受控定向孔鉆進用自動導航系統(tǒng)的分析研究

湯鳳林，趙榮欣，周 欣，段隆臣，Чихоткин В.Ф.

（1.上海市建筑科學研究院有限公司，上海 200032；2.中國地質大學（武漢）工程學院，湖北 武漢 430074；3.湖北省地震局，湖北 武漢 430064）

1 概述

鉆探工程中，特別是在復雜地質條件下的深部分支孔定向鉆進中，為了提高鉆探效率、保證鉆孔質量、提高技術經濟指標，需要及時掌握孔底實時位置（孔深）、頂角、方位角，以及造斜器具在孔底的安裝角度等，為此需要使用遙測系統(tǒng)［1-20］。遙測系統(tǒng)一般包括有：最大限度接近孔底的一組傳感器，動力供給裝置，從孔底到地面信息的獲得、傳送和接收系統(tǒng)，處理所得信息以便解決檢測、控制鉆進過程的計算機所需的信息系統(tǒng)等。

為了從孔底向地面?zhèn)魉托畔?，需要不同的?lián)系通道。聯(lián)系通道有多種，有聲波聯(lián)系通道、水力聯(lián)系通道、電磁（無桿）聯(lián)系通道、有桿聯(lián)系通道、組合聯(lián)系通道等。但是目前使用較多的是水力聯(lián)系通道和電磁聯(lián)系通道以及二者的組合［1-2］。

水力聯(lián)系通道中，利用的是活閥運動產生的鉆井液壓力脈沖。水力脈沖傳感器裝在鉆桿柱內部。水力脈沖壓力與時間的關系P=f（t），見圖1。活閥壓向鉆桿柱內正向沖洗液，產生壓力正脈沖，用代碼1 表示，表示壓力提高（見圖1a），如果鉆井液定期通過活閥進入鉆桿外空間，則產生負脈沖，用代碼0表示，表示壓力降低（見圖1b）［7-9］。

圖1 水力脈沖壓力與時間的關系P=f(t)通道信號代碼Fig.1 Hydraulic pulse pressure as a function of time P=f(t)and code of communication signal

也可使用依靠改變壓力脈沖相位傳送信息的回轉型脈沖發(fā)生器（見圖2）。壓力脈沖是靠具有一定轉速的葉片回轉得到的，相位轉換是利用葉片2 向左或向右回轉得到的。葉片向某個方面轉動，導致脈沖相位產生一定位移，即向1 或0 移動。

圖2 回轉型脈沖發(fā)生器Fig.2 Rotary type pulse generator

遙測系統(tǒng)電磁聯(lián)系通道原理如圖3 所示。信號從位于孔底遙測系統(tǒng)中的鉆桿柱下方無磁分隔管的信號源出來。電磁波通過巖石把信號傳送給接地天線，被信號處理系統(tǒng)吸收，由計算機進行處理。

圖3 遙測系統(tǒng)電磁聯(lián)系通道工作原理Fig.3 Working principle of the electro?magnetic link route in the remote measurement system

2 鉆進用信息-工藝-自動導航系統(tǒng)

俄羅斯“領航員”遙測系統(tǒng)科研所的科研人員把信息、工藝、自動導航結合起來，開發(fā)出了鉆進用信息-工藝-自動導航系統(tǒng)，見圖 4［7-9］。

圖4 鉆進用信息-工藝-自動導航系統(tǒng)示意Fig.4 Automatic information?procedure?navigation system for drilling

鉆進自動導航系統(tǒng)包括位于鉆桿柱中的孔底動力機、孔底遙測系統(tǒng)、動力源、水泵及其驅動裝置。泵與接收容器連接，容器中置有沖洗液水平傳感器。在水泵的泵送線上，置有壓力傳感器、流量傳感器、密度傳感器和檢測有無氣體包裹物存在的傳感器。在泵送線上還裝有控制閥。天線上接有接收裝置，其出口端與計算機的入口端連接。計算機的第2 個入口端接有轉換組件。

