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自适应滤波算法在近钻头姿态角动态测量中的应用研究
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作者 熊昕 高文凯 +3 位作者 彭烈新 滕鑫淼 丁华华 冯鑫 《石油机械》 北大核心 2026年第3期63-69,共7页
油气钻井中,近钻头姿态动态测量系统受高转速、强振动及地磁异常等多源干扰影响而导致其测量精度下降。部分数据融合算法可进一步提升动态姿态参数的测量精度,但其滤波性能高度依赖先验噪声的统计特性,一旦井下钻进工况发生改变,该算法... 油气钻井中,近钻头姿态动态测量系统受高转速、强振动及地磁异常等多源干扰影响而导致其测量精度下降。部分数据融合算法可进一步提升动态姿态参数的测量精度,但其滤波性能高度依赖先验噪声的统计特性,一旦井下钻进工况发生改变,该算法难以自动进行误差调整。为此,提出一种基于协方差匹配的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法。基于九轴捷联式姿态测量系统建立了状态空间模型,以用于设计和实现所提出的自适应滤波算法;通过构建理论新息(innovation)与实际新息协方差的实时匹配准则,形成双参数自适应调整机制,实现估计参数观测噪声协方差R与过程噪声协方差Q的动态优化;将传统算法改进为具有误差自适应能力的优化算法,从而增强系统在井下工况未知且不断变化条件下的动态测量精度与鲁棒性。为验证该算法在转速波动和随机振动噪声发生突变情况下的有效性,利用三轴无磁转台与振动台搭建了模拟井下工况的测试装置,并开展了姿态动态测量数据采集试验。试验结果表明,该算法可将姿态角估计误差降低至标准扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的75%,具有更强的环境适应性。研究结果对提升旋转导向工具的实时轨迹控制精度及推动其智能化发展具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 旋转导向系统 近钻头姿态参数 动态测量 协方差匹配 自适应滤波 多源干扰
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绳索取心近钻头随钻测量系统设计与试验 被引量:1
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作者 朱芝同 吴川 +2 位作者 韦海瑞 沈显鸿 廖宇豪 《钻探工程》 2025年第1期24-30,共7页
传统的随钻测量方法应用于取心钻探时,受限于岩心管对泥浆脉冲传输通道的堵塞,随钻仪器安装于取心钻具后方,导致测量仪器与钻头之间存在较大距离,造成测量的轨迹及工况数据存在滞后性,影响钻探工艺及轨迹的精确控制。针对此问题,提出了... 传统的随钻测量方法应用于取心钻探时,受限于岩心管对泥浆脉冲传输通道的堵塞,随钻仪器安装于取心钻具后方,导致测量仪器与钻头之间存在较大距离,造成测量的轨迹及工况数据存在滞后性,影响钻探工艺及轨迹的精确控制。针对此问题,提出了适用于绳索取心的近钻头随钻测量系统,利用近钻头发射端实时采集工况及轨迹数据,采集到的数据经甚低频电磁波发送到与取心钻具内管总成相连接的接收端进行存储,待取心完毕打捞岩心管时将仪器提出进行数据读取。介绍了系统的整体方案及电路设计,开展了系统短传功能的室内验证试验,试验结果表明系统可在井下进行跨取心钻具的近钻头信息传输,且无线短传距离可达8m。研究成果可为近钻头随钻测量系统的相关研究提供借鉴。 展开更多
关键词 绳索取心钻具 近钻头随钻测量 甚低频电磁波 无线短传
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基于近钻头测量数据的钻柱涡动特性分析
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作者 张涛 杨振鹏 +3 位作者 李军 王苗瑞 王梦凡 郭子娴 《石油机械》 北大核心 2025年第7期22-31,共10页
