自浮仪器4000系列培训教材

1、一、概述 LHE4000自浮式电子单点测斜仪主要用于油田钻井施工中井斜较小的钻井测量。 优点优点 与吊测、投测方式相比，不需要甩方钻杆，不需要测井绞车，测井前不用循环调整泥浆，简化了测井过程、节约测井时间、有效预防钻井事故、提高测井速度。 基本工作原理 该测斜仪是通过泵压将其送至井底待测点进行测量的；测量完成后，依靠自身的浮力上浮到井口液面。-北京六合销售部技术服务部编订二、结构二、结构组成组成一般配套方式：由 LHE3000 电子单点测斜仪机芯和LHSF测斜仪载体两部分组成；LHE430A 配套方式：由 LHE4318 测斜浮筒和 LHSF 测斜仪载体两部分组成。-北京六合销售部技术服务部编

2、订-北京六合销售部技术服务部编订配套方式轻质碳纤维自浮配套方式如右图-北京六合销售部技术服务部编订三、测斜过程首先选择一定数量承压合适的浮力仓，并给电子单点探管设定合适的延时参数，设置方法同LHE3000电子单点相同。【注意采时间隔】根据不同的使用环境进行配套连接。将缓冲器朝下投入钻具内，开泵后测斜仪在泵压的作用下下行；当泵压提高 12MPa时表明测斜仪已到达托盘处； 等待探管采集数据完毕后停泵， 测斜仪在浮力的作用下上浮到井口处。取出探管后便可对其采集的数据进行分析处理。测斜结束，清洗载体并装箱。-北京六合销售部技术服务部编订LHE4000系列自浮仪器外径为36MM、40MM、48MM、49

3、MM，最高承压120MPA，最高承温125度。 LHE4301-LHE4304为铝合金浮筒，承压分别为75、105、120、50MPA，直径48MM，最高承温125度。 LHE4305-4309为碳纤维浮筒，承压分别为75、105、50、75MPA，直径49MM，最高承温125度。 铝合金浮筒优点是比较坚硬，缺点是受泥浆比重、粘度影响，泥浆比重小于1.26、粘度大于60S均不能浮起，碳纤维浮筒使用中不受泥浆比重、粘度影响，重量轻，只要在承压范围内，均能使用，缺点是较脆，不能承受外物砸、压，浮筒连接处如弧度过大，容易断裂。-北京六合销售部技术服务部编订-北京六合销售部技术服务部编订普通机芯和小径

4、机芯-北京六合销售部技术服务部编订探管的相关技术参数 井斜角 060 0.2【2轴加速度传感器】 方位角 0360 1.0 高边工具面方位 0360 0.5 磁性工具面方位 0360 0.5 温度测量 0125 2.0 定时时间 199 分钟 工作温度范围 0125 通信接口 RS-232 电源 7.2V 充电电池筒 重量 200g-北京六合销售部技术服务部编订现场操作流程一确定载体直径首先根据钻具内径大小选择合适的外筒，可选用 36、 40、 48、 49四种外径型号的载体。应该尽量选取直径大的载体，保证足够的浮力。我公司测斜仪对钻具内径的要求：吊测，钻铤内径大于测斜仪外径58mm就可以使用

5、，开泵测斜(即使用自浮测斜)，钻铤内径大于测斜仪外径20mm可正常使用，分体式无线、正脉冲无线、有线随钻测斜仪，因其全流式引鞋有泄流槽，钻铤内径大于仪器外径12mm以上，就可正常使用。-北京六合销售部技术服务部编订现场操作流程二井底压力的计算和下行时间的计算1、井底压力=地层压力+泵压+10Mpa余量； 地层压力=泥浆密度（Kg/m）井深（m）重力加速度（数值为10m/s）。 泵压=钻进时泵压表显示出的泵的压力（换算成Mpa）。2、下行时间=钻具中泥浆的体积（m）排量（m/s），这个时间的单位是秒（定时的时候要换算成分钟）浮筒下行速度和泥浆比重，粘度，泵压，排量有关系，只有大概的经验理论，目前