絞車包括絞車傳動裝置。絞車上置有鉆桿柱長度傳感器。大鉤指重表裝在鋼絲繩索上。鉆桿柱通過轉盤，轉盤包括有造斜裝置定向用的轉盤驅動裝置。

在鉆桿柱的上部，置有防噴器及其驅動裝置。在鉆桿柱外部空間中，置有氣體分析器、軸載傳感器、扭矩傳感器和水力渦輪傳感器。傳動組件和測斜部件置于孔底遙測系統(tǒng)的殼體內。計算機出口端接有監(jiān)視器、打印機，通過連接件接有司鉆操縱臺和調解解調器（通常稱之為“貓”）。調解解調器沿著電話線通過調解解調器與遠方計算機連接。計算機的出口與控制部件連接。控制部件與水泵的傳動裝置、絞車傳動裝置、轉盤傳動裝置、防噴器傳動裝置和控制閥連接。在動力源的上方，也可裝置脈沖發(fā)生器獲得組件，以便按水力聯(lián)系通道傳送信息。

計算機裝有信息、工藝的程序軟件，包括操作系統(tǒng)程序、信息處理程序、制定技術解決問題措施程序和控制程序。

轉換組件包括模擬-數字處理器（按傳感器的數量分別為АЦП50—АЦП58）、控制器、本組件的“貓”和動力供給部件。

本自動導航系統(tǒng)的工作原理如下。

鉆進時，水泵沿著泵送線路向渦輪鉆具供給沖洗液，驅動渦輪鉆具工作。從測斜部件來的測斜參數和從軸載傳感器、扭矩傳感器和水力渦輪轉數傳感器來的孔底參數，通過傳動組件，以電磁波形式傳給天線、接收裝置進入計算機。從地上工藝傳感器來的信號，傳給轉換組件的入口和計算機的入口，進行轉換、處理，同時傳給監(jiān)視器和司鉆操縱臺，必要時傳給打印機。在監(jiān)視器屏幕上，可把信息快速、高質量、清楚地傳給物探人員，部分信息以數字-模擬方式傳到司鉆操縱臺上，而且可以利用置于附近的光極管，以模擬方式提供測斜資料。

轉換組件把從所有地上傳感器來的資料，轉換為計算機可以使用的信號。裝置在孔底遙測系統(tǒng)殼體內的傳感器，通過傳動組件把信息傳送給地表天線、接收裝置，繼而傳給計算機。

利用處理從工藝傳感器傳來信息用的軟件，可以處理從傳感器來的全部信息，首先向監(jiān)視器屏幕提供數字形式，然后提供表格、圖件、曲線等形式的形象化資料，計算并給出通過數學轉換測得的參數，例如鉆孔偏離設計軌道得到的資料。利用技術措施制定軟件，對信息進行比較復雜的邏輯轉換和數學轉換?？刂栖浖υ撓到y(tǒng)執(zhí)行機構直接給出控制信號，以便提出與鉆進過程控制方面有關的建議。執(zhí)行機構包括水泵傳動裝置、絞車傳動裝置、轉盤傳動裝置和防噴器傳動裝置。發(fā)生事故情況下，也可發(fā)出（聲和光）警告信號。本組件也可以保證通過對水泵傳動裝置、絞車傳動裝置、轉盤傳動裝置和防噴器傳動裝置施加作用而使鉆進過程完全自動化。而且，控制施加的每一個作用，都可以是單獨實現的，也可以是任何組合形式實現的。

使沖洗液產生水力脈沖的脈沖發(fā)生器，可以保證把有關孔斜參數和孔底工藝參數的信息沿著水力聯(lián)系通道傳送。同時，可以使用2 個聯(lián)系通道之一的水力聯(lián)系通道或電磁聯(lián)系通道來復制得到的信息，以提高系統(tǒng)的可靠性。