钻井过程中钻柱振动的位移信号较难获取且相关研究较少。为进一步认识钻井过程中井下发生涡动时钻柱的振动特性,利用近钻头测量工具采集某深井旋转钻进过程中的振动加速度,结合误差控制算法在频域上对振动加速度信号进行二次积分,得到... 钻井过程中钻柱振动的位移信号较难获取且相关研究较少。为进一步认识钻井过程中井下发生涡动时钻柱的振动特性,利用近钻头测量工具采集某深井旋转钻进过程中的振动加速度,结合误差控制算法在频域上对振动加速度信号进行二次积分,得到振动的位移信号;通过分析钻柱涡动时的振动位移特征,并结合钻柱自转、公转的耦合作用和钻柱相对于井筒的位置,以实测到的“半频涡动”现象为例,解释了钻柱正向涡动和反向涡动时的振动规律。研究分析发现:对于测得的井下加速度信号,在频域积分过程中引入误差控制方程,通过设置预期目标精度可有效抑制低频分段的积分误差。当发生涡动时,切向和法向振动加速度曲线的振幅为正常钻进时的4倍以上,振动位移曲线的振幅为正常钻进时的10倍左右并呈现明显的周期性波动。波动周期受钻柱自转和公转耦合作用的影响,通常反向涡动时切向位移曲线的波动周期小于正向涡动,反向涡动比正向涡动更加剧烈。但在钻进过程中,受钻头与地层切削作用和钻柱与井壁之间相互摩擦的影响,也会出现正涡与反涡交替出现的情况,并不能仅通过振动位移信号的周期来判断正向涡动和反向涡动。研究结果对描述涡动时的振动特征,判断涡动的发生和及时采取措施消除涡动,缓解钻具疲劳具有指导作用。 展开更多
关键词 近钻头测量 频域积分 涡动 位移重建 振动特性
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井下近钻头无线随钻测量技术研究及应用 被引量:1
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作者 郝永军 《煤炭与化工》 2025年第2期46-49,53,共5页
近钻头电磁波随钻测量技术在井下定向钻探过程中,可提供孔底附近岩层的自然伽马值,从而对钻孔揭露的煤层、煤层顶底板岩性以及陷落柱、裂隙等构造进行有效识别。本文针对峰峰矿区地质条件复杂、陷落柱和裂隙等构造隐伏且无规律,以及采... 近钻头电磁波随钻测量技术在井下定向钻探过程中,可提供孔底附近岩层的自然伽马值,从而对钻孔揭露的煤层、煤层顶底板岩性以及陷落柱、裂隙等构造进行有效识别。本文针对峰峰矿区地质条件复杂、陷落柱和裂隙等构造隐伏且无规律,以及采掘作业安全需求与构造精度探查不足的问题,通过研究无线随钻伽马测量技术,结合近钻头电磁波技术,以峰峰集团孙庄矿126402工作面为例,优化了该技术在非取芯钻孔中的应用。研究过程中,在井下定向钻探中实时获取钻头位置信息,并对周围岩性进行精准判定。结果表明,该技术能够高效识别煤层、顶底板岩性及陷落柱、裂隙等构造,提高了井下地质、水文地质、瓦斯探查钻孔的钻探成果质量,提升了隐伏地质构造的预测预报能力,为煤炭安全高效开采提供了地质保障。 展开更多
关键词 近钻头 无线 随钻测量 伽马技术 煤矿井下
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Investigation of Upstream Near-Far Problem in VDSL Systems via Complete Adaptive Iterative Water Filling Algorithm
5
作者 Mohammad Sadeghi Vahid T. Vakili Mansour J. Nejati 《Communications and Network》 2011年第4期210-219,共10页
Crosstalk is the main degrading factor in Digital Subscriber Line (DSL) systems which are the result of electromagnetic coupling between two adjacent twisted pairs in a cable. Very-high bit-rate Digital Subscriber Lin... Crosstalk is the main degrading factor in Digital Subscriber Line (DSL) systems which are the result of electromagnetic coupling between two adjacent twisted pairs in a cable. Very-high bit-rate Digital Subscriber Line (VDSL) systems which use higher frequencies for data transmission than the other DSL systems, this effect is more considerable in