6、还没有一个准确可行的公式。主要和排量有关。排量越大，下行速度越快，通过排量的大小，可以知道泥浆从井口到井底的时间，一般浮筒下行的速度会比泥浆到达井底的速度慢一些，具体时间和泥浆比重、粘度还有泵压有关，比重越大，粘度越大，浮筒下行速度会越慢，这时可以适当提高泵压来增加下行速度。具体的排量大小与泥浆下行的速度时间可参阅说明书中的对照表-北京六合销售部技术服务部编订现场操作流程三依据上述公式便可计算出测斜仪下行至井底待测点的时间，再加上 20%的余量，即可作为探管的延时参数；测斜仪的下行时间还与泥浆的粘度有关：粘度越大，下行时间越长，此时，可以适当的增加探管的延时参数。在保证仪器没有故障的前提下，若

7、出现测量数据差别较大时，则是由于给探管设定延时时间短，而导致仪器未能下行至井底的待测点进行测量。-北京六合销售部技术服务部编订现场操作流程四安装托盘 下钻时，在钻具合适的位置安装测斜托盘。井下接有无磁钻铤时应安装在无磁钻铤下端。设定探管延时探管的延时时间仪器下行时间+把仪器仓打紧的时间+把载体抬上转台时间）组装载体（不包括打捞矛和仪器仓的连接） 检查缓冲器是否灵活有效，侧孔是否畅通。 在缓冲器导杆上安装铅封，并将铅封两端折弯，防止铅封掉落。 按配套表中载体的连接顺序用摩擦链钳将载体连接并上紧。-北京六合销售部技术服务部编订将探管装入仪器仓前启动探管，同时秒表同步计时现场操作流程五仪器启动工作

8、将仪器装入仪器仓并启动工作 检查并确认密封“O”形圈完好，并在丝扣处涂抹丝扣油。 将橡胶悬挂器拧在打捞矛上，将橡胶保护器安装在仪器探管工具面的接头端， 将仪器充电电池筒端连接在橡胶悬挂器上。投放测斜仪至待测点 卸开方钻杆，将测斜仪的缓冲器朝下投入钻具内；接上方钻杆，开泵循环，此时测斜仪下行，下行速度约等于钻具内泥浆的流速；泵压上升 12MPa 时，表明测斜仪到达托盘处了。其间，可以适当地上下活动钻具或间断转动钻具，使测斜仪能够顺利到达井底待测点。注意，用于定向井时，应避免长时间定点转动钻具，以防止钻具损坏。-北京六合销售部技术服务部编订在等待测斜仪上浮的过程中，严禁把头伸过井口现场操作流程六采

9、集数据：探管延时结束前约 2 分钟，应停止活动钻具，并将钻具在吊卡上座稳，保持泵压，等待探管采集数据；数据采集完毕后，继续等待约 2 分钟，然后停泵。测斜仪上浮：停泵后，测斜仪将依靠自身的浮力自动上浮，上浮的速度一般约为 100120m/min。其间，可以适当地上下活动钻具或间断转动钻具，使测斜仪能够顺利地浮到井口液面。注意：刚停泵时和斜井段时，用低速间断转动钻具有利于测斜仪上浮，因为在斜井段测斜仪是贴在钻具内的上壁上浮的。取出测斜仪：估计测斜仪快上浮到井口时，提前卸开方钻杆并将其慢慢提起；当测斜仪浮到井口液面时，将其取出。若液面较低，应重新接上方钻杆并开泵，将钻具内灌满泥浆，等待测斜仪浮出。

10、-北京六合销售部技术服务部编订现场操作流程七读取数据： 首先查看缓冲器上的铅封是否被卡断： 若卡断说明探管是在待测点采集的数据， 该数据有效；维护仪器： 测量完毕后，将仪器擦拭干净；将载体冲洗干净，主要是缓冲器，防止里面泥浆堆积后降低缓冲效果；将载体带上护帽，装入仪器箱，以备下次使用。-北京六合销售部技术服务部编订现场使用注意事项-北京六合销售部技术服务部编订常见故障及排除方法故障故障诊断及解决办法诊断及解决办法橡胶悬挂器断裂用报纸或较软的棉制品做成直径小于31mm,长度大于200mm的长条放入仪器仓的底部，然后将仪器放在仪器仓中进行测斜，测斜完成后将长条取出仪器不能上浮原因一：井下压力过大，

