè)人體會(huì)。曾經(jīng)有一次我沒有把手壓泵的回油閥打開，結(jié)果在拆下接頭時(shí)，把打入的油又噴射出來了，所以同學(xué)，朋友在操作的時(shí)候，特別是在斷開連接的時(shí)候一定要把回油閥打開在開始拆。

如上圖所示，就是司控房的氣路管線。A點(diǎn)為泵的排氣閥，B為指重表的排氣閥(用開口扳手輕擰，邊擰邊觀察兩只表)。

一般不是非要放的兩只表都回零，比如指重表，當(dāng)手壓泵打入油壓使表指針到100KN左右，那么排氣排油使它降到10KN左右，泵壓表略高于零，留有余地吧。同時(shí)，我要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，所有打油操作必須是在指針為零時(shí)操作，換句話說，給泵打壓，就必須停泵，給指重表打壓，指重表懸重就要為零。如果指重表有懸重，你打油，上提鉆具時(shí)，懸重偏高容易爆管線，正確的操作是在補(bǔ)充液體時(shí)，應(yīng)將游車系統(tǒng)放置在鉆臺(tái)面上(或者指針無懸重，懸重非常小)，使指重表處于無載荷的情況下補(bǔ)充液體，并將重量指示儀上的排氣閥打開，排盡空氣。在這里另外說下記錄儀，它由傳感器產(chǎn)生的液體壓力通過連接管線作用于記錄儀彈簧管，管端產(chǎn)生的位移通過連動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)記錄筆偏轉(zhuǎn)，同時(shí)記錄時(shí)鐘帶動(dòng)記錄紙旋轉(zhuǎn)，從而記錄鉆井過程的工作曲線。

鉆進(jìn)時(shí)靈敏指針(鉆壓指針)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，其指示值即為鉆壓值。

在接入單根，提升游車并至井下井上鉆具全部懸起，則指重表示值為最大懸重。此時(shí)，將調(diào)零旋鈕將靈敏表盤”0”點(diǎn)與靈敏表針對(duì)準(zhǔn)。

在排氣時(shí)，扭送排氣閥要使排出的液壓油流順暢了，沒有噴了就算空氣排盡了。三.本油田打井套路的基礎(chǔ)介紹

如果你運(yùn)氣不好，在實(shí)習(xí)技術(shù)員崗位沒多久就把你師傅調(diào)走了，讓你單獨(dú)頂崗，又是一口新井，你怎么辦？

當(dāng)我們拿到一口井的設(shè)計(jì)時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，施工設(shè)計(jì)和鉆井設(shè)計(jì)(甲方要求)都已經(jīng)把施工步驟寫的很詳細(xì)了，我們只需要照著做就行了。

先從牙輪鉆頭開始。是用合金經(jīng)過模鍛而制成的錐體，牙輪錐面或銑出牙齒(銑齒鉆頭)，或者鑲裝硬質(zhì)合金(鑲齒鉆頭)。銑齒牙輪的鉆頭的牙齒是由牙輪毛坯經(jīng)銑削加工而成的，主要是契形齒。一般軟地層牙輪鉆頭的齒高，齒寬，齒距都較大，而硬地層則相反。

上圖是HJ517牙輪鉆頭，每只鉆頭都是有鋼號(hào)的。

上圖是復(fù)錐牙輪的幾個(gè)錐的分布。

牙輪上的牙齒在破碎地層的同時(shí)受到地層的反作用力，造成牙輪沿軸線方向產(chǎn)生高頻振動(dòng)，造成軸承腔內(nèi)外的壓差，使軸承腔內(nèi)產(chǎn)生抽吸和排液作用。

鉆頭工作時(shí)，牙輪滾動(dòng)，牙齒與井底的接觸是單齒，雙齒交錯(cuò)進(jìn)行的。單齒接觸井底時(shí)，牙輪的中心處于最高位置；雙齒接觸井底時(shí)則牙齒的中心下降。牙輪在滾動(dòng)的過程中，牙輪的中心位置不斷上下交換，使鉆頭沿軸向作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是鉆頭的縱向振動(dòng)。在實(shí)際情況下，井底振動(dòng)除有單雙齒交錯(cuò)接觸井底所引起的較高頻率的振動(dòng)外，在縱向上還有低頻率，振幅較大的振動(dòng)，這是由于井底不平和有凸臺(tái)引起的。

鉆頭在井底的縱向振動(dòng)，使鉆柱不斷壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期性的彈性變形能通過鉆頭牙齒轉(zhuǎn)化為對(duì)地層的沖擊作用力用以破碎巖石，與靜載壓入力一起形成了鉆頭對(duì)地層巖石的沖擊，壓碎作用，這種作用是牙輪鉆頭破碎巖石的主要方式。除了壓碎，沖擊作用外，還有對(duì)地層巖石產(chǎn)生剪切作用。

上圖由于鉆頭進(jìn)尺慢，起出發(fā)現(xiàn)1號(hào)輪曠動(dòng)，有點(diǎn)脫軸，這可以讓廠家賠償。順便說下如何區(qū)分鉆頭的壓輪，口訣：一尖二凸三凹陷。

這是某鉆頭廠的馬達(dá)鉆頭，通過上圖，不難認(rèn)清123號(hào)牙輪。下井前，牙輪都是表面光滑的平整的。

上圖為2800m左右出井后的某一牙輪的照片，請(qǐng)同學(xué)和朋友們仔細(xì)看，會(huì)發(fā)現(xiàn)牙輪上有很多凹陷，不象剛?cè)刖畷r(shí)那么平整。什么原因？是水力沖蝕。這是官方說法。在牙輪鉆進(jìn)時(shí)射出去的水也會(huì)反射回來(硬地層)加上牙輪吃入地層，牙掌和地層留有縫隙，鉆井液體高速刺出，久而久之就行成了這種情況，同學(xué)及朋友可以參考相關(guān)的資料做更深入的了解。

上圖的紅圈內(nèi)是PDC的二級(jí)齒，當(dāng)主齒磨完，二級(jí)齒就開始起作用。所以PDC是經(jīng)搞，特別是在上部地層鉆進(jìn)時(shí)。與螺桿相配效果極佳，但是PDC不能用于定向鉆進(jìn)，這是因?yàn)镻DC不好調(diào)整工具面。PDC幾個(gè)刀翼是固定的，可是別人壓輪的三個(gè)輪是可以在井內(nèi)狹窄空間里轉(zhuǎn)動(dòng)的。