本系統(tǒng)還可以保證把信息傳送到遠方的計算機，以便實現不僅可以對一個井場進行控制，還可以對周圍井場乃至整個油田進行控制。

自動導航系統(tǒng)包括的遙測系統(tǒng)，用于確定鉆柱下部裝置的空間定位和確定鉆進過程優(yōu)化需要的孔底參數。遙測系統(tǒng)中的孔內儀器，可以保證對孔底造斜器進行定向，也可以向地面連續(xù)傳送和指示無磁異常地質介質中渦輪鉆進過程中的鉆孔方位角、頂角的信息。

自動導航系統(tǒng)中的遙測系統(tǒng)工作過程：沖洗液帶動流通式發(fā)電機渦輪，產生供給孔內儀器電子部件的電能。來自傳感器的信息被轉換成代碼系列，根據鉆進條件和有關相應的組件，按照電磁聯(lián)系通道或水力聯(lián)系通道進行傳送。在地表上，電磁信號被距鉆場30～50 m 的天線接收，水力脈沖信號被安裝在水泵泵送線上的傳感器轉換器接收。在接收裝置中，接收到的信號被譯碼，進入計算機處理。

在遙測系統(tǒng)中的孔內部分中，有微型組件結構。遙測系統(tǒng)的功能取決于其所包含微型組件的組成，微型組件又取決于工藝需要。

遙測系統(tǒng)主要性能參數如下［7-9］：

測 量 范 圍 及 精 度 ：頂 角 0°～180°（±0.1°～0.15°），方位角0°～360（°±1°～2°），造斜器安裝角0°～360（°±1°～2°）。

孔內儀器安裝尺寸：直徑≯172 mm，長度3000 mm。.

孔內儀器供電發(fā)電機性能：頻率2000±500 Hz，電壓18～70 V。

地表儀器供電源性能（交流）：頻率50 Hz，電壓220～240 V。

工作參數：孔底工作溫度＜125 ℃，沖洗液流量7～60 L/s，最大靜壓100 MPa，發(fā)電機壽命≮200 h，沖洗液含砂量＜3%，抗振穩(wěn)定性＜12 g，抗沖擊強度＜1000 g。

使用帶有電磁聯(lián)系通道和水力聯(lián)系通道的孔底遙測系統(tǒng)，可以測量鉆進過程中的導航參數和地球物理參數，包括鉆井液不能循環(huán)時的參數，在鉆具提升時記錄有關信息。

孔底遙測系統(tǒng)測量的參數有：頂角，方位角，造斜器相對終點平面的位置，電阻率測井KC（使用電磁聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)時），自然極化測井ПС（使用電磁聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)時），振動測井ВК，發(fā)電機回轉頻率，孔底溫度，輻射功率等。

帶有電磁聯(lián)系通道的孔底遙測系統(tǒng)，安裝在孔底動力機的上方，由孔底部分（電子儀器，動力機，接長管，電分離管）和地面儀表（司鉆操縱臺，天線，接收裝置）組成。

帶有水力聯(lián)系通道的孔底遙測系統(tǒng)，包括有孔底部分（孔內儀器，動力機，接長管，動力外殼，脈沖發(fā)生器）和地面儀表（管匯壓力傳感器，接收裝置）。地表天線或管匯壓力傳感器接收的信號，進入接收裝置，在此進行放大、濾波和解碼。然后，信息進入操作員計算機，以用戶方便的任何形式，例如以記錄參數的磁帶和圖像的形式儲存起來。

孔底遙測系統(tǒng)是用奧氏體級無磁鋼和Д16Т 合金制造的。按照孔底遙測系統(tǒng)通過條件，鉆孔彎曲極限強度為1°/m。

在鉆進過程中，孔內儀器（見圖5）可以測量導航參數和地球物理參數，把含有所得信息解碼的電性參數，傳給周圍巖石。

圖5 孔底遙測系統(tǒng)孔內部分Fig.5 Downhole components of the downhole remote measurement system