Bit Error Rate (BER) degradation. This paper considers a complete adaptive iterative water-filling (IWF) algorithm for Resolving Upstream Near-Far Problem in VDSL Systems. The new distributed dynamic spectrum management algorithm is proposed, which improve achievable bit rate of iterative water-filling algorithm. The paper proffers a new power back-off strategy of the spectral mask at the near-end users, in order to protect the far-end users. Simulation of the proposed algorithm indicates that the bit rate is increased considerably rather the IWF and adaptive water-filling (AIWF) algorithms by keeping their low complexity. Furthermore, by adding the number of users in network, the new algorithm achieves performance gains over the AIWF, completely adaptive. 展开更多
关键词 Dynamic Spectrum Management Very-High bit-Rate Digital Subscriber Line (VDSL) near-Far PROBLEM ITERATIVE WATER-FILLING
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海洋智能钻井井下工程参数实时测量技术及工具研发 被引量:6
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作者 李中 吴怡 +6 位作者 李辉 张天玮 焦金刚 邓月 满曰南 袁亚圣 李帅 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期63-69,共7页
海上油气钻井是一项高投入、高风险和高技术水平的隐蔽性地下工程,在钻井各个阶段均存在不同程度、形式各异的风险,尤其是在进行深层、深水、高温高压和复杂地质条件下钻井时,由于储层埋藏深、地质条件复杂,潜在风险更为突出,需要综合... 海上油气钻井是一项高投入、高风险和高技术水平的隐蔽性地下工程,在钻井各个阶段均存在不同程度、形式各异的风险,尤其是在进行深层、深水、高温高压和复杂地质条件下钻井时,由于储层埋藏深、地质条件复杂,潜在风险更为突出,需要综合运用地质、地震、测井、岩石力学、钻井工程、智能科学、计算机等多种学科。从工程技术角度出发,深入研究海上智能钻井的关键技术,为智能钻井工具研制、配套钻参优化软件系统研发奠定了技术基础。近年来随着钻井的智能化发展,对井底数据的精确性和实时性提出了越来越高的要求。目前,井底数据传输依赖传统的MWD模式,传输速度为8~15 bits,传输数据容量低,无法满足现场作业实时监测的需求,也无法应对智能井下数据传输分析需求。针对上述问题,文章从井下工程参数实时监测技术及工具入手,实现关键数据从计算获得到实时监测,通过数据优选和压缩技术,再结合LWD/MWD或智能钻杆进行井下数据低滞后传输,从而实现井下数据的实时监测,为监测井下状况和智能化钻井的实现提供了保障。 展开更多
关键词 近钻头 随钻测量 高集成化 无线短传
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基于近钻头工程参数的钻井参数优化方法研究 被引量:3
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作者 范进朝 张涛 +4 位作者 房超 刘伟 许朝辉 林子力 庞海波 《石油矿场机械》 2025年第1期37-43,共7页