好了，鉆頭我們談完了。我們?cè)搧碚務(wù)剣娮炝恕?/p>

在鉆井設(shè)計(jì)中給出的噴嘴參數(shù)，是多少就是多少毫米，比如上圖如果把尺子放入到噴嘴中，正好是16，則表示噴嘴的大小為16毫米，如果你不信可以拿直尺量。

引一段話，射流撞擊井底后，射流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成對(duì)井底的壓能，形成井底沖擊壓力波，且射流流體在井底限制下沿井底方向流動(dòng)，形成一層沿井底的高速流動(dòng)的漫流。

射流撞擊井底后形成的井底的沖擊壓力波和井底漫流是射流對(duì)井底清洗的兩個(gè)主要形式。射流的沖擊壓力，就整個(gè)井底而言，射流作用的面積內(nèi)壓力較高，而射流作用面積以外的壓力較低。極不均勻的沖擊壓力使巖屑產(chǎn)生一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，從而離開井底。這就是射流對(duì)井底巖屑的沖擊翻轉(zhuǎn)作用。漫流的橫推作用。噴嘴出口距井底越近，井底漫流速度越高。正是這層具有很高速度的井底漫流，對(duì)井底巖屑產(chǎn)生一個(gè)橫向推力，使其離開原來的位置，而處于被鉆井液攜帶并隨鉆井液一起運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。因而，井底漫流對(duì)井底清洗有非常重要的作用。

通過上面的幾段文字，我們對(duì)噴嘴射出的流體在井底的作用有了更形象的了解，結(jié)合實(shí)際，這也是為什么我們?cè)谏喜康貙邮褂醚垒嗐@頭時(shí)只裝2只不一樣大的噴嘴，而另一個(gè)水眼將它堵住的原因。無非是加強(qiáng)水力破巖，再就是改變井底流道，使巖屑翻滾帶出，避免重復(fù)破巖。此方法已經(jīng)證實(shí)，有很強(qiáng)的療效。

請(qǐng)翻到參考資料的146頁，我們看看鉆頭水力參數(shù)這節(jié)。在鉆頭壓力降和鉆頭水功率的公式中出現(xiàn)了一個(gè)C。書上說這個(gè)C是噴嘴流量系數(shù)，無因次，與噴嘴的阻力系數(shù)有關(guān)，C的值總小于1。那么在實(shí)際的運(yùn)算中如何計(jì)算出鉆頭的壓力降呢？

是啊，這個(gè)C是挺復(fù)雜的。先來說幾個(gè)概念：

鉆頭噴嘴壓力降，作用是加大對(duì)井底的沖擊以利于將牙輪破碎形式的巖石碎塊沖離井底。對(duì)PDC來說就是保證各流道按設(shè)計(jì)合理分配各流道的流量。其本質(zhì)是鉆井液體通過鉆頭噴嘴后產(chǎn)生的壓力。

鉆井循環(huán)泵壓：它等于鉆井液通過地面高壓管匯，水龍帶，方鉆桿，井下鉆柱，鉆頭噴嘴，經(jīng)環(huán)空返到地面系統(tǒng)及其他所有經(jīng)過的物體，因磨擦而引起的壓力損失，而這個(gè)損失大部分發(fā)生在鉆井液通過鉆頭噴嘴的時(shí)候。

(能力提高)結(jié)合上面兩個(gè)概念及一位老技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)，我們可以試想一下，當(dāng)使用牙輪在打上部地層時(shí)，比如PY組，GHS組和JHZ組時(shí)，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)鉆頭的壓力降呢？一般我們采用2個(gè)不同大小的噴嘴，當(dāng)鉆柱在這幾個(gè)層位時(shí)，不帶鉆頭泵壓也就9MPa了不起了，而我們的地面設(shè)備可以承受18個(gè)MPa左右的壓力，那么這時(shí)應(yīng)該把鉆頭壓降設(shè)計(jì)的大點(diǎn)，比如6~7個(gè)MPa，一起加起來不過17個(gè)MPa，設(shè)備是可以承受住的，這樣做有什么好處呢？一是上部地層軟，水力破巖起到了作用(就象沖大，小鼠洞一樣，不需要鉆進(jìn)，直接沖出個(gè)鼠洞)。二是長期的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，利用水利破巖更容易打直。請(qǐng)同學(xué)們，朋友們參看參考資料3的91頁，公式中的噴嘴截面積就是三個(gè)噴嘴的表面積之和。通過這個(gè)公式可以在實(shí)際工作中指導(dǎo)我們配噴嘴。截面積越小，鉆頭噴嘴壓力降就越大，所以也印證在打上部地層時(shí)一般選用兩個(gè)大小不一樣的噴嘴(一般是11~14之間選配)。那么在打深井或者是硬地層時(shí)，就要盡量使鉆頭噴嘴壓力降在1~3個(gè)MPa,因?yàn)榇藭r(shí)的水力破巖對(duì)我們沒有多大作用，我們利用漫流將巖屑帶出，同時(shí)如果我們把壓力降搞大了，綜合壓耗過大，地面設(shè)備會(huì)受不了的。所以在深井一般是三個(gè)大尺寸的噴嘴來將底壓耗。

特別強(qiáng)調(diào)下資料3中的公式最具實(shí)際工作中的指導(dǎo)意義。通過上面的介紹，我們大概了解了工程上的”潛規(guī)則”。接著進(jìn)入正題吧。一口井的基本套路 1.一開

不管是打水平井還是定向井都有直井段。那么自然要注意本井的自然方位和設(shè)計(jì)方位之間的關(guān)系。同向就可以適當(dāng)放開鉆壓打，因?yàn)榫退阈绷艘彩窍虬悬c(diǎn)漂移，而反向就麻煩了，要控制，不然反向糾斜。

鉆具組合為：SKG124+730*410+7寸DC*6根+5寸鉆桿+方鉆桿?；旧厦靠诰诖虮韺訒r(shí)，是這樣的鉆具組合。其參考鉆進(jìn)參數(shù)為：噴嘴18*3，鉆壓30~50KN，轉(zhuǎn)盤速67r/min,排量60L/S(雙泵保排量)，泵壓一般是5MPa左右。