使用水力聯(lián)系通道的孔底遙測系統(tǒng)時，孔內儀器可以測量并利用脈沖發(fā)生器形成壓力脈沖，壓力脈沖沿著鉆桿內沖洗液傳播，被管匯壓力傳感器接收。

利用遙測系統(tǒng)軟件可以對信息進行交換、編輯，把測得資料與孔深聯(lián)系起來，在監(jiān)測器上以數字和曲線形式實現信息的可視化（見圖6）［7-9］。

圖6 孔底遙測系統(tǒng)司鉆操縱臺顯示器Fig.6 Display of the downhole remote measurement system at the driller console

孔底遙測系統(tǒng)孔內儀表的供電發(fā)動機，屬于帶有電磁聯(lián)系通道和水力聯(lián)系通道的孔底遙測系統(tǒng)的組成部分，用來向孔內儀表供電。這種發(fā)電機的技術參數見表 1［7-9］。

表1 孔內發(fā)動機技術參數Table 1 Technical parameters of the generator in the borehole

孔內發(fā)動機不僅可以用作“薩馬爾水平線”科學生產企業(yè)生產的水力聯(lián)系通道遙測系統(tǒng)，而且可以代替水力聯(lián)系通道遙測系統(tǒng)的鋰電池部件。有些孔底遙測系統(tǒng)不使用孔內發(fā)動機供電，而是使用獨立的電池（見圖7）。在這種情況下，孔內儀器的供電問題就與沖洗液的參數和性能沒有關系了。該電池的性能參數見表2。

表2 孔內遙測系統(tǒng)發(fā)電機電池性能Table 2 Characteristics of the generator battery for the borehole remote measurement system

圖7 孔底遙測系統(tǒng)使用的各種連接形式的電池Fig.7 Batteries with various connections for the downhole remote measurement system

對高溫、高振和大沖擊載荷條件下使用的外殼有嚴格的要求，故把蓄電池置于玻璃塑料外殼內。電池間用絕緣膏隔開。這種保護的電池，可以在各種復雜條件下安全使用。

3 “伏爾加”設備程序組件

本系統(tǒng)中的“伏爾加”設備程序組件，用于自動檢測鉆進過程，進行地質-工藝研究和地球物理研究，以便有效控制鉆進過程，保證無事故和安全鉆進。從地面儀表和孔底遙測系統(tǒng)來的地質-工藝信息，進入采集和初步處理數據的檢測器，然后傳送給鉆場操作員計算機。對所有得到和進來的信息，用專用程序組件進行處理，并實時利用聯(lián)系通道送到數據服務器保存，可為大量用戶服務。利用“伏爾加”組件，可以實時觀測鉆進過程，甚至可以在遠離鉆場的地方，用從孔內得到的全部客觀信息，控制鉆進過程，迅速采取優(yōu)化鉆進措施?？梢越@孔事故情況和未預見復雜情況的數據庫，在專家評價基礎上給出準備好的管理決策，從而使工藝錯誤最小化，提高鉆探技術經濟指標，減少鉆場高水平管理人員的開支。

孔底遙測系統(tǒng)的優(yōu)點是：利用統(tǒng)一規(guī)格化的結構，可以通過改變動力外殼，使用不同直徑（90～240 mm）鉆桿柱；結構不長且靈活，可以在全角變化率大（1°/m）時進行鉆進，并可降低鉆柱下部組合裝置被卡的危險性；可以在沖洗液循環(huán)或停止循環(huán)的鉆進過程中，測量導航參數和地球物理參數；可以不用從孔底提升遙測系統(tǒng)來進行控制測量方式和從地表傳送信息；可以在提升鉆具時測量和記錄信息并保存到硬盤上；遙測系統(tǒng)可以在靜壓100 MPa、周圍環(huán)境125 ℃和沖洗液流量廣泛范圍內進行工作；遙測系統(tǒng)可以在使用充氣沖洗液、空氣等負壓條件下使用；可以利用水力聯(lián)系通道進行工作，為此只要把現在遙測系統(tǒng)中使用的脈沖發(fā)生器稍作改進即可。

