井中方位纵波远探测: 理论、实验与现场应用 被引量：2

1

作者 苏远大 饶博 +4 位作者 孔令文 李盛清 谭宝海 庄春喜 唐晓明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期630-640,共11页

能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方... 能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方位接收声场的解析形式,通过模拟证明了单井的声波辐射和接收与双井之间的辐射和接收的等效性,在此基础上提出利用两口模型井来实现方位纵波远探测实验,即在测量井中放置多方位反射纵波接收声系,在另一口副井中放置单极子声源向测量井定向辐射纵波以等效来自井外地质体的反射波,依托实验室的模型井群进行井中方位纵波远探测实验研究.实验测量结果表明井中接收反射纵波的幅度和到时对井外反射体(定向辐射波)具有较好的方位灵敏度,可由此来实现井外地质异常体的精准定位.在理论与实验指导下自主设计研制了方位纵波远探测仪器样机并开展了现场井测试成功获得高信噪比的方位反射信号,充分验证了方位纵波远探测技术的准确性和有效性. 展开更多

关键词 单极纵波远探测 平行双井模型 实验测量 测井仪器 方位接收响应

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基于倾斜发射-倾斜接收仪器结构进行随钻地质导向与地层各向异性评价 被引量：13

2

作者 马明学 岳喜洲 李国玉 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期50-58,共9页

由严格的电磁理论出发,分析不同仪器结构探测信号的方位敏感性和对电阻率各向异性的敏感性,结合目前主要方位电磁波仪器设计,提出倾斜发射-倾斜接收的仪器结构,分析该仪器结构的信号测量特征、地质导向能力与各向异性评价能力。针对仪... 由严格的电磁理论出发,分析不同仪器结构探测信号的方位敏感性和对电阻率各向异性的敏感性,结合目前主要方位电磁波仪器设计,提出倾斜发射-倾斜接收的仪器结构,分析该仪器结构的信号测量特征、地质导向能力与各向异性评价能力。针对仪器测量信息,建立距地层界面距离反演算法,实现仪器距地层界面距离与地层电阻率的实时反演。理论与测试结果表明:倾斜发射-倾斜接收的仪器结构具有良好的方位敏感性,地质信号响应(相位差与幅度比)与仪器距界面距离具有良好的线性关系,可以实现任意地层条件下仪器与地层相对倾角、方位角、水平电阻率与垂直电阻率反演。新型仪器能很好地为地质导向与地层评价提供技术支持。 展开更多

关键词 随钻测井 方位电磁波仪器 地质导向 电阻率各向异性

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连续波钻井液脉冲发生器结构设计探讨 被引量：22

3

作者 王智明 菅志军 +2 位作者 李相方 贺麦红 许朝辉 《石油机械》 北大核心 2007年第12期56-58,96,共3页

石油钻井过程中随钻测量的参数越来越多,为把这些参数快速有效地传至地面,研制一套高速率钻井液脉冲遥传系统势在必行。解释了钻井液脉冲发生器连续波发生机理,介绍了连续波钻井液脉冲发生器及发电机短节的基本组成、设计方案、基本结... 石油钻井过程中随钻测量的参数越来越多,为把这些参数快速有效地传至地面,研制一套高速率钻井液脉冲遥传系统势在必行。解释了钻井液脉冲发生器连续波发生机理,介绍了连续波钻井液脉冲发生器及发电机短节的基本组成、设计方案、基本结构、工作原理以及信号的编码与解码方式等。对研制连续波钻井液脉冲发生器具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 随钻测井工具 连续波钻井液脉冲发生器 编码与解码 结构设计

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近钻头随钻伽马成像系统研制及应用 被引量：9

4

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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随钻测井周期性钻柱结构声传播特性的数值仿真 被引量：10