所要注意的是，如果鉆遇礫石發(fā)育帶，礫石層采用低鉆壓，低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)?？刂妻D(zhuǎn)數(shù)，目的是為了充分帶出破碎礫石，防止卡鉆。2．二開 一般是采用塔式鉆具組合，主要是保直。如果是水平井，則會(huì)出現(xiàn)8英寸的鉆鋌。

鉆具組合為：SKG124鉆頭+7寸DC*6根+411*4A10+6.2寸DC*6根+4A10*410+5寸DP+方鉆桿(視管子站送的鉆鋌多少?zèng)Q定6寸2的鉆鋌下入多少，一般6-9根)。也有的井隊(duì)在GHS組用塔式鉆具使用3根7寸DC+6.2寸DC12根再加9根HWDP。其實(shí)并沒有固定的什么模式只要保證塔式鉆具在上部地層打直就行，那么是全下7寸的也行。鉆進(jìn)參數(shù)：噴嘴12*13*0或者11*13*0或者12*14*0，鉆壓50~80KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)170r/min,排量30L/S，泵壓11~12MPa.這里需要考慮的是本地層是否易斜，所以托盤應(yīng)放在離鉆頭最進(jìn)的位置，這樣測斜才會(huì)準(zhǔn)，換句話說就是鉆頭與7寸無磁鉆鋌的配合接頭里。

上圖為托盤，這是為了承載測斜桿所用，一定要放對(duì)位置。

二開完，或者固表套或者技套，都會(huì)鉆塞，唯一不同的是技術(shù)套管有附件。所以要知道幾個(gè)參數(shù)，水泥塞的塞面，與塞厚。坐了防噴器也要用清水進(jìn)行試壓12MPa，并穩(wěn)壓10min壓降要為0。鉆塞的鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓20~30KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)67r/min，排量30L/S鉆穿水泥塞后待7寸鉆鋌全部出表套后，再用60KN-80KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)調(diào)到170r/min進(jìn)行快速鉆進(jìn)，推薦噴嘴：12*14*0或者12*13*0。鉆附件時(shí)要注意：鉆進(jìn)時(shí)必須反復(fù)劃眼，直至無阻卡現(xiàn)象方可繼續(xù)鉆進(jìn)，套管附件未全部鉆穿前不允許停泵上提鉆具，防止硬卡。之所以在未出套管前用低轉(zhuǎn)速是為了避免破壞水泥環(huán)和損壞套管。表套技套固完水泥后井口必須找正。切記！3．三開 215.9的小井眼進(jìn)行三開。是穿過GHS組后起鉆，換螺桿復(fù)合鉆進(jìn)，搶進(jìn)尺。鉆具組合為：PDC+172(1度)單彎螺桿+431*4A10+STB214+6.2寸鉆鋌*9根+127HWDP*9根+鉆桿+方鉆桿。鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓20~40KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)170r/min,排量30L/S，泵壓13~16MPa,推薦噴嘴:10.32*2+11.1*2。注意加強(qiáng)測斜，PDC的原則就是輕鉆壓高轉(zhuǎn)數(shù)，吊打防斜，如果是地層自然方向和設(shè)計(jì)方向一至則可放開鉆壓60KN加壓打，后面在定向糾斜。

上圖為二開銑齒鉆頭(注意牙齒的特點(diǎn))。

當(dāng)打到了造斜點(diǎn)，就要起鉆更換鉆具，并放入定向儀器。定向的簡單介紹會(huì)在其后的文章中介紹。這里就不累贅了。復(fù)合快速鉆進(jìn)是普遍都是用的214mm的扶正器，而定向鉆進(jìn)時(shí)卻是210mm扶正器，這兩者的不同，在實(shí)鉆中打出的效果也不同，前面有對(duì)欠扶正器的介紹，所以這里也不做解釋。簡單的說：大鐘擺是扶正器下有兩根鉆鋌，小鐘擺是扶正器下有一根鉆鋌，鉆壓對(duì)它影響不大。如果讀者想深究可以參考一些關(guān)于扶正器的文獻(xiàn)。問題：

1.PDC鉆壓最高能加多少？我曾經(jīng)見過我們隊(duì)加過60KN再打？

答：首先施加的鉆壓不能光看鉆鋌。要優(yōu)化鉆井參數(shù)，對(duì)應(yīng)當(dāng)前的地層用什么樣的鉆壓最合適。如果低鉆壓可以打快為什么非要加高呢。PDC加到80KN有可能是當(dāng)時(shí)方位正處于正向，加壓打防止鉆頭掉頭變成反向。一般很少加到80KN(上部地層)。即使這樣鉆速也提高不了多少，對(duì)螺桿的損壞也比較大，泵壓同時(shí)也升高了，地面設(shè)備也會(huì)有損耗。再就是80KN不一定能加到鉆頭上。

2．常規(guī)鉆具的牙輪跑合與動(dòng)力鉆具的跑合有什么不同？

答：新舊牙輪都需要跑合，可以用低速跑，PDC也要在井底”造型”。常規(guī)鉆具跑合同20KN,40KN一層層上加鉆壓每隔十幾分鐘。最高160KN~180KN，因?yàn)槌Ｒ?guī)鉆具是低轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，所以要高鉆壓。而動(dòng)力鉆具是高鉆速，所以鉆壓稍低，一般跑合1小時(shí)，用20KN~40KN的鉆壓。等跑合好后，再加到120KN打一段時(shí)間，就可以加到140KN。跑合鉆頭的好處是使鉆頭的壽命增加，不易發(fā)生井下復(fù)雜事故。水平井跑合牙輪，時(shí)間一定要大于1個(gè)小時(shí)，由于最后水平段是平躺的，沉沙特別多，一般下鉆劃眼到最后未必已經(jīng)到井底，輕鉆壓慢慢循環(huán)，待井底沉沙循環(huán)出才能真正跑合牙輪鉆頭。總結(jié)：