“伏爾加”組件可以測量的參數有：大鉤載荷，沖洗液泵壓，鉆頭在孔底的深度，管鉗擰卸扭矩，鉆頭載荷，轉盤扭矩，轉盤轉速，泵沖次，造斜楔（造斜工具）頂角、方位角，沖洗液溫度，沖洗液進、出時流量，造斜器位置（造斜器相對鉆孔終點平面的位置或鉆孔方位角），沖洗液池內的液面高度，發(fā)動機轉速，沖洗液導電率，孔底溫度，沖洗液入口密度，電阻測井KC，自然極化測井ПК，振動測井ВК，伽馬測井ГК等。

4 科爾維特（Корвет）孔底遙測系統(tǒng)［7-9］

俄羅斯地質集團公司生產的水力聯(lián)系通道科爾維特（Корвет）孔底遙測系統(tǒng)，用于在鉆進過程中進行測量，以便控制鉆孔鉆進方向和鉆孔剖面地質分層?？茽柧S特系統(tǒng)包括有遙測探頭、地面儀表（見圖8）和控制鉆孔方向的操作員指示盤（見圖9）。圖9中操作員指示盤上標出的數據是：鉆孔方位角實時數值 247°，鉆孔頂角 45°，鉆孔深度1568 m。

圖8 科爾維特孔底遙測系統(tǒng)外貌Fig.8 Appearance of downhole remote measure system“Korvet”

圖9 科爾維特孔底遙測系統(tǒng)操作員指示盤Fig.9 “Korvet”display for the operator

水力聯(lián)系通道系統(tǒng)中使用了美國APS 公司生產的壓力正脈沖回轉型脈沖器APS。APS 是防止沖洗液漏失的最穩(wěn)定的脈沖器之一。

科爾維特孔底遙測系統(tǒng)的裝置見圖10。

圖10 科爾維特孔底遙測系統(tǒng)組件Fig.10 Downhole components of“Korvet”

利用科爾維特孔底遙測系統(tǒng)儀表和軟件，可以連續(xù)提供鉆孔鉆進中的頂角、方位角和造斜器安裝角度的實時數值。圖11 示出了造斜器安裝角讀數系統(tǒng)的圖像和表格資料，用指標和數字表示了鉆孔方向變化過程中造斜器實時數值，當前是從202°變到 249°的情況［7-9］。

圖11 從計算機顯示器得出的遙測信息Fig.11 Remote measured information read from the computer monitor

頂角、方位角實時數值和造斜器安裝角的實時圖示數值為 202°、247°、248°、245°和 249°

圖12 為科爾維特孔底遙測系統(tǒng)得到的鉆孔鉆進圖像資料。該圖表示的是孔筒三維坐標圖像和相應垂直平面和水平平面的投影，以及孔底的方向。

圖12 科爾維特遙測系統(tǒng)得到的鉆孔鉆進圖像資料Fig.12 Borehole drilling graphic data from“Korvet”

5 Orienteer MWD 系統(tǒng)［7-9］

Orienteer MWD 系統(tǒng)是格爾斯（ГЕРС）［俄羅斯，特維里（Тверь）市］公司研發(fā)的，用于對孔斜、管理進行研究并可對所有類型資料進行采集的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是把孔內水力負脈沖組件和地表信息記錄、鉆孔鉆進管理測量系統(tǒng)集成起來的一個系統(tǒng)（СИРИУС），可以對斜孔、水平孔進行現代化高水平鉆進進行指導的系統(tǒng)。利用這種系統(tǒng)可以測量孔斜參數（頂角、方位角、造斜器轉動角度）和鉆進過程中的其它控制參數，從而可以高質量、高速度完成斜孔和水平孔的鉆進工作。