5

作者 闫向宏 孙建孟 +2 位作者 苏远大 张美玲 陈雪莲 《科学技术与工程》 2009年第19期5648-5652,共5页

采用有限元法数值仿真了处于充液井孔中多根钻杆和接箍组成的钻柱系统中纵波的传播特性,并给出了纵波的声衰减曲线。研究结果表明:处于充液井孔中周期性钻柱系统具有的通带和阻带特性与理想钻柱系统相似,因钻柱周围流体介质的阻尼作用,... 采用有限元法数值仿真了处于充液井孔中多根钻杆和接箍组成的钻柱系统中纵波的传播特性,并给出了纵波的声衰减曲线。研究结果表明:处于充液井孔中周期性钻柱系统具有的通带和阻带特性与理想钻柱系统相似,因钻柱周围流体介质的阻尼作用,会使钻柱中传播纵波的幅度减小,衰减增大。当沿钻柱传播的声载波频率位于通带内时,可降低声衰减量,提高信噪比,有利于提高随钻数据的传输速率。 展开更多

关键词 钻柱 随钻测井 声传播特性 纵波 有限元法

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倾斜层理地层随钻电磁波测井响应特征 被引量：6

6

作者 范宜仁 胡旭飞 +2 位作者 邓少贵 袁习勇 李海涛 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期675-683,共9页

为实时反演、快速重构地层真电阻率,消除常规随钻电磁波测井正演基于含垂直对称轴的横向各向同性(VTI)地层模型仅考虑水平和垂直方向电阻率的局限性,基于并矢格林函数给出一套含倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)地层的随钻电磁波测井正演... 为实时反演、快速重构地层真电阻率,消除常规随钻电磁波测井正演基于含垂直对称轴的横向各向同性(VTI)地层模型仅考虑水平和垂直方向电阻率的局限性,基于并矢格林函数给出一套含倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)地层的随钻电磁波测井正演计算方法。采用各向异性角和各向异性方位来表征TTI地层的各向异性特性,通过数值算例验证了算法的正确性,分析了不同介质情况下的半空间电磁波反射和透射特征,指出使用新算法的必要性。数值模拟结果还表明,TTI地层中,存在临界井斜角和临界各向异性角,在这两个临界角的两侧,随钻电磁波测井响应随井斜角与各向异性角的变化规律相反;此外,在界面处的“犄角”不仅与井斜、电阻率对比度等因素有关,还与各向异性角和各向异性方位有关。 展开更多

关键词 随钻电磁波测井 VTI介质 TTI介质 各向异性角 各向异性方位 并矢格林函数

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随钻电磁波测井仪器结构影响的三维有限元模拟 被引量：13

7

作者 许巍 柯式镇 +3 位作者 李安宗 陈鹏 朱军 桑泉 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期50-56,共7页

利用三维有限元方法模拟钻铤、线圈衬底、天线槽、天线槽填充物及屏蔽罩等仪器结构对随钻电磁波测井响应的影响。结果表明:实际仪器结构中低阻的钻铤、线圈衬底和屏蔽罩导致电磁信号明显衰减,而高阻的天线槽填充物对仪器信号无明显影响... 利用三维有限元方法模拟钻铤、线圈衬底、天线槽、天线槽填充物及屏蔽罩等仪器结构对随钻电磁波测井响应的影响。结果表明:实际仪器结构中低阻的钻铤、线圈衬底和屏蔽罩导致电磁信号明显衰减,而高阻的天线槽填充物对仪器信号无明显影响。在兼顾仪器机械强度的条件下,通过减小天线槽深度、增大天线槽长度和占空比可以降低电磁信号衰减。仪器结构影响导致仪器响应随地层电阻率非线性变化,扣除仪器结构影响后,仪器响应恢复了随地层电阻率在较宽范围内线性变化的关系,可以满足仪器线性刻度需要。由于扣除仪器结构影响后线圈中磁通量减小,仪器响应略小于无仪器结构影响时的响应。 展开更多