在此聲明下，文章所有圖片歸本人所有，請(qǐng)勿亂用，造成后果自己承擔(dān)。在本集中，我們只是簡單的介紹了下一口井三開的鉆具特點(diǎn)，文中并沒有涉及到固井和計(jì)算套管長度及聯(lián)入。這些將在以后介紹。其實(shí)實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功遠(yuǎn)不止這四集，還有關(guān)于軟件上的鉆具長度如何排，每一次變更鉆具組合如何精確計(jì)算入井鉆具長度，這就需要有規(guī)范的EXCEL文件來記載每根鉆具長度。還有常用的工程軟件的使用，最重要的是《特殊工藝井軌道設(shè)計(jì)》，它是于定向設(shè)計(jì)相輔相承的。文檔方面如上交的周報(bào)和月報(bào)如何規(guī)范制作等，別小看這些，如果后勤的人員夸你日?qǐng)?bào)，周報(bào)，月報(bào)做的好，上面的領(lǐng)導(dǎo)就會(huì)認(rèn)識(shí)你，提拔你。好了，本文旨在提高同學(xué)們和朋友對(duì)技術(shù)員崗位生活的認(rèn)識(shí)。文中某些觀點(diǎn)只是個(gè)人見解，讀者要有自己認(rèn)識(shí)與判斷，如果有不對(duì)的地方請(qǐng)可以交流指正。為本油田的新一代技術(shù)力量的提高奉獻(xiàn)點(diǎn)微薄之力。在這里感謝一下我的周師傅和定向的岳師傅。也感謝下親愛的讀者。參考資料： 1．《指重表介紹》

2．陳庭根，管志川《鉆井工程理論與技術(shù)》 3．趙金洲，張桂林《鉆井工程技術(shù)手冊(cè)》 4．《石油鉆井循環(huán)系統(tǒng)培訓(xùn)》

第四篇：鉆井技術(shù)員成長之路(精典全本)7

實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功(七)

序言：技術(shù)員需要借助工具來完成自己的使命，在本集中簡單介紹下技術(shù)員常用的殺手锏。順便說下，隨著自己在鉆井現(xiàn)場的閱歷豐富，對(duì)前面的文章內(nèi)容會(huì)做修正。所謂書讀三遍，其意自現(xiàn)，其實(shí)我們也需要多復(fù)習(xí)，多回顧，多總結(jié)，多反思。正文： 一.接頭尺

從一口井的開始，管子站會(huì)送來很多接頭。這些接頭一般是一口井設(shè)計(jì)的鉆具組合中需要的配合接頭，如方保，雙母接頭等。我們所需要做的是，對(duì)照清單核實(shí)接頭。有人會(huì)說三種扣型難認(rèn)，的確是這樣。當(dāng)然有經(jīng)驗(yàn)的人一眼就可以看出是多大的扣，是多少英寸鉆具的扣型?？墒亲鳛樾率值奈覀儯恍枰M(fèi)力。直接使用接頭尺就可以了。

正確使用這把尺子，可以很快的讀出母接頭的扣型。具體的只要讀者試一試就知道了，簡直讓人愛不釋手。二．士奇單點(diǎn)的使用

據(jù)說本油田內(nèi)部只有4個(gè)隊(duì)配備了它。經(jīng)我一用，簡直非常好上手。

上圖是儀器箱接上電源后的初始狀態(tài)。根據(jù)主菜單選擇不同的操作來達(dá)到我們的目的。

上圖是測量儀器，圖上是電池，下面是探管。使用前電池要充滿電，再與探管連接。當(dāng)然探管與上圖的儀器箱有個(gè)數(shù)據(jù)線連接。這里對(duì)數(shù)據(jù)線就不做太多的說明。

上圖是各操作項(xiàng)目，意思很明顯。不做過多的解釋。需要注意的使預(yù)置定時(shí)時(shí)間是你想要改變當(dāng)前設(shè)置的定時(shí)時(shí)間，比如你想在打開探管12分鐘后記錄數(shù)據(jù)，那么就輸入12。而檢查探管設(shè)置這項(xiàng)是檢查已經(jīng)設(shè)置的定時(shí)時(shí)間。如果在前面你輸入的是10分鐘，那么使用這項(xiàng)可以查到當(dāng)前定時(shí)時(shí)間是10分鐘。探管實(shí)時(shí)輸出這個(gè)選項(xiàng)你可以把探管握在手中，晃動(dòng)，數(shù)據(jù)會(huì)隨著你的移動(dòng)而改變，不信你就試試。

在現(xiàn)實(shí)的使用過程中，我們常碰到，測完斜后，單點(diǎn)在本口井不會(huì)在次使用，而把探管的操作艙門關(guān)上。如果你忘了保養(yǎng)涂油。那么一個(gè)月后，你麻煩大了。艙門會(huì)打不開。本人就經(jīng)歷過這種事情。于是送回定向井服務(wù)中心，找楊師傅修理。

上圖為拆開外殼的探管的內(nèi)部構(gòu)造。簡易不要自己拆。螺絲是連接外殼，套筒，和探管內(nèi)桿三眼同時(shí)在一條線上才能裝上。

另外，如果我們?cè)O(shè)置是10分鐘，在測斜絞車放入測斜桿下行還沒有到井底，儀器就開始測量數(shù)據(jù)了，這該怎么辦呢？其實(shí)沒有關(guān)系，在時(shí)間到后，單點(diǎn)會(huì)一直工作測點(diǎn)，達(dá)到一定數(shù)量。收回探管，讀取數(shù)據(jù)時(shí)，一定要選取井斜，方位不在變化連續(xù)的時(shí)間段的點(diǎn)。因?yàn)閮x器到底后，是不會(huì)動(dòng)的，所以長時(shí)間應(yīng)該會(huì)保持測量數(shù)據(jù)相同。所以選取這樣的點(diǎn)才能真實(shí)反映井底數(shù)據(jù)。

那么上次測量的數(shù)據(jù)還在，會(huì)不會(huì)影響下次的測量呢？從上面的操作菜單上，你也會(huì)發(fā)現(xiàn)，并沒有刪除上次數(shù)據(jù)的操作。所以你只要定了時(shí)，投測的，儀器會(huì)自動(dòng)覆蓋上次的數(shù)據(jù)。關(guān)于電子單點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用我多說一下，每次要入井測量前，一定要重新設(shè)置定時(shí)時(shí)間，如果你不設(shè)置，那么在你放入測斜桿的一瞬間，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它連綠燈都不亮，這是本人親測的。每使用一次，重新設(shè)置定時(shí)間。另外此單點(diǎn)在定時(shí)時(shí)間之后可以多記錄10分鐘的數(shù)據(jù)(有待證實(shí))。