在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。... 在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。建立基于ANN神经网络的机械比能、机械钻速、粘滑振动水平之间的预测模型,平均绝对误差分别为43.865、0.013、0.099。提出了基于DE-NSGA-Ⅱ算法的钻井参数优化方法,利用该方法优化后的钻井参数,实现了最大的机械钻速、最小的机械比能、最大限度地抑制井下粘滑振动等目标,并给出最终的参数优化建议,从而有利于提升钻井效率,实现安全、高效、快速钻井。 展开更多
关键词 近钻头工程参数 人工神经网络 差分进化 非支配排序遗传算法
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近钻头伽马钻井技术在苏59-16-43H1井的应用 被引量:1
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作者 冯荟锦 《石化技术》 2025年第1期234-236,共3页
近年来,随着苏里格气田剩余储量劣质化逐年加大,水平井非储层钻遇率增高,而提高储层钻遇率的关键是采用地质导向钻井技术。卡准高伽马顶底深度是对比邻井地层、判断储层位置的首要地质因素,但是目前多数随钻伽马、电阻率工具都是安装在... 近年来,随着苏里格气田剩余储量劣质化逐年加大,水平井非储层钻遇率增高,而提高储层钻遇率的关键是采用地质导向钻井技术。卡准高伽马顶底深度是对比邻井地层、判断储层位置的首要地质因素,但是目前多数随钻伽马、电阻率工具都是安装在螺杆之后,造成钻头处地质参数、工程参数存在较大的测量盲区,导致判断地层岩性和调整井眼轨迹存在滞后性。近钻头伽马工具安装在钻头和螺杆之间,直接测量钻头处的自然伽马和井眼轨迹参数,应用于地质导向方面具有显著优势,可以更准确、及时的卡层,指导钻头在优质储层中穿行。 展开更多
关键词 近钻头伽马 地质导向 卡层 轨迹控制
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近钻头随钻测量蓝牙短传通信影响因素研究
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作者 陈翔 陈龙 +1 位作者 褚志伟 张冀冠 《煤矿机械》 2025年第7期45-49,共5页
将蓝牙作为近钻头随钻测量无线短传工具尚未有研究。采用ANSYS EM有限元仿真软件探索技术可行性,建立几何模型分析影响无线蓝牙短传模块信号传输特性的因素。研究表明:有水和无水环境对蓝牙信号的传输特性影响较为明显,当处于无水条件下... 将蓝牙作为近钻头随钻测量无线短传工具尚未有研究。采用ANSYS EM有限元仿真软件探索技术可行性,建立几何模型分析影响无线蓝牙短传模块信号传输特性的因素。研究表明:有水和无水环境对蓝牙信号的传输特性影响较为明显,当处于无水条件下,蓝牙信号的传输较为稳定,而当处于有水条件下,信号传输的稳定性被破坏,较为紊乱;堵头对信号的传递并不会产生屏蔽作用,接收端依然可以接收到信号;随着堵头厚度的增加,蓝牙信号的回波损耗越小,接收端的信号强度更强。研究结果可为近钻头随钻测量装备研发和改进提供参考。 展开更多
关键词 近钻头 无线短传 蓝牙 随钻测量 通信
原文传递
基于FPGA的井筒无线电磁短传系统设计
10
作者 刘敏丹 邵伟 《仪表技术》 2025年第1期8-11,共4页
随着油气田勘探开发的持续深化,油气井钻井的质量要求日益提升。针对如何高效、准确地将近钻头处数据跨越螺杆钻具传输至随钻测量系统这一关键问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的井筒无线电磁短传系统设计方案。采用XC6SLX16... 随着油气田勘探开发的持续深化,油气井钻井的质量要求日益提升。针对如何高效、准确地将近钻头处数据跨越螺杆钻具传输至随钻测量系统这一关键问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的井筒无线电磁短传系统设计方案。采用XC6SLX16型FPGA芯片,以降低电路设计难度和提高电路设计统一性;基于井筒无线电磁传输原理和二进制频移键控技术,实现信号的调制解调;通过引入快速傅里叶变换(FFT)算法,加快获取信号的频谱信息并完成信号的解调。利用Modelsim仿真工具进行验证,结果表明,FFT算法不仅实现了目标信号和其他信号的快速区分,还显著提升了信号传输的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 二进制频移键控 近钻头 无线电磁短传 现场可编程门阵列 快速傅里叶变换算法