关键词 随钻测井 有限元方法 仪器结构 电磁波传播

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应用小波分析改善随钻电阻率测量的纵向分辨率 被引量：5

8

作者 史晓锋 李铮 易京兵 《西安石油学院学报（自然科学版）》 2002年第6期28-31,共4页

为了提高随钻电阻率测量的纵向分辨率 ,提出了一种基于小波变换的数据处理方法 ,该方法应用多尺度分析对随钻电阻率测井数据进行分析与处理 .介绍了小波变换和多尺度分析的基本概念 ,并对随钻电磁波电阻率测量数据的频谱进行了深入的研... 为了提高随钻电阻率测量的纵向分辨率 ,提出了一种基于小波变换的数据处理方法 ,该方法应用多尺度分析对随钻电阻率测井数据进行分析与处理 .介绍了小波变换和多尺度分析的基本概念 ,并对随钻电磁波电阻率测量数据的频谱进行了深入的研究 ;分析了影响测量纵向分辨率的主要因素 ,给出了用小波变换对信号进行多尺度分析的方法 .数值模拟结果表明 ,该方法可以有效地改善测量的纵向分辨率 ;与实际测井数据的对比说明 ,处理后的分辨率已经接近高分辨率电缆电阻率测量的水平 .现场应用表明 ,该方法对改善随钻电阻率测量的纵向分辨率是十分有效的 ,为地层评价提供了更为有利的工具 . 展开更多

关键词 小波变换 电阻率 纵向分辨率 随钻测量 油气井

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近钻头钻具声波传播特性分析 被引量：2

9

作者 李志刚 葛世瞳 管志川 《石油机械》 北大核心 2012年第8期1-4,共4页

为了利用声波将近钻头处的信息传输至远钻头端,运用有限元方法分析了常见近钻头钻具(普通钻铤、螺旋钻铤、整体直棱稳定器、整体螺旋稳定器和螺杆钻具)的声波传播特性。分析结果表明,由于轴向上的截面形式和大小基本保持一致,普通钻铤... 为了利用声波将近钻头处的信息传输至远钻头端,运用有限元方法分析了常见近钻头钻具(普通钻铤、螺旋钻铤、整体直棱稳定器、整体螺旋稳定器和螺杆钻具)的声波传播特性。分析结果表明,由于轴向上的截面形式和大小基本保持一致,普通钻铤和螺旋钻铤不仅具有较好的时域特性,没有严重的波形反复震荡现象发生,而且具有较宽的通频带;稳定器段的出现使得轴向上声波阻抗不连续,其他3种钻具不仅在其时域波形中出现波形的反复震荡,其通频带宽度也大幅变窄。因此,普通钻铤和螺旋钻铤更适合于作为近钻头声波信号传输的通道,当必须使用其他3种钻具时,则必须采用辅助的信号处理措施。 展开更多

关键词 近钻头 钻具 螺旋钻铤 直棱稳定器 声波 传播特性

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随钻测井技术最新进展及其应用 被引量：57

10

作者 秦绪英 肖立志 索佰峰 《勘探地球物理进展》 2003年第4期313-322,共10页

分析了近年来随钻测井 (M /LWD)技术迅速发展的原因 ,阐述了相关领域技术进步对LWD技术发展的影响。介绍了多频电磁波电阻率 (MPR)、方位井眼补偿地层密度中子 (ADN)、声波特性参数 (APX)、地层评价(FEMWD)、储层监测 (RPM )、核磁共振 ... 分析了近年来随钻测井 (M /LWD)技术迅速发展的原因 ,阐述了相关领域技术进步对LWD技术发展的影响。介绍了多频电磁波电阻率 (MPR)、方位井眼补偿地层密度中子 (ADN)、声波特性参数 (APX)、地层评价(FEMWD)、储层监测 (RPM )、核磁共振 (MRILWD)等最新随钻测井技术的发展现状。介绍了随钻测井技术在钻井工程及地层对比评价中的应用 ,给出了多个随钻测井技术的应用实例。通过综合分析阐述了随钻测井及其密切相关领域的技术发展趋势 ,得出了随钻测井技术应用会越来越广 ,但不会替代电缆测井技术的结论。 展开更多

关键词 随钻测井技术 电阻率随钻测井技术 地层评价 核磁共振 数据压缩 油气层

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基于hp-FEM的随钻电磁波测井仪器响应正演分析 被引量：9

11

作者 朱庚雪 刘得军 +2 位作者 张颖颖 王政 赖天祥 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期63-70,共8页