二．HK多點(diǎn)的使用

一般在下技術(shù)套之前的一趟鉆要投入多點(diǎn)，或者是在直井段單點(diǎn)測斜發(fā)現(xiàn)井身超標(biāo)時(shí)(井身是否超標(biāo)可以參見行業(yè)規(guī)范)。定向服務(wù)中心的大哥哥們會(huì)讓你領(lǐng)來多點(diǎn)，在起鉆前投測。

多點(diǎn)的時(shí)間在送來之前已經(jīng)被設(shè)置好了。電池也充滿電了。下面列出定向服務(wù)中心的出具的使用事項(xiàng)。

1.設(shè)置時(shí)間10分鐘，間隙時(shí)間20秒。儀器出庫時(shí)已經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，儀器在入井前勿動(dòng)儀器上的任何開關(guān)。

2.儀器到井后，技術(shù)員應(yīng)事先將探管與電池筒連接好，試放入無磁筒，如果不能放入，提前與儀器相關(guān)管理人員聯(lián)系。

3.儀器到井試放后，技術(shù)員應(yīng)將探管與電池筒斷開并妥善保管好待下井使用。

4.下井前，將探管與電池筒連接號(hào)，打開電源開關(guān)，指示燈變紅，按黑色啟動(dòng)鍵變綠后，做好啟動(dòng)記錄，可下井。

5.起出時(shí)，先按黑色啟動(dòng)鍵，指示燈變紅，即可關(guān)閉電源開關(guān)，拿來讀數(shù)。

那么多點(diǎn)事如何判斷各段井身的測量數(shù)據(jù)的呢？這要重頭說起。先要打一份表格，這份表格由司鉆記錄從第一柱坐卡開始，每一柱坐卡的時(shí)間。比如：多點(diǎn)定時(shí)為10分鐘，投入鉆具中，多等一分鐘，也就是11分鐘后，開始起一柱，在卸扣的時(shí)候，司鉆記錄這一時(shí)刻的時(shí)間填入表中。其中最重要的一項(xiàng)是測深這個(gè)概念，它是當(dāng)前井深減去(方入旋塞和方保的長度)，同時(shí)也要減去從鉆頭到托盤之間的鉆具長。由于測斜桿有一定的長度才到探管，所以一般再多減兩米。那么每提起一柱，當(dāng)前測深要減去這一柱的長。測深是要在投測前算好的，至于每一柱有多長，這就是技術(shù)員的平時(shí)的基本功怎么樣了。

如果投測前不是整立柱，多一根單根或者二根該如何操作呢？定向服務(wù)中心要的就是離井底最近的數(shù)據(jù)，所以當(dāng)多一根單根時(shí)就在起到加重時(shí)把它甩到鼠洞中，如果是多兩根，則在快要起到加重時(shí)接一根。具體操作與記錄數(shù)據(jù)可以自由發(fā)揮。三．八參儀

在沒有氣測提供專有的參數(shù)儀器給我們的時(shí)候，只能用自己的八參儀。先從泥漿罐體積傳感器的安裝開始。當(dāng)然在這里不講解這些傳感器的原理，在儀器配備給井隊(duì)的時(shí)候就已經(jīng)把儀器的使用說明附上給我們了。

上圖是在4號(hào)罐底下安裝的接收儀器。在前幾集里，我們介紹過4號(hào)罐其實(shí)被分為2個(gè)罐。一邊給2號(hào)泵供漿，一邊用來配膠液。而配膠液下面的剪切泵的旁邊就安放了我們的線盒。紅圈里的線是連上了鉆臺(tái)工具偏房里的數(shù)據(jù)采集器盒。

上圖紅圈里的就是我們?cè)?,4,5罐上裝的泥漿液面?zhèn)鞲衅?。走線讀者可以獨(dú)自安排一下。

上圖就是位于高架槽上的泥漿回流傳感器。其接線也是引入工具偏房里的數(shù)據(jù)采集器里。

上圖就是數(shù)據(jù)采集器，它設(shè)立在工具偏房內(nèi)。每個(gè)字母代表儀器的接頭。A為鉆速。BC為泵沖傳感器的接頭。D為高架槽上的泥漿回流傳感器的接線頭。E為連接司鉆控制臺(tái)上的電子顯示器上的輸出接頭。F為變送器接頭。G為罐液面體積傳感器的輸入接頭，也就是我們一開始介紹那個(gè)集線盒輸出到這個(gè)接頭。G1為數(shù)據(jù)采集器的電源線。多余介紹下，紅圈從左到右是鉆深和鉆盤扭矩。

上圖是幾個(gè)未做介紹的接頭。

上圖就是司鉆控制房前臺(tái)結(jié)構(gòu)。A為三臺(tái)柴油機(jī)車的轉(zhuǎn)速表，B就是變送器的接線頭。C為鉆臺(tái)八參儀器的參數(shù)數(shù)據(jù)的顯示器的接頭。送一張氣測在罐上的儀器。

(未完待續(xù))

總結(jié)：十分感謝我的師傅給了我很多無私的幫助。讓我有所收獲。

第五篇：鉆井工程師成長之路(定向)

鉆井工程師成長之路(定向井基礎(chǔ))

一．井口操作

我們經(jīng)常碰見的井大都是定向井，就算有直井，也會(huì)打偏而定向糾偏。

那么在打一口定向井，或者水平井時(shí)，對(duì)直井段的要特別注意，必須要加以控制。參看資料1中30度的井有水平位移的要求，一般可以通過單點(diǎn)測斜來獲得當(dāng)前井斜，方位的數(shù)據(jù)。在起鉆前把多然后在起鉆過程中利用每起一個(gè)立柱靜止卸口的時(shí)間進(jìn)行測量和記錄。也就是說每上提一柱，司鉆鉆完后將一起把記錄本和儀器送到定向服務(wù)中心做數(shù)據(jù)分析來了解當(dāng)前井的軌跡，如果需要提前下聯(lián)絡(luò)什么時(shí)候上定向的儀器和人員。

井下定向法是先用正常下鉆法將造斜工具下到井底，然后從鉆柱內(nèi)下入儀器測量工具面在井下的實(shí)定方位不符，亦可在地面上通過轉(zhuǎn)盤將工具面扭到預(yù)定的定向方位上。在定向組合鉆具入井時(shí)，我口量角差。這個(gè)角差是有螺桿上的高邊方向線和定向接頭上的定向鍵組成。