原文传递
近钻头随钻伽马成像快速正弦曲线拟合方法 被引量:9
11
作者 郑奕挺 方方 +2 位作者 吴金平 钱德儒 张卫 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期116-122,共7页
针对现有随钻测井数据传输速率较低的问题和井下实时获取伽马成像图的需求,模拟分析了近钻头伽马成像测井仪器穿过倾斜界面进入高放射性泥岩层的扇区成像特征,提出了基于扇区伽马成像图的快速正弦曲线拟合方法。设计了近钻头伽马成像测... 针对现有随钻测井数据传输速率较低的问题和井下实时获取伽马成像图的需求,模拟分析了近钻头伽马成像测井仪器穿过倾斜界面进入高放射性泥岩层的扇区成像特征,提出了基于扇区伽马成像图的快速正弦曲线拟合方法。设计了近钻头伽马成像测井中的快速正弦曲线拟合固件算法,将最小二乘估计算法和三参数正弦拟合相结合,提取得到正弦曲线的幅度、频率、相位和直流分量等4个参数,为拟合反演形成多扇区伽马成像图提供数据。利用快速正弦曲线拟合方法,测试了用标准岩样构造分层倾斜地层模拟井眼采集的伽马数据,实现了多扇区伽马成像测量值的拟合,且拟合误差较小。研究结果表明,拟合反演得到的8扇区伽马成像图的正弦曲线特征明显,能够准确反映倾斜地层界面信息,验证了快速正弦曲线拟合方法的可行性和正确性。 展开更多
关键词 随钻测井 伽马成像 近钻头 扇区 倾斜界面 正弦曲线 拟合方法
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煤矿井下近钻头随钻测量技术研究现状和发展趋势 被引量:21
12
作者 郝世俊 褚志伟 +3 位作者 李泉新 方俊 陈龙 刘建林 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期10-19,共10页
近钻头随钻测量集成了近钻头多参数测量、跨螺杆钻具供电和通信、涡轮连续发电和高速泥浆脉冲无线传输等多项关键核心技术,可以获取钻头附近多种类型参数,是煤矿井下智能钻探技术的关键组成之一。在充分借鉴地面石油与天然气钻探领域近... 近钻头随钻测量集成了近钻头多参数测量、跨螺杆钻具供电和通信、涡轮连续发电和高速泥浆脉冲无线传输等多项关键核心技术,可以获取钻头附近多种类型参数,是煤矿井下智能钻探技术的关键组成之一。在充分借鉴地面石油与天然气钻探领域近钻头随钻测量开发经验和发展路径的基础上,分析了现有技术应用于煤矿井下的局限性,依托煤矿井下现阶段随钻测量技术,提出了煤矿井下近钻头随钻测量技术的研究思路,探讨了煤矿井下近钻头随钻测量技术的研究现状,重点解决结构小型化、仪器单元化、防爆模块化、测量协同化和控制整体化的研发技术难题。在煤矿智能化建设大背景下,提出未来需要从近钻头多参数一体化测量、近钻头参数动态监测、近钻头旋转导向钻进和近钻头自适应钻进等方面入手,大力推动煤矿井下近钻头随钻测量与5G通信、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的融合发展。 展开更多
关键词 煤矿井下 近钻头 多种参数 随钻测量 研究现状 发展趋势
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近钻头随钻伽马成像系统研制及应用 被引量:12
13
作者 郑奕挺 方方 +2 位作者 吴金平 李继博 张卫 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2020年第3期70-76,126,I0005,共9页
为解决常规地质导向系统测量盲区大、地层响应滞后等问题,采用方位伽马成像测井和无线电磁波通讯一体化设计,研制近钻头随钻伽马成像系统。该系统集成近钻头伽马成像探测短节、井下无线电磁波短传子系统和地面实时成像导向软件等,具有... 为解决常规地质导向系统测量盲区大、地层响应滞后等问题,采用方位伽马成像测井和无线电磁波通讯一体化设计,研制近钻头随钻伽马成像系统。该系统集成近钻头伽马成像探测短节、井下无线电磁波短传子系统和地面实时成像导向软件等,具有测量零长短、方位成像精度高、无线电磁波传输距离远等特点。现场应用结果表明:在保证测量、施工工艺等稳定性前提下,近钻头随钻伽马成像系统可以实时获取钻头附近的地层方位伽马成像图,实现跨螺杆动力钻具无线电磁波通讯。该结果可为定向井、水平井勘探开发提供技术支持。 展开更多
关键词 近钻头成像 随钻测井 地质导向 无线短传 方位伽马 工具面检测