此系統(tǒng)包括孔內儀器部分和地表測量部分。孔內部分見圖13。

圖13 Orienteer MWD 系統(tǒng)孔內儀器部分Fig.13 Down hole components of Orienteer MWD system

無磁接頭（Be-Cu）是連通接頭，用于連接Ge?olink 螺紋組件和客戶螺紋組件，包含有適用于直徑88.9 mm Geolink 限制件軸套的軸頸。無磁加重鉆桿是超薄加重鉆桿，用鈹（Be）銅合金制成。連接器和矛頭是Orienteer 儀器的連接件，可以保證各個組件之間的數據交換和供給電源，還可以使無磁加重鉆桿內儀器工作穩(wěn)定。伽馬電子組件可以記錄被破碎巖石的自然放射性情況，將其實時發(fā)送給SEA 測斜儀，把信息保存在孔內記憶裝置中，以便后續(xù)地表可視化使用。伽馬組件供電組件包含有鋰-亞硫酸基氯化物電池，為伽馬探測器和電子控制儀表提供電源。計算用測斜儀含有3 個測斜用坐標計算用測斜儀（測斜儀和磁力儀）傳感器，可以在0°～180°全程范圍內研究孔斜和控制情況。電源包括鋰-亞硫酸基氯化物電池，可以給傳感器和傳送器供電。信號轉換器的APC 可以形成電脈沖，傳給傳送器，以便傳送利用水力聯(lián)系通道記錄的數據。無磁接頭（Be-Cu）是連通接頭。直徑89 mm 超薄傳送接頭可以形成負壓序列脈沖，以便把孔內得到的資料傳送到地表。傳送接頭與外殼是一個整體。

地表組件包括：安裝在壓送線上的壓力傳感器SPP；安裝在孔底遙測系統(tǒng)工作站上的系統(tǒng)接口部件SIB；安裝在孔底遙測系統(tǒng)工作站上的臺式計算機Geolink。

Orienteer MWD 系統(tǒng)地面數據采集保存系統(tǒng)包括有：安裝在泵送線上的壓力傳感器；安裝在絞車軸上的絞車轉數傳感器；安裝在滑車鋼絲繩死端上的鋼絲繩拉力傳感器；安裝在鉆場內的孔深測量部件；安裝在鉆場內的分配部件；安裝在轉盤臺上的司鉆指示板；安裝在泵送線上的流量測試器；安裝在工作站內的地面監(jiān)測部件；安裝在工作站內的臺式計算機；安裝在工作站內的便攜式計算機，用以目視檢測鉆進參數；安裝在工作站內的便攜式打印機，用以印刷形式傳送信息；安裝在工作站內的GPRS 或衛(wèi)星終端，可以以電子或音響方式實時傳送信息。

Orienteer MWD 系統(tǒng)工作站進行如下工作。

標準傳送器可以依次記錄沖洗液壓力降低情況，以便把孔內得到的數據傳到地表。這種脈沖是因為內閥的開和關產生的，內閥短時開通，可以使少量沖洗液從鉆桿柱內部向外部空間流動。所以，鉆桿柱內部產生的壓力少量變化，可以作為壓送線上的壓力少許降低被地表記錄下來，稱之為負壓脈沖。

地面系統(tǒng)由為從孔內儀器得到、識別和處理孔內測斜測量所得數據傳到地表所需的傳感器和設備組成。從孔內組件得到的信號，通過壓送線上的壓力傳感器，進入系統(tǒng)接口部件，在此從壓力曲線中自動提取信號，濾波，傳送到臺式計算機。把得到的信號解碼為造斜器、頂角、方位角、溫度和孔底設備狀態(tài)用的測得數值。測得的數值記錄在數據庫中，實時輸送給鉆井工程師屏幕上和司鉆指示板上。得到的數據也可通過國際版VIDS.0 形式傳送給地質部門和管理部門。

6 納迪爾（Надир）柔桿聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)［7-9］

俄羅斯地球物理科研生產公司研發(fā)的柔桿聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)——“納迪爾”，是用