上圖中的紅圈里的線就是螺桿的高邊線，它是彎螺在井下定向時(shí)所鉆進(jìn)的方向。

上圖為定向儀器乘載的定向接頭的結(jié)構(gòu)圖。

上圖的上面的鉆具為螺桿，下圖將定向接頭的定向鍵和高邊方向線平移到同一個(gè)平面來計(jì)算角差。從高邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂直接頭鍵的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周長，則可以算出角差是多少度，在司鉆顯示器和軌跡控制軟件上所顯示的出的工具面是已經(jīng)把角差帶入后計(jì)算好的。

上圖是司鉆讀出器，讀出當(dāng)前的井段數(shù)據(jù)。圖中象雷達(dá)一樣的就是工具面，詳細(xì)作用可以參考資料2，書中有詳細(xì)的敘述。那么這個(gè)雷達(dá)一樣的工具面有什么作用呢？把它用360度來劃分，那么當(dāng)紅線指零度時(shí)是增斜，指180度時(shí)是降斜，90度時(shí)是增方位，270度是降方位。在特殊井軌道設(shè)計(jì)這個(gè)軟件中，這四個(gè)度指起著非常重要的作用，我們?cè)谙旅嬉还?jié)的內(nèi)容里會(huì)介紹它是如何重要的。

某時(shí)刻，我們測的工具面如上圖所示的位置，我們這時(shí)候需要全力增井斜，應(yīng)該怎么辦？所給的鉆進(jìn)參數(shù)是120KN，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)10KN=10度，當(dāng)我們加了120KN鉆壓時(shí)，紅線是否能擺到0度的位置上呢？不一定，我們要考慮反扭角。

動(dòng)力鉆具在工作中，液流作用于轉(zhuǎn)子并產(chǎn)生扭矩，傳給鉆頭去破碎巖石。液體同時(shí)也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩將有使鉆柱旋轉(zhuǎn)的趨勢，但由于鉆柱在井口處是被鎖住的，所以只能扭轉(zhuǎn)一定的角度，此角稱為反扭角。

現(xiàn)場中，我們?cè)谵D(zhuǎn)盤做一道記號(hào)，調(diào)整工具面，在加壓使紅線到0度位置。另外一種方法是，接完單根，定向工程師不做要求，讓司鉆加壓到120KN直接打，看工具面前后的變化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面穩(wěn)定的狀況下，這幾分鐘的忙打不會(huì)有多少進(jìn)尺，也不會(huì)影響到定向作業(yè))。然后準(zhǔn)確的調(diào)整工具面。二．軟件操作

先來介紹下，一般下井的定向儀器的結(jié)構(gòu)與功能。

儀器是將傳感器測得的井下參數(shù)按照一定的方式進(jìn)行編碼，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)控制伺服閥閥頭的運(yùn)動(dòng)，利用循環(huán)的泥漿使主閥閥頭產(chǎn)生同步的運(yùn)動(dòng)，這樣就控制了主閥閥頭與下面的限流環(huán)之間的泥漿流通面積。在主閥閥頭提起狀態(tài)下，鉆柱內(nèi)的泥漿可以較順利地從限流環(huán)通過；在主閥閥頭壓下狀態(tài)時(shí)，泥漿流通面積減小，從而在鉆柱內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)正的泥漿壓力脈沖。定向探管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制著主閥閥頭提起或壓下狀態(tài)的時(shí)間，從而控制了脈沖的寬度和間隔。主閥閥頭與限流環(huán)之間的泥漿流通面積決定著信號(hào)的強(qiáng)弱，我們可以通過選擇主閥閥頭的外徑和限流環(huán)的內(nèi)徑尺寸來控制信號(hào)強(qiáng)弱，使之適用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作環(huán)境。實(shí)際上，整個(gè)過程涉及到如何在井下獲得參數(shù)以及如何將這些數(shù)據(jù)輸送到地面，這兩個(gè)功能分別由探管和泥漿脈沖發(fā)生器完成。定向探管

這種測斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊偷卮艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測量頭坐標(biāo)系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽定位面平行，而Z軸平行于測量頭軸向。三個(gè)加速度計(jì)Gx、Gy、Gz和三個(gè)磁通門Bx、By、Bz的敏感軸分別平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力場的重力加速度在三個(gè)方向上的分量，后者感受地磁場在三個(gè)方向上的分量。當(dāng)這些傳感器感受輸入量時(shí)，與其伺服電路一起將輸入量變換成與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓。溫度敏感頭及其電路，將溫度變換成輸出電壓（VT）。這7個(gè)輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓（VR）及電源電壓（VD）共9個(gè)電壓經(jīng)多路開關(guān)依次輸入到V/T變換器，經(jīng)8次采樣平均之后形成一組輸出脈沖串（P8），這一脈沖串和同步脈沖（PS）在電壓時(shí)間變換器內(nèi)部通過與門形成P0，并輸入到CPU處理單元，CPU把這一脈沖串的各脈沖間隔變成數(shù)字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等參數(shù)的值。CPU進(jìn)一步將這些參數(shù)進(jìn)行編碼，形成脈沖串，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作。伽馬探管 伽馬探管是綜合測量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測井時(shí)用γ射線探測器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。

根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的聯(lián)系，結(jié)合其它測井方法的測量結(jié)果即可有效的推測生油巖層，這也是自然伽馬測井應(yīng)用的主要目的。

無線伽馬與有線伽馬測井相比，除有效的完成自然伽馬測井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無線伽馬測井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得第一手有效的測井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。泥漿發(fā)生器

泥漿脈沖隨鉆測斜儀是通過電磁機(jī)構(gòu)控制閥門頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下狀態(tài)，在無磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理操作

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)傳送到井臺(tái)下的專用數(shù)據(jù)處理儀，并實(shí)時(shí)獲取地面解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于屏幕上顯示的內(nèi)容，用戶既可以通過鍵盤在井臺(tái)上調(diào)整，也可以通過通信聯(lián)系在計(jì)算機(jī)軟件上做遠(yuǎn)程調(diào)整。

1． 度盤/消息區(qū)