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近钻头短距离声波通信 被引量:9
14
作者 李志刚 管志川 王以法 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期62-66,共5页
建立螺杆钻具本体的有限元模型,采用有限元法模拟计算声纵波在螺杆钻具中的传输特性,同时在实际钻具上对模拟结果进行试验验证,并选择4kHz频率的声波在螺杆钻具上进行通信试验。结果表明:螺杆钻具及其上部钻具具有较宽的通信频带,类似... 建立螺杆钻具本体的有限元模型,采用有限元法模拟计算声纵波在螺杆钻具中的传输特性,同时在实际钻具上对模拟结果进行试验验证,并选择4kHz频率的声波在螺杆钻具上进行通信试验。结果表明:螺杆钻具及其上部钻具具有较宽的通信频带,类似于一个低通滤波器,可以利用声波实现近钻头信息的短距离传输,并可能获得较高的数据传输速率;80bits/s的数据传输速率可实现稳定通信;钻具接头处的尺寸和介质变化所引起的衰减和反射不可忽视,须通过增加隔声或消声结构减少干扰。 展开更多
关键词 近钻头 短距离 声波 通信
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基于超声波的近钻头无线随钻测斜系统设计 被引量:11
15
作者 侯胜明 王以法 +2 位作者 管志川 高思 宁立伟 《石油机械》 北大核心 2010年第10期1-3,93,共3页
为了实现近钻头测斜,同时提高特殊工艺井、定向井及水平井等高精度井施工中井眼轨迹的控制能力和计算精度,对利用超声波作为无线信号传递的编码方案做了简要介绍,设计了基于超声波的近钻头无线随钻测斜系统,并对该系统进行了现场试验。... 为了实现近钻头测斜,同时提高特殊工艺井、定向井及水平井等高精度井施工中井眼轨迹的控制能力和计算精度,对利用超声波作为无线信号传递的编码方案做了简要介绍,设计了基于超声波的近钻头无线随钻测斜系统,并对该系统进行了现场试验。试验结果表明,利用超声波来实现近钻头部分井斜角数据的传递是切实可行的。在室内利用超声波最大可达到1 000 b/s的数据传输速度,随着研究的深入可以实现近钻头部分其他参数的测量。 展开更多
关键词 近钻头 超声波 信号编码 随钻测量 测斜
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DQNBMS-1型近钻头随钻测量系统的研制与应用 被引量:12
16
作者 杨志坚 齐悦 +1 位作者 吴党辉 张欣 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期48-50,共3页
常规随钻测量系统(LWD)参数测点滞后钻头较远,测量信息滞后,导致油田薄差油层砂岩钻遇率低,储层未得到有效地开采。通过对近测量主测总成壳体结构和电路小型化、低功耗等设计,研制了三参数测点距钻头均小于1 m的DQNBMS-1型近钻头随钻测... 常规随钻测量系统(LWD)参数测点滞后钻头较远,测量信息滞后,导致油田薄差油层砂岩钻遇率低,储层未得到有效地开采。通过对近测量主测总成壳体结构和电路小型化、低功耗等设计,研制了三参数测点距钻头均小于1 m的DQNBMS-1型近钻头随钻测量系统。通过DQNBMS-1系统多参数近距离测量的实时数据,可以及时掌握井底的井斜、辨别地层变化、判断钻头与储层的相对位置和调整轨迹,提高砂岩钻遇率。现场应用证明,该系统测量数据准确、工作稳定可靠,施工井段获取了较高的砂岩钻遇率。通过与LWD应用效果对比,该系统更利于地层特性的判断和钻头在储层内的高精度控制,砂岩钻遇率提高了15%,可为薄差油层的开发提供有利的技术支持。 展开更多
关键词 近钻头 随钻测量 薄差油层 砂岩钻遇率 研制 现场应用
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底部钻柱动态力学特性测量方法与实验研究 被引量:6
17
作者 李成 丁天怀 +1 位作者 王鹏 陈恳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期933-936,共4页
为研究随钻测井时底部钻柱近钻头处的动力学特性,设计了直梁应变片式测力传感器,研制了一种基于虚拟仪器平台的模拟钻柱动态力无线测量装置,阐述了其测量原理与系统结构,实现了模拟钻柱旋转过程中轴向力、径向力和扭矩的多线程检测及侧... 为研究随钻测井时底部钻柱近钻头处的动力学特性,设计了直梁应变片式测力传感器,研制了一种基于虚拟仪器平台的模拟钻柱动态力无线测量装置,阐述了其测量原理与系统结构,实现了模拟钻柱旋转过程中轴向力、径向力和扭矩的多线程检测及侧向力求解,并进行了不同钻压和井斜角条件下底部钻柱组合的动态力学特性实验,研究了侧向力的变化规律。实验结果表明,系统能够实现实验室内模拟钻柱的动态力实时测量,可为底部钻具组合的井斜控制机理研究提供实验基础。 展开更多
