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基于国产可编程逻辑门阵列的近钻头随钻测量系统设计
CSTR:
作者:
作者单位:

中科亿海微电子科技(苏州)有限公司,北京 100160

中图分类号:

P634.7;TE243


Near-drill bit measurement system design while drilling based on domestic FPGA
Author:
Affiliation:

Zhongke eHiway Microelectronics Technology (Suzhou) Co., Ltd., Beijing 100160, China

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    摘要:

    在地质勘探、煤矿开采、石油钻井以及地热资源开发中,近钻头随钻测量在实时探测工具姿态等工程参数和地层的地质参数、实施导向钻井中发挥着重要的作用。本文介绍了随钻测量系统的工作原理,重点描述了姿态角的物理模型以及解算方法;同时,基于国产化耐高温的可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器,进行了近钻头随钻测量系统的设计。测试实验结果表明,系统性能指标可满足实际工程应用。

    Abstract:

    In geological exploration, coal mining, oil exploration and geothermal resource development, near-bit MWD plays an important role in real-time detection of engineering parameters such as tool attitude and formation geological parameters, and implementation of guided drilling. This paper introduces the working principle of MWD system focusing on the physical model of attitude angle and its solution, at the same time, based on the domestic high temperature resistant programmable logic gate array (FPGA) chip, three-axis acceleration sensor and three-axis reluctance sensor, the near bit MWD system is designed. The test results show that the performance index of the system can meet the practical engineering application.

    参考文献
    [1] 侯芳.国外随钻测量/随钻测井技术在海洋的应用[J].石油科技论坛,2009,28(3):77.
    [2] 胡大梁,编译.斯伦贝谢iPZIG为定向钻井装上“千里眼”[J].科技信息:石油与装备,2012(3):1.
    [3] Martin T B, Neil K P, Whidborne J F. Rotary steerable directional drilling stick/slip mitigation control[J]. IFAC, 2012,45(8):66-71.
    [4] Guang Xinjun, Li Jing. Research on application of steerable drilling technologies in shale gas development[J]. Procedia Engineering, 2014,73:269-275.
    [5] Staff JPT. Hybrid rotary steerable system delivers higher build rates and smoother holes[J]. Journal of Petroleum Technology, 2013,65(4):32-34.
    [6] Matheus J, Ignova M, Horn B P. A hybrid approach to closed-loop directional drilling control using rotary steerable systems[J]. IFAC, 2012,45(8):84-89.
    [7] 杨春旭,王瑞和,韩来聚.推靠式旋转导向系统底部钻具组合动态安全评价方法[J].中国石油大学学报(自然科学版),2020,44(2):64-70.
    [8] 薛启龙,丁青山,黄蕾蕾.旋转导向钻井技术最新进展及发展趋势[J].石油机械,2013,41(7):1-6.
    [9] 唐宇,余迎.贝克休斯公司新一代随钻流体分析服务系统FASTrak Prism[J].测井技术,2019,43(2):194.
    [10] 罗鸣,冯永存,桂云等.高温高压钻井关键技术发展现状及展望[J].石油科学通报,2021,6(2):228-244.
    [11] 王磊,李林,盛利民,等.DREMWD电磁波随钻测量系统及现场试验[J].石油钻采工艺,2013,35(2):4.
    [12] 王磊,阳传佐.DREMWD随钻电磁波传输地质导向工具的优化设计[C]//2017年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会,2017.
    [13] 张崇儒,席文奎,王振宇.随钻地质导向工具结构设计与性能分析[J].机电工程技术,2022(4):51.
    [14] 高玉堂,包璨.DQ-LWD随钻测井仪器的可靠性设计[J].石油工业技术监督,2016,32(4):45-48.
    [15] 贾衡天,窦修荣,艾维平,等.井下随钻近钻头动态参数测量系统[C].2022国际石油石化技术会议暨新能源及节能技术国际会议论文集,2022:191-201.
    [16] 丁元皓,药晓江,李辉.随钻近钻头测井仪的创新结构设计[J].今日制造与升级,2021(12):46-47.
    [17] 宋晓健,郑邦贤,谭勇志,等.基于数据融合的近钻头井眼轨迹参数动态测量方法[J].石油钻探技术,2022,50(1):38-44.
    [18] 鄢志丹,耿艳峰,魏春明,等.连续波脉冲随钻数据传输系统设计与实现[J].电子测量与仪器学报,2018,32(12):85-92.
    [19] 贾衡天,高文凯,艾维平,等.随钻井下动态参数测量系统[J].电子测量技术,2018,41(15):133-137.
    [20] 王永,余敏,张党生.MWD泥浆正脉冲信号传输特性及现场应用分析[J].中国石油大学胜利学院学报,2022,36(2):78-82.
    [21] 王正辉.连续波泥浆脉冲传输系统设计[D].西安:西安石油大学,2021.
    [22] 贾梦之,耿艳峰,闫宏亮,等.高速泥浆脉冲数据传输技术综述[J].仪器仪表学报,2018,39(12):160-170.
    [23] 高杨,药春晖,李琳,等.基于线性调频的泥浆脉冲信号处理技术[J].科技风,2018(33):93.
    [24] 李闪.随钻泥浆脉冲信号检测与处理技术研究[D].北京:中国石油大学,2010.
    [25] 韦海瑞,朱芝同,吴川,等.近钻头随钻测量系统及其小型化设计关键技术分析[J].钻探工程,2022,49(5):156-162.
    [26] 刘潇.近钻头随钻测量及其短传技术的研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(1):247-249.
    [27] 王华豫,郭新伦.基于HMC1022的电子罗盘设计[J].中国新通信,2019,21(12):52.
    [28] 贺炜.近钻头井下电磁波无线传输技术研究[D].西安:西安石油大学,2018.
    [29] 贾衡天,张程光,高文凯,等.随钻井下姿态测量系统[J].微型机与应用,2015,34(18):1-4,7.
    [30] 王丽颖,支炜,孙红霞,等.基于HMC1022磁阻传感器的数字电子罗盘的设计与实现[J].电子测量技术,2009,31(1):108-111.
    [31] 曹文.基于磁阻传感器的地磁信号检测[D].武汉:华中科技大学,2007.
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引用本文

潘 勇,李国光,柳敬云.基于国产可编程逻辑门阵列的近钻头随钻测量系统设计[J].钻探工程,2023,50(S1):410-413.
PAN Yong, LI Guoguang, LIU Jingyun. Near-drill bit measurement system design while drilling based on domestic FPGA[J]. Drilling Engineering, 2023,50(S1):410-413.

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  • 收稿日期:2023-06-30
  • 最后修改日期:2023-08-08
  • 录用日期:2023-08-09
  • 在线发布日期: 2023-10-21
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