11、超过浮筒的额定负载，可能在井下就压爆原因二：钻杆水眼中落入异物，或者钻杆内径不一致原因三：泥浆粘度较大，无法上浮原因四：托盘被冲浊变形，缓冲被卡住，不能上浮原因五：泥浆比重较小，无法产生足够的浮力仪器仓出现断裂原因一：可能开双泵，冲击力过大导致压力过大，仪器损坏（开单泵）原因二：钻具内径不一致，衔接处有台阶，导致仪器损坏（使用内径一样的钻具）原因三：泵排量太大导致仪器下行速度超过其速度限制（调节冲数）探管和PC机不能正常连接原因一：数据处理仪软件所要求的com口和计算机设置的com口不一致，重新设置端口原因二：探管配套的数据处理软件版本和运行的版本不一致，更换版本原因三：数据传输线发生故障，更

12、换数据线第一个采集点数据出现异常原因一：探管设置的延时时间过短原因二：需要更新版本电子单点的方位差180度探管没有悬挂在橡胶悬挂器上，而是简单的将探管电池筒端向下投入了仪器仓，应准确连接仪器探管任意放置，井斜均为90度加速计部分电路故障或者AD转换芯片故障，需返厂维修探管任意放置，磁工面不变磁通计相关电路故障，需返厂维修仪器组装动画演示重点回顾一确定是否下托盘了解泥浆密度及粘度，泥浆泵排量，钻铤内径等通过泥浆密度计算用多少MPa的浮筒，用多少节浮筒，计算上浮速度将探管同电池连接，把数据线和数据处理仪及探管连接好，在数据处理仪上设置时间，启动检查探管数据工作是否正常。(采时间隔0.1s)将载体箱

13、里的缓冲器下浮力仓浮力仓（几节根据计算公式）仪器仓连接好，并且将铅封放入缓冲器。在计算好几节浮力仓后根据下行换算表设定探管延时时间，时间设定完成后关闭探管电源。重点回顾二在井下准备好后将探管挂在橡胶悬挂器上将电源打开，并让秒表开始工作记时，把打捞矛用摩擦管钳打紧。然后抬到钻台，缓冲器朝下投入钻杆内。让工人把方钻杆接上，开泵并活动钻具。注意观察泵压表和秒表，在距离延时结束还有两分钟时停止活动钻具，等两分三十秒后停泵，开始活动钻具或卸下方钻杆并继续活动钻具。观察钻杆内的泥浆是否上翻，上行速度为每分钟100米左右，到将浮出井口时带上工作手套准备接载体（注意严禁将头正对井口观察载体），接到载体后将载体

14、擦拭干净拿下钻台。检查缓冲器上的铅封是否被切断，打开打捞矛将仪器取出，将探管连接到数据处理仪上将数据打印，将数据上的井号井深等数据填写清楚。将机芯及载体清理干净放入仪器箱。定向测量工具的发展 1 照相单点测斜仪、多点测斜仪发展到电子单点测斜仪、多点测斜仪，有线随钻测斜仪。2 MWD、LWD无线随钻测量技术。仅在以泥浆为钻井媒质条件下使用。3 EM-MWD电磁波随钻测量技术。随着气体、雾化、泡沫等欠平衡钻井新技术的出现，MWD、LWD不能满足此类钻井的应用，电磁波随钻测量技术不受钻井媒质的影响，因此逐渐得到推广和应用。4 MWD+EM-MWD混合系统。将二者结合优势互补，大大提到定向钻井效率，在

15、EM-MWD通信能力未达极限时以较高的波特率进行数据传输，而当EM-MWD通信能力达到极限不能满足随钻测量数据传输要求时，启动MWD功能，达到更深测量数据的传输。5 增强EM-MWD系统。提高EM-MWD通信能力：1）天线延伸技术，即当EM-MWD通信达到极限或快要达到极限时，使用电缆接头通过钻杆内腔与发射机天线连接，电缆的另一头连接另一天线（更接近于地面），以次达到提高地面信号信噪比，从而提高了E?M-MWD传输能力；2）通信中继技术，即在EM-MWD通信达到或即将达到极限时，增加通信中继短节，通过中继短节对信号进行接收，再发射从而达到提高EM-MWD系统能力。有关定向井测量参数的基本概念有