为研究复杂井周条件下随钻电磁波测井的响应规律,优化仪器参数,开展了基于hp-FEM算法的随钻电磁波测井仪器响应正演研究。根据时谐电磁场理论建立数学模型,考虑边界条件建立了变分方程,采用hp-FEM算法对仪器在二维旋转对称性地层模型中... 为研究复杂井周条件下随钻电磁波测井的响应规律,优化仪器参数,开展了基于hp-FEM算法的随钻电磁波测井仪器响应正演研究。根据时谐电磁场理论建立数学模型,考虑边界条件建立了变分方程,采用hp-FEM算法对仪器在二维旋转对称性地层模型中的响应进行模拟。数值模拟结果表明,均匀地层hp-FEM数值解与解析解相对误差仅0.046 3%,验证了正演程序的精确性。在其他参数不变的条件下,发射线圈频率越大,相位差曲线变化幅度越大,且极化角所处位置越靠近真实模型的分界面;仪器的源距越小,极化角越明显,纵向分辨能力越强。相对于低阻层,仪器进入高阻层时,相位差曲线上出现的极化角较大。研究结果表明,提高频率和缩短源距可以更加精确地反映地层界面位置,为地质导向决策提供测井资料支持。 展开更多

关键词 随钻测井 电磁波传播测井 正演 仪器参数 极化角

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钻铤偏心对随钻四极子横波测井影响:理论与实例分析 被引量：3

12

作者 饶博 苏远大 +3 位作者 李盛清 孙云涛 陈文轩 唐晓明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期111-121,共11页

随钻四极子声波测井技术主要用于测量地层的横波速度.但在复杂旋转钻进过程中钻具的偏心会对测量的四极子波形质量及横波速度产生不利影响.本文建立以钻铤和井孔分别为基准的双柱坐标系偏心随钻声波测井模型,利用贝塞尔函数的平移加法... 随钻四极子声波测井技术主要用于测量地层的横波速度.但在复杂旋转钻进过程中钻具的偏心会对测量的四极子波形质量及横波速度产生不利影响.本文建立以钻铤和井孔分别为基准的双柱坐标系偏心随钻声波测井模型,利用贝塞尔函数的平移加法定理构建边界条件和井中响应函数,数值模拟了钻铤居中和偏心时四极子声源激发的声场.发现偏心后的随钻四极子声场中除地层四极子波外,还有单极斯通利波和偶极弯曲波的多阶模式波共存且相互耦合,尤其是在软地层钻铤严重偏心时四极子模式波受斯通利波模式和弯曲波模式干扰更为严重,不利于地层横波速度的测量.现场随钻四极子声波测井仪器实验样机在居中和偏心的状态下实测的数据表明:当随钻四极子样机居中测井时,可测量到高质量的四极子波形,处理得到相关性较强的地层横波时差,与单极测量横波时差吻合较好;但钻铤偏心测量时采集的波形成分复杂,偏心引起的低频斯通利波模式对地层四极子模式的耦合干扰非常严重,导致地层横波时差的相关性很差,测量值介于横波与斯通利波时差之间,与实测单极横波时差差异很大甚至无法使用,尤其在疏松软地层中影响更为突出.本文从偏心随钻四极子井孔声场理论出发,结合现场实测数据,重点分析钻铤偏心对四极子横波测井的影响,为指导偏心状态下随钻四极子横波时差处理与校正方法提供理论基础. 展开更多

关键词 随钻声波测井 四极子 仪器偏心 横波速度

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随钻方位电磁波电阻率测井数据精度分析及实时反演成像 被引量：3

13

作者 李星翰 张文秀 +6 位作者 陈鹏 陈文轩 王珺 郑健 尤嘉祺 张雅丽 李弘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3990-3998,共9页

随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为... 随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为可视化的地层参数信息.由于测井过程中上传数据有限,本文分析了不同数据的测量精度,为上传数据选取提供参考.基于传播矩阵算法和Levenberg-Marquardt算法开展了一维快速反演研究.通过实时监测模型参数质量,避免反演陷入局部极小值,保证模型参数的全局收敛性.最后,通过实测数据处理,验证了反演算法的可靠性. 展开更多

关键词 随钻方位电磁波电阻率测井 一维反演及成像 随钻测井 精度分析

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顺煤层钻进随钻方位电磁波顶底板探测影响因素 被引量：13