該區(qū)域用于顯示定向度盤或來自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤顯示時(shí)，用戶可以指定其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從最新到最舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（最多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過切換度盤/消息或前后翻閱來顯示新收到的消息）。2． 數(shù)據(jù)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域最上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信聯(lián)系時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來的部分用較大字體顯示主要的測量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，由一個(gè)“?0?9”狀的標(biāo)志來指出當(dāng)前度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。最新解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。3． 波形區(qū)

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。4．狀態(tài)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的最下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的最右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。淺層測試

儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。

軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域，用于顯示不同種類的數(shù)據(jù)，它們分別是：立管壓力值顯示區(qū)、度盤顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。立管壓力值顯示區(qū)

以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。波形圖顯示區(qū)

以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測門限值。度盤顯示區(qū)

度盤中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，最內(nèi)圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是最新的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。數(shù)據(jù)顯示區(qū)

該區(qū)域位于窗口最右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來自探管的測量數(shù)據(jù)，包括采樣測試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的最大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過50%意味著數(shù)據(jù)可能是無效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無效的。

表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，最多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在最下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。數(shù)據(jù)校正

對(duì)于工具面測量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：

補(bǔ)償工具面 = 測量工具面－（IMO + DAO）

對(duì)于方位測量，由于儀器測量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°，則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測得）+ 東磁偏角 在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。

1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤面）至測點(diǎn)的井眼實(shí)際長度，人們常稱為斜深。國外稱為測量深度（Measure Depth）。

2）測深：測點(diǎn)的井深，是以測量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。3）井斜角：該測點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。

4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過的角度。

5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。?進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算： 真方位角＝磁方位角＋東偏磁偏角

真方位角=磁方位角－西偏磁偏角 6）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度。

7）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡稱方位變化率，?是指井斜方位角隨井深變化的快慢程 度。

8）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），?該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值。《特殊工藝井軌道設(shè)計(jì)》這個(gè)軟件，是本油田常用的軟件，也是定向工程師(不是指儀器工程師)常用的軟件。雖然它不夠全面，但已經(jīng)滿足油田定向井施工要求。這款軟件自帶有使用說明《特殊井軌跡設(shè)計(jì)說明.doc》，里面有最基本的操作，如數(shù)據(jù)的錄入，讀入，讀出，打印等。

新建，刪除，更新操作是定向工程師在一口井開始定向時(shí)，進(jìn)行分析軌跡而使用的。其產(chǎn)生的操作地方在AB兩個(gè)區(qū)中。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)完了，需要點(diǎn)旁邊計(jì)算器一樣的圖標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。一般第一行在B區(qū)的方位欄填入本口井的自然地層傾角方位。然后生成，后面根據(jù)造斜率和造斜的段長來逐步設(shè)計(jì)軌跡。

一般我們看某段是否在定向鉆井還是復(fù)合鉆井，及定向鉆具的造斜率都可以參看全角率,K井斜，K方位。這三欄是鉆具在實(shí)際地層的真實(shí)值很有指導(dǎo)意義。比如某種鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)增斜會(huì)是多少或者，復(fù)合鉆能有多少的增斜等。一般小數(shù)點(diǎn)后面第二位有值，且值很小被認(rèn)為是復(fù)合鉆進(jìn)，而第一位就有值被認(rèn)為定向鉆進(jìn)。三．LWD介紹

CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井裝備，由中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院、北京石油機(jī)械廠和中國石油集團(tuán)測井有限公司測井儀器廠共同研發(fā)完成。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際鉆井界公認(rèn)的21世紀(jì)鉆井高新技術(shù)，它集鉆井技術(shù)、測井技術(shù)及油藏工程技術(shù)為一體，用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測量和隨鉆控制手段來保證實(shí)際井眼穿過儲(chǔ)層并取得最佳位置，根據(jù)隨鉆監(jiān)測到的地層特性信息實(shí)時(shí)調(diào)整和控制井眼軌道，使鉆頭聞著“油味”走，具有隨鉆識(shí)別油氣層、導(dǎo)向功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

下面介紹下，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)組成。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)由測傳馬達(dá)（CAIMS）、無線接收系統(tǒng)（WLRS）、正脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng)（CGMWD）和地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)（CFDS）組成。

CAIMS測傳馬達(dá)結(jié)構(gòu)見圖2，自上而下由旁通閥、螺桿馬達(dá)(i=5/6)、萬向軸總成、近鉆頭測傳短節(jié)、地面可調(diào)彎殼體總成(α=0～2°)和帶近鉆頭穩(wěn)定器的傳動(dòng)軸總成組成。近鉆頭測傳短節(jié)由電阻率傳感器、自然伽馬傳感器、井斜傳感器、電磁波發(fā)射天線和減振裝置、控制電路、電池組組成。該短節(jié)可測量鉆頭電阻率、方位電阻率、方位自然伽馬、井斜、溫度等參數(shù)。用無線短傳方式把各近鉆頭測量參數(shù)傳至位于旁通閥上方的無線短傳接收系統(tǒng)。

WLRS無線接收系統(tǒng)主要由上數(shù)據(jù)連接總成、穩(wěn)定器、電池與控制電路艙體、短傳接收線圈和下接頭組成，如圖3所示。上與CGMWD連接，下與馬達(dá)連接。接收由馬達(dá)下方無線短傳發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波信號(hào)，由上數(shù)據(jù)連接總成將短傳數(shù)據(jù)融入CGMWD系統(tǒng)。

CGMWD正脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng)包括CGMWD－MD井下儀器(圖4)和CGMWD－MS地面裝備(圖5)。二者通過鉆柱內(nèi)泥漿通道中的壓力脈沖信號(hào)進(jìn)行通信，并協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)鉆井過程中井下工具的狀態(tài)、井下工況及有關(guān)測量參數(shù)（包括井斜、方位、工具面等定向參數(shù)，伽馬、電阻率等地質(zhì)參數(shù)，及鉆壓等其他工程參數(shù)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測。地面裝備部分由地面?zhèn)鞲衅?壓力傳感器、深度傳感器、泵沖傳感器等)、儀器房、前端接收機(jī)及地面信號(hào)處理裝置、主機(jī)及外圍設(shè)備與相關(guān)軟件組成，具有較強(qiáng)的信號(hào)處理和識(shí)別能力，可傳深度4500m以上。地下儀器部分由無磁鉆鋌和裝在無磁鉆鋌中的正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器短節(jié)、電池筒短節(jié)、定向儀短節(jié)、下數(shù)據(jù)連接總成組成。上接普通(或無磁)鉆鋌，下接無線短傳接收系統(tǒng)。由于采用開放式總線設(shè)計(jì)，該儀器可兼容其它型號(hào)的脈沖發(fā)生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為信息傳輸通道外，還可用于其他鉆井作業(yè)。

