电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法

摘要

本发明涉及一种电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法，步骤为：备好模拟测试器具和场地，包括钢丝、导线、铜电极，发射装置、接收装置、接地电极及所选取的场地；采用接有铜电极的钢丝模拟绝缘短节上部和下部钻具，铜电极深插入地层；发射装置一极用导线连接模拟绝缘短节下部钻具的钢丝，另一极连接模拟绝缘短节上部钻具的钢丝；布置两段钢丝的间距为0.5～5m；接收装置一端通过导线连接模拟绝缘短节上部钻具的钢丝，另一端连接接地电极；然后按照正常的对试验井进行电磁波无线随钻测试方法进行测量信号发射与接收的测试。本发明为电磁波无线随钻测量产品的测试提供了一个可视可控的环境，同时降低了测试成本和劳动强度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法，可以在地 面环境下，模拟实钻过程中电磁波无线随钻测量信号的发射与接收。

背景技术

电磁随钻测量(EM-MWD)是20世纪80年代进入工业化应用的一项新技术，相对于泥 浆脉冲而言，具有信号传输速度高、不需要循环钻井液便可传送数据、测量时间短、成本 低等特点。特别是，EM-MWD系统基本上不受钻井液介质的影响，不仅适用于常规钻井液 中的随钻测量，而且还适用于在气体、泡沫、雾化、空气、充气等钻井液中使用。

在对已研发的电磁波无线随钻测量系统进行测试时，需要选取一口井作为试验井进行 测试，由于测试中需要使用钻杆与绝缘短节，测试深度往往超过1千米，劳动量大，费用 高，不适宜频率比较密集的测试。

发明内容

本发明的目的是为了在对电磁波随钻系统进行测试时，在充分考虑地层分层现象的基 础上，提供一种针对电磁波无线随钻测量系统信号发射和接收进行地面模拟测试的方法， 可以使测试的环境人为可控，还能达到准确模拟井下信号的发射与接收，及减少劳动量和 节约测试成本的效能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：提出一种电磁波无线随钻测量信号发 射与接收的地面模拟测试方法，包括如下步骤：

(1)、准备好模拟电磁波无线随钻测量涉及的器具和场地，分别是钢丝、导线、铜电极， 发射装置、接收装置、接地电极，还有在野外选取一块地下分层现象比较明显的区域用于 模拟试验井；

(2)、采用接有铜电极的钢丝模拟绝缘短节上部和下部钻具，且铜电极要深插入地层， 以良好地模拟钻具与地层的接触；

(3)、发射装置一极通过导线连接模拟绝缘短节下部钻具的钢丝，另一极通过导线连接 模拟绝缘短节上部钻具的钢丝；

(4)、将模拟绝缘短节上部钻具的钢丝与模拟绝缘短节下部钻具的钢丝两段的间距布置 为0.5～5m，此间距用来模拟井下的绝缘短节；

(5)、钢丝长度根据测试需要进行调节，模拟绝缘短节下部钻具的钢丝长度为5～300m， 模拟绝缘短节上部钻具的钢丝长度为100～5000m；

(6)、接收装置一端通过导线连接模拟绝缘短节上部钻具的钢丝远端，所述钢丝远端为 模拟绝缘短节上部钻具的钢丝远离发射装置的一端，接收装置的另一端通过导线连接离钢 丝远端50～100m的接地电极上；

(7)、按照正常的对试验井进行电磁波无线随钻测试方法，将调制好的波形通过发射装 置发射，测试接收装置的接收效果。

本发明所述的铜电极直径为1～3cm，长度为30～80cm，铜电极插地端磨尖。所述的 铜电极彼此相邻的距离为1～10m。相邻的铜电极之间距离小表示钢丝接触地层较好，反 之接触地层较差。

本发明提出的地面模拟测试方法与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法可以模拟井 下电磁波信号的发射与接收，本方法操作简单，为电磁波无线随钻测量产品的测试提供了 一个可视可控的环境，减少了测试所需时间，同时大大降低了测试的成本和劳动强度。

附图说明

图1为本发明一种电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法示意图。

图中：1-模拟绝缘短节下部钻具的钢丝；2-导线；3-发射装置；4-地层；5-铜电极； 6-模拟绝缘短节上部钻具的钢丝；7-接地电极；8-接收装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的方法作进一步详述。

实施例1：本发明的一种电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法。 电磁波无线随钻测量信号发射与接收在地面模拟测试所涉及的测试器具和场地，如图1所 示。包括模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1，导线2，发射装置3，铜电极5，模拟绝缘短节 上部钻具的钢丝6，接地电极7，接收装置8，以及在野外选取一块地下分层现象比较明 显的区域。模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1长度为5m，模拟绝缘短节上部钻具的钢丝6 长度为100m。铜电极5直径为1cm，长度为30cm，有一端被磨尖使其易于插入地层4。在 测试前，按照图1将模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1与铜电极5连接，并将铜电极5磨尖 一端深插入地层4，将模拟绝缘短节上部钻具的钢丝6与铜电极5连接，同样将铜电极5 要深插入地层4中。模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1与模拟绝缘短节上部钻具的钢丝6间 距为0.5m。发射装置3的一极通过导线2连接模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1，另一极通 过导线2连接模拟绝缘短节上部钻具的钢丝6。接收装置8一端通过导线2连接模拟绝缘 短节上部钻具的钢丝6远端，所述钢丝远端为模拟绝缘短节上部钻具的钢丝远离发射装置 的一端，接收装置8的另一端通过导线2连接离钢丝远端50m的接地电极7上。

测试时，按照正常的对试验井进行电磁波无线随钻测试方法，将调制好的波形通过发 射装置发射，测试接收装置的接收效果。

实施例2：本发明的一种电磁波无线随钻测量信号发射与接收的地面模拟测试方法。 基本器具布局如实施例1，所不同的是模拟绝缘短节下部钻具的钢丝1长度为300m，模拟 绝缘短节上部钻具的钢丝6长度为5000m。模拟绝缘短节上部钻具的钢丝6与模拟绝缘短 节下部钻具的钢丝1两段的间距为5m。铜电极5直径为3cm，长度为80cm。所述的钢丝 远端与接地电极的距离为100m。基本器具布局好后，测试时，也是按照正常的对试验井 进行电磁波无线随钻测试方法，将调制好的波形通过发射装置发射，测试接收装置的接收 效果。

本发明的地面模拟测试方法，操作步骤简单，测试操作的环境可视可控，可以模拟井 下电磁波信号的发射与接收，同时降低了测试的成本和劳动强度，具有良好的推广应用前 景。