摘要：泵冲干扰作为泥浆脉冲随钻遥传系统中的主要干扰源,严重影响了遥传系统的通信质量。抑制泵冲干扰对提高整个遥传系统的接收性能具有重要意义。依靠泵冲频率这一参数,泵冲干扰抑制算法能实现更好的抑制效果。文章设计了一种倒谱辛格函数插值算法,直接从信号中估计泵冲信号的基频频率。实钻信号测试显示,与利用泵冲传感器信号计算的泵冲频率相比,倒谱辛格函数插值算法的估计误差达到了10-4量级,在实际工况中可以替代泵冲传感器。

摘要：针对煤矿井下定向钻进小泵量、低压力工况,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置,分析了该装置的技术要求、结构组成、使用条件;重点阐述了该装置信号发生装置(矿用泥浆脉冲无线随钻测量信号发生装置)的设计方案,介绍了信号发生装置中防爆驱动短节及其电磁阀、脉冲发生器的结构设计,以及脉冲发生器中流道控制阀及其阀头参数设计。现场试验结果表明,信号发生装置能够稳定、可靠地产生泥浆压力脉冲信号,最大信号传输深度达2 570m,泥浆压力脉冲衰减速率为5.8%/hm,衰减速率低,具备向更深钻孔应用的能力。

摘要：针对现有煤矿井下随钻测量系统信号传输必须依赖通缆专用钻杆而不能采用常规钻杆的技术限制,提出泥浆脉冲无线传输技术,以钻杆柱内环空间为信号传输通道,通过对孔内轨迹参数测量、泥浆脉冲载波信号传输、间歇工作模式设计与控制、孔口信号接收与解调处理等关键技术研究,研制了基于泥浆脉冲的矿用无线随钻测量装置YHD3-1500,并在山西晋城寺河和成庄煤矿进行了试验。试验结果表明:泥浆脉冲无线随钻测量装置信号幅度大、传输距离远、工作时间长、工作稳定性强。装置使用过程中不受钻杆限制,不但可提高钻孔深度,又可实现钻孔轨迹实时控制,进一步拓宽了定向钻进应用领域,具有极大的推广应用价值。

摘要：YST-48R是一种正脉冲随钻测斜仪。它是在钻进施工过程中,地面设备通过实时接收泥浆脉冲随钻测斜数据,并利用井下单弯螺杆钻具,实现定向钻进的随钻定向钻进设备。YST-48R泥浆脉冲随钻测斜定向钻进技术在南黄海CSDP-2井扩孔改造钻进过程中的应用,有效地控制了钻孔轨迹,缩短了海上钻探施工周期,降低了施工成本,井斜、井径、全弯曲强度,井身质量满足设计要求。本文重点介绍了YST-48R泥浆脉冲随钻测斜定向钻进应用中的影响因素及技术措施,为今后海洋深部的扩孔作业钻探施工提供了技术支撑。

摘要：针对复杂煤岩层顶板高位孔定向钻进技术难题,提出复合强排渣定向钻进工艺,设计了以泥浆脉冲随钻测量系统与三棱螺旋钻杆为核心的强排渣定向钻具组合,分析了三棱螺旋钻杆强排渣技术原理,形成了复合强排渣定向钻进成套装备。在王坡煤矿3314采煤工作面进行了应用研究,结果表明:在以泥岩为代表的复杂顶板岩层中,完成顶板高位定向钻孔6个,成孔率达到100%,最大钻孔深度500m,日平均进尺不低于70m,累计定向钻孔进尺2325m,钻孔成孔效率与成孔率较常规定向钻进工艺大幅提升。为利用顶板高位定向长钻孔代替高抽巷进行工作面及采空区瓦斯抽采治理、保障采煤工作面的安全高效生产提供了技术支撑。

摘要：信号传输是井眼轨道自动控制系统的重要组成部分。本文介绍了地面与井下通信系统的发展概况，总结了信号的传输方式及传输原理，并综合可靠性、传输深度、传输速率、经济性等方面，评价了它们的优缺点。通过分析ＭＷＤ系统中泥浆脉冲的发生和传输原理，考虑到信号下传的特点和井眼轨道闭环控制系统的要求，确定出地面信号下传系统宜采用负泥浆脉冲方式。在此基础上，提出了地面信号下传系统的设计要求与设计原则，阐述了下传负脉冲的发生原理，并给出了系统的设计方案。

摘要：泵冲干扰是泥浆脉冲随钻遥传系统的主要干扰来源,该干扰源位于地面,强度远大于井下传输到地面的通信信号,对遥传系统的性能造成严重影响,因此抑制泵冲干扰对提高整个遥传系统的接收性能具有重要意义。文章设计了一种基于傅里叶级数合成的自适应泵冲干扰抑制方法。仿真结果表明,该算法能有效抑制泵冲干扰信号,同时也不会造成脉冲信号的波形失真。

摘要：转子往复摆动的脉冲器从结构上可实现转子快速摆动,载波频率高,调制方式选择空间大。为了适应钻进时地层参数,以及钻井工程参数,例如排量、密度、钻速、转速等,需要改变井下脉冲器工作模式,包括调制方式、运动频率、定转子开合角度、扫频、静默等。工作模式预置在脉冲器控制芯片中,由地面指令下传装置改变管汇中泥浆流量,切换井下脉冲器的工作模式。通过对工作模式的远程切换,可节省钻进辅助时间,提高生产效率。高速率泥浆脉冲器在新疆某井进行了应用试验,对作业过程实时数据的分析表明,模式切换可靠,数据上传速度高。为高速泥浆脉冲器的扩大使用积累了经验。

摘要：保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3000m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。

摘要：随钻测井作为测井技术主要发展方向,其在钻井过程中的作用日益凸显。但随着测井参数的增多,测井资料的丰富,随钻测井技术的信号传输速率不高已经成为限制其进一步发展的瓶颈。文章介绍了当前随钻测井系统主要的信号传输方式,并对不同的信号传输方式的优缺点以及在国内外的应用现状进行了论述;对随钻测井系统信号传输方式设计及应用面临的主要问题进行了总结;对随钻测井系统信号传输方式未来的技术攻方向与发展方向进行了展望。目前可行的信号传输方式主要是无线信号传输方式,包括泥浆脉冲信号传输方式、电磁波信号脉冲传输方式与声波信号传输方式。有线信号传输方式作为随钻测井系统信号传输未来研究的一方面,主要需要解决有线信号传输在钻杆短节间的传输问题与井下电力供应问题。