CFDS地面應(yīng)用軟件子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理分析、鉆井軌道設(shè)計(jì)與導(dǎo)向決策等軟件組成，另外還有效果評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)管理和圖表輸出等模塊。應(yīng)用該軟件系統(tǒng)可對(duì)鉆井過程中實(shí)時(shí)上傳的近鉆頭電阻率、自然伽馬等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行處理和分析，從而對(duì)新鉆地層性質(zhì)作出解釋和判斷，并對(duì)待鉆地層(鉆頭下方某一深度內(nèi))進(jìn)行前導(dǎo)模擬；再根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的工程參數(shù)，對(duì)井眼軌道作出必要的調(diào)整設(shè)計(jì)，進(jìn)行決策和隨鉆控制。由此可提高探井、開發(fā)井對(duì)油層的鉆遇率和成功率，大幅度提高進(jìn)入油層的準(zhǔn)確性和在油層內(nèi)的進(jìn)尺。

CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有測量、傳輸和導(dǎo)向三大功能：

1)測量在近鉆頭測傳短節(jié)中裝有電阻率傳感器、自然伽馬傳感器和井斜傳感器，在無線短傳接收短節(jié)中裝有接收線圈。近鉆頭測傳短節(jié)可測量鉆頭電阻率、方位電阻率、自然伽馬和近鉆頭井斜角、工具面角，這些參數(shù)由無線短傳發(fā)射線圈以電磁波方式，越過導(dǎo)向螺桿馬達(dá)，分時(shí)傳送至無線接收短節(jié)中的接收線圈。2)傳輸無線接收線圈接收到馬達(dá)下方的信息后，由數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)融入位于其上方的CGMWD正脈沖隨鉆測量系統(tǒng)，CGMWD通過正脈沖發(fā)生器在鉆柱內(nèi)泥漿通道中產(chǎn)生的壓力脈沖信號(hào)，把所測的近鉆頭信息(部分)傳至地面處理系統(tǒng)，同時(shí)還上傳CGMWD自身測量信息，包括井斜、方位、工具面和井下溫度等參數(shù)。3)導(dǎo)向地面處理系統(tǒng)接收和采集井下儀器上傳的泥漿壓力脈沖信號(hào)后，進(jìn)行濾波降噪、檢測識(shí)別、解碼及顯示和存儲(chǔ)等處理，將解碼后的數(shù)據(jù)送向司鉆顯示器供定向工程師閱讀；同時(shí)由CFDS導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷、決策，以井下導(dǎo)向馬達(dá)(或轉(zhuǎn)盤鉆具組合)作為導(dǎo)向執(zhí)行工具，指揮導(dǎo)向工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層或在油氣儲(chǔ)層中繼續(xù)鉆進(jìn)

地質(zhì)導(dǎo)向在本井中的使用情況。由于本井的標(biāo)志層不明顯，所以在特定的垂深處使用地質(zhì)導(dǎo)向。使用LWD獲得大量地質(zhì)參數(shù)，如地層電阻率，自然伽馬值等，總結(jié)這些參數(shù)在砂巖和泥巖，水層和油氣層中的變化特征，并在實(shí)踐中結(jié)合錄井各類參數(shù)及巖樣檢測資料綜合評(píng)價(jià)和應(yīng)用。

在水平井的著陸階段，鉆頭是以一定的角度由泥巖接近儲(chǔ)集層，由于儲(chǔ)集層電阻率很高，進(jìn)一步鉆進(jìn)，電阻率曲線會(huì)明顯升高

上圖為在無磁鉆鋌中的儀器

由于地層物性影響電測曲線及鉆時(shí)曲線的過程比較緩慢，在錄井過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)開始下降而隨鉆測井電阻率有抬升的趨勢，就應(yīng)當(dāng)注意是否已經(jīng)鉆入儲(chǔ)集層，并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)和鄰井資料綜合判斷巖性界面，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，使鉆頭保持在油層中穿行。

識(shí)別地層界面的方法，可以使用極化角，它的產(chǎn)生是由于儀器的原因引起的，當(dāng)隨鉆測井儀器在井眼軌跡與地層界面夾角小于30度進(jìn)入另一個(gè)地層，并且地層界面兩側(cè)電阻率由差別時(shí)，在目的層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流激增來干擾儀器發(fā)出的傳播波，儀器接收到被干擾的電流后引起電阻率測量值的激增，然后迅速回到正常值。界面兩側(cè)電阻率差別越大，這種激增就越大：并且一般淺電阻率比深電阻率更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象

使用方位伽馬同樣可以判斷地層界面：方位伽馬探測器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以測量不同方位的地層伽馬值，根據(jù)接近界面的先后順序而依次探測到新地層的出現(xiàn)。泥巖層的伽馬值為高值，由于伽馬對(duì)泥巖敏感，依據(jù)方位伽馬預(yù)測泥巖的存在會(huì)有很高的準(zhǔn)確性。

水平井要求井眼軌跡保持在儲(chǔ)集層中上部距蓋層一定距離處，這時(shí)由于探測范圍的不同，深電阻率比淺電阻率曲線要低；進(jìn)入水層深電阻率將會(huì)降低，若井眼軌跡向下部水層靠近的話，深電阻率將脫離上部泥巖的影響，并受下部水層的影響；考慮到井眼軌跡距離泥巖及水層的距離，電阻率曲線有可能會(huì)先升高再降低。在現(xiàn)場錄井過程中必須結(jié)合工程參數(shù)，巖屑變化等綜合考慮分析。附加內(nèi)容

常有朋友和同學(xué)說自己無法用肉眼去分辨配合接頭的型號(hào)及大小，其實(shí)作為工程人員的我們有專門用的尺子。當(dāng)然也由朋友會(huì)用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。

如上圖，我用下面的直尺量出的扣型大小并不準(zhǔn)確，不信你可以去試試。而用上面專用的接頭尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的準(zhǔn)確。大家可以放大圖中的紅圈的地方仔細(xì)讀數(shù)，此為5寸鉆桿的母扣，時(shí)410的扣型。