14

作者 陈刚 范宜仁 李泉新 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期201-206,共6页

针对煤矿井下水平井钻探中顶底板界面探测精度差、效率低等问题,进行煤矿井下防爆型随钻方位电磁波测井仪方案设计。为适合井下煤层工作环境,通过正演模拟获得源距、发射频率、线圈安装角度等仪器参数对信号响应影响的变化规律。研究结... 针对煤矿井下水平井钻探中顶底板界面探测精度差、效率低等问题,进行煤矿井下防爆型随钻方位电磁波测井仪方案设计。为适合井下煤层工作环境,通过正演模拟获得源距、发射频率、线圈安装角度等仪器参数对信号响应影响的变化规律。研究结果表明:随钻方位电磁波仪器接收信号强度随发射频率、线圈距、地层电阻率对比度的增大而增强;线圈安装倾角约为45°时,既满足接收信号灵敏性,也满足信号的强度;仪器最佳工作频段为100 kHz^1 MHz。通过随钻方位电磁波测井仪响应模拟研究,为适用于煤矿井下仪器的参数优化设计提供选择依据,掌握了煤岩顶底板界面响应变化规律,该仪器的应用将提高顶底板探测精度和探测效率。 展开更多

关键词 顶底板探测 随钻测量 数值模拟 方位电磁波测井仪

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一种随钻方位电磁波测井仪发射电路设计 被引量：2

15

作者 和丽真 杨国华 +4 位作者 王珺 郭庆明 卫一多 尤嘉褀 陈刚 《电子测量技术》 2020年第17期12-16,共5页

随钻方位电磁波仪器常见为多频、多组天线设计,仪器通过分时发射不同频率的电磁波信号并接收回波,根据回波信号的幅值和相位信息来推算地层信息。在仪器工作过程中,电磁波发射电路是仪器关键的组成部分,直接影响仪器性能。基于数字频率... 随钻方位电磁波仪器常见为多频、多组天线设计,仪器通过分时发射不同频率的电磁波信号并接收回波,根据回波信号的幅值和相位信息来推算地层信息。在仪器工作过程中,电磁波发射电路是仪器关键的组成部分,直接影响仪器性能。基于数字频率直接合成技术设计了一种随钻方位电磁波仪器发射电路,发射出的正弦波信号频率、相位、幅度均可通过改变程序来控制调整,具有输出信号频率、相位分辨率高、幅度易调整、信号稳定、功耗低等特点。详细介绍了发射电路中DDS信号产生电路、滤波电路、数模调幅电路、功率驱动电路等重要组成部分,经试验结果证明该设计方案可行,能够满足随钻方位电磁波仪器功能需求。 展开更多

关键词 随钻方位电磁波仪器 DDS 数模调幅

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随钻单极子声波测井模式优化及远探测 被引量：2

16

作者 朱祖扬 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第2期310-317,共8页

针对非均匀性地层地质力学评价和地质导向钻井的需要,研究了随钻单极子声波的方位特性和反射声场特征,并研制了随钻声波测量装置。建立了不同方向速度模型井和反射声场模型,数值模拟了两个模型的单极子声波传播特征,使用单极子声源发射... 针对非均匀性地层地质力学评价和地质导向钻井的需要,研究了随钻单极子声波的方位特性和反射声场特征,并研制了随钻声波测量装置。建立了不同方向速度模型井和反射声场模型,数值模拟了两个模型的单极子声波传播特征,使用单极子声源发射和偏极子接收器接收的测量模式,分别获得了波速周向变化图和反射波的方位特征。模拟结果表明,纵波对地层方位特性更容易提取和观测,反射波具有一定方位性。在水池里开展了随钻单极子声波远探测实验,利用反射波能够准确测量到1.00 m、3.00 m、5.00 m和7.00 m的反射界面距离,实验证明,在合适尺度范围内进行声波远探测是可行的。研究结果表明,随钻单极子声波测井技术在测量模式上进行适当的改进,对测井数据进行适当的处理,则这项技术既可以用于近井壁地层的非均匀性分析,又可以用于远井壁地层的界面探测,从而在随钻测井评价和钻井高效施工等方面发挥更大的作用。 展开更多

关键词 随钻单极子声波测井 波速周向变化 方位特性 反射波 声波远探测

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矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现 被引量：17

17

作者 汪凯斌 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期145-151,共7页

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实... 煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统(安标名称为YSDGC)的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。 展开更多

关键词 矿用电磁波随钻测井 电磁波无线传输 随钻方位伽马 小信号检测

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