随钻井径高精度测量方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种随钻井径高精度测量方法及测量装置属于井下测量工具方法，超声井径测量装置是以声脉冲反射波为基础，通过对超声波井壁反射波渡越时间的测量，求取井眼的井径和形状，测得装置与井壁距离，并结合安装在装置周围的三个超声波传感器测得井径的大小

【技术实现步骤摘要】
随钻井径高精度测量方法及测量装置


[0001]本专利技术属于井下测量工具及测量方法，特别是涉及到一种随钻井径高精度测量方法及测量装置
。

技术介绍

[0002]井下声波测径仪的采样技术，都是以模拟信号处理技术为基础，采用超声模拟前端，进行高速
AD
采样转换成数字信号，数字信号进入
DSP
数据处理模块，再由
MCU
计算出渡越时间，软
、
硬件处理过程都很复杂，需要经验及其丰富的工程师才能完成
。
一般用于
MWD
测径工具的井下超声波发射器的频率范围为
200
～
500kHz。
当完全用模拟技术进行计时测量，测得第一回波可能误差将大大增加
。
声波往返一次的时间误差也会成为计算中的另一较大误差因素
。
例如，应用模拟检测技术时，测得第一回波的测量误差约为
3us
，这使在水中的间隙误差约为
2.76mm。
对声波
MWD
测径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
随钻井径高精度测量方法，是通地下列步骤实现的：超声井径测量装置是以声脉冲反射波为基础，通过对超声波井壁反射波渡越时间的测量，求取井眼的井径，装置与井壁距离的表达式为：式中：
d
‑
间距；
V
‑
钻井液的声速；
T
‑
发射脉冲与返回脉冲的时间间隔；井径
Dh
由下式可得：
Dh ＝
2*(d1+d2+d3+3r)/3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
式中：
d1、d2、d3，分别是指三个超声波传感器分别到井壁的距离，
r
为测量装置的半径
。2.
如权利要求1所述的随钻井径高精度测量方法，其特征在于渡越时间是通过下列方式测得：通过时间与数字的转换
TDL
，是用点火脉冲触发标注电流
Ima
对标准电容
CAD
充电，当主回波脉冲到达时停止对电容充电，同时触发
AD
转换测得
C
AD
电压
V
AD
，其公式为：
T
＝
C
AD
*V
AD
/Ima,
由此计算得出的渡越时间是：使用
12
位
A/D
＝
4096
个计数；恒流源充电电流
Ima
＝
5.5uA
；标准电容
C
AD
＝
3.9nF
；
A/D
参考电压＝
2.5V
；平均声速＝
1.47mm/us
；1个
A/D
计数＝
2.5/4096
＝
0.61035mV
；时间分辨率：
T
＝
3.9nF*0.61035mV/5.55.5uA
＝
43.3Ns。3.
如权利要求1所述的随钻井径高精度测量方法，其特征在于采用五个超声传感器对圆形钻孔进行测量，其中三个传感器用于距离测量，另外两个用于对井下泥浆声速的测量，三个传感器的每个的测距值来计算钻孔圆的直径
。4.
如权利要求3所述的随钻井径高精度测量方法，其特征在于泥浆声速的测量是采用一对传感器对水眼
(16)
内泥浆声速进行实时测量
。5.
随钻井径高精度测量装置，是在钻头和钻杆之间增设了井壁探测器构成，其特征在于井壁探测器是由有上接头
(1)
和下接头
(2)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，
申请(专利权)人：刘江，
类型：发明
国别省市：