16、关测量结果的参数井斜：井斜角INC即井眼曲线在某一点的切线与铅垂线之间的夹角。方位：方位角是表示井眼偏斜的方向，它是指井眼轨迹在某一点切线在水平面投影的方向与正北方向之间的夹角。工具面（磁性工具面、高边工具面）狗腿度：是用来描述井眼弯曲程度或变化快慢的参数。（通常以度/30米或度/100英尺表示）。磁场强度：地磁场的强度。磁偏角（Dec)：地理北方向到地磁场水平分量之间的夹角。顺时针取正直，逆时针取负值。磁倾角（Dip)：地磁场方向与水平面之间的夹角。测点深度：井口位置至仪器传感器之间的距离有关数据处理和计算的参数真北方位：井眼轴线在水平面的投影的方向与地理北方向之间的夹角。磁北方位：井眼轴线

17、在水平面的投影的方向与地磁场水平分量方向之间的夹角。网格北方位：井眼轴线在水平面的投影的方向与网格北（高斯投影区中央子午线）方向之间的夹角。MWD新进展一1.EM数据传输电磁(EM)传输方法能替代泥浆脉冲传输方法将MWD/LWD数据传输到地面。地层类型对EM传输有一定的限制，即电阻率/电导率不能太大或太小。EM传输速率与泥浆传输速率一致。在不利于泥浆脉冲传输的空气、泡沫或充气泥浆欠平衡钻井过程中能使用EM传输系统。以下是最近公布的三种EM传输系统： (1)Precision Drilling Computalog公司的大范围电磁(EM)MWD系统；(2)斯伦贝谢公司的E脉冲电磁传输系统；(3)

18、哈里伯顿Sperry-Sun公司的电磁传输 MWD系统。2.直接数据传输系统GrantPrideco公司的智能钻杆通信系统是一种通过钻杆连接井下MWD/LWD仪器与地面系统的高速传输系统。采用无需专门定向的非接触式耦合器通过钻杆传输测量数据。钻柱上每隔 1000ft有一个提高信号幅度的放大短节。信号传输率达1000千比特/s，而传统泥浆脉冲和新的EM传输系统的传输率为110比特/s。双向通信方式能够把地面命令传送给井下仪器。智能钻杆技术是该公司与美国能源部的协作研究项目。MWD新进展二3.恶劣环境MWDPrecision Drilling Computalog公司的恶劣环境MWD(HEL MW

19、D)系统能在180C，30000psi井下环境中稳定工作。HEL包括下列仪器和探测器：定向探测器、高温方位伽马仪、环境恶劣度测量和井眼/环空压力。HEL系统已经在墨西哥和美国进行了广泛现场试验，在泥浆比重高达19lb/gal，井下温度超过170C的井中成功作业。4.NMR斯伦贝谢公司对新的采集T2数据的LWD NMR仪器进行了现场试验。仪器中的运动传感器能识别不利的钻井情况。实时获取的测量结果对钻进过程进行校正，并能分辨出需要进行重复扩眼钻井以获取质量更好的测量数据的地层。新仪器的磁场呈轴对称分布，能校正原始MWD磁力仪方位测量，因此可以将 NMR安装在底部钻具总成中的任何位置。 MWD新进展

20、三5.声波横波速度测量单极声波测井仪不能在慢速地层(特别是在深水油藏软地层)中获取横波声速资料。电缆测井采用偶极声波测井仪获取慢地层横波声速。贝克休斯INTEQ 公司开发出LWD多极声波仪并进行了现场试验，该仪器能以单极、偶极和四极模式获取声速测井资料。根据该公司公布的结果显示：与电缆偶极声波仪器不同，新的LWD偶极声波仪器不适宜在慢地层中直接测量横波速度，其原因有二：(1)存在严重的仪器波干扰； (2)地层挠曲波速度与地层横波速度之间存在极大差别。LWD多级声波仪四极工作模式是测量横波速度的最佳备选方法，这是因为在低频区工作时不存在仪器四极波，而且低频四极波以地层横波速度在慢地层中传播。在快地层中，如果钻井期间这种测量模式的信噪比足够高，用四极波的第二种模式可以测量地层横波速度。 6.大井眼声波测井仪Sperry Sun 公司开发出9.5in双模式声波仪器(BAT)，适用于在大井眼中获取声速资料。仪器设计了能以多个频率发射强声波信号的两个相对发射器及两个以高信噪比测量强衰减软地层信号的接收器。机械方面，仪器与钻大直径表层井眼的底部钻具组合兼容，在直径14-3/426in井眼中提供纵波慢度(tc)测量。仪器与双中心钻头配合作业，无需使用扶正器。当双中心钻头不利于获取有效LWD中子孔隙度和密度资料时，BAT能提供孔隙度