关键词 底部钻柱 近钻头 动态力学特性 多线程测量
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近钻头钻具多源动态姿态组合测量方法 被引量:12
18
作者 高怡 程为彬 汪跃龙 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期146-150,共5页
在导向钻井系统的姿态测量过程中,由于近钻头强振动的影响,导致姿态参数测不准甚至不可测,为了消除有规律的干扰、振动等对测量准确性的影响,快速解算出准确的钻具姿态,提出一种新的多源动态姿态组合测量方法。采用三轴加速度计、三轴... 在导向钻井系统的姿态测量过程中,由于近钻头强振动的影响,导致姿态参数测不准甚至不可测,为了消除有规律的干扰、振动等对测量准确性的影响,快速解算出准确的钻具姿态,提出一种新的多源动态姿态组合测量方法。采用三轴加速度计、三轴磁通门以及角速率陀螺仪等构成测量系统,建立基于四元数的姿态测量非线性模型,研究钻具运动状态与振动加速度之间的关系,根据模型及噪声特性,采用基于四元数的无迹卡尔曼滤波方法对振动干扰信号进行滤除。试验结果表明,采用提出的方法能够消除近钻头干扰对姿态参数测量的影响,井斜角在5.2°左右,工具面角误差小于10°,有效地提高了导向钻井工具姿态动态测量的准确性。 展开更多
关键词 导向钻井 近钻头振动 多传感器融合 动态测量 无迹卡尔曼滤波
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基于电阻式应变片的近钻头工程参数测量技术研究 被引量:13
19
作者 耿艳峰 杨锦舟 +2 位作者 闫振来 华陈全 刘宝 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1084-1088,共5页
近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解... 近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解决了三个被测参数之间的耦合问题,实验模型给出了相对准确的测量结果和合理可行的井下工程参数测量解决方案。最后,分析讨论了测量装置的温度补偿、测量模型简化等问题,为近钻头工程参数随钻测量装置的研制奠定了基础。 展开更多
关键词 钻井工程 近钻头测量 随钻测量 扭矩 钻压 弯矩
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近钻头冲击器对定向钻进中造斜率的影响规律 被引量:7
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作者 张文平 王恒 +4 位作者 孙德兴 黄河淳 尹慧博 赵建军 崔晓杰 《石油机械》 北大核心 2021年第7期45-52,共8页
近钻头冲击器是一种连接在螺杆与钻头之间的冲击型钻井提速工具,但是目前此类工具在定向过程中对造斜率的影响规律尚不清楚。为此,采用三点定圆法和等效梁柱法,分别计算定向钻具组合(BHA)的理论造斜率和钻头侧向力,研究有、无近钻头冲... 近钻头冲击器是一种连接在螺杆与钻头之间的冲击型钻井提速工具,但是目前此类工具在定向过程中对造斜率的影响规律尚不清楚。为此,采用三点定圆法和等效梁柱法,分别计算定向钻具组合(BHA)的理论造斜率和钻头侧向力,研究有、无近钻头冲击器两种工况下侧向力和造斜率的变化规律,得出如下结论:近钻头冲击器增加了下部稳定器与钻头的距离,降低了常规定向BHA的理论造斜率和钻头侧向力;定向BHA的钻头侧向力随着井斜角和螺杆弯角的增加而增大,近钻头冲击器对其造斜能力的影响程度也随之增加。现场试验结果验证了模型和分析的正确性,在定向钻进过程中使用近钻头冲击器要考虑其对造斜率的影响,可提前增加螺杆的结构弯角以确保足够的造斜能力。研究结果可为近钻头冲击器的现场应用提供一定理论支撑和指导。 展开更多
关键词 近钻头冲击器 钻头侧向力 造斜率 定向钻具组合 等效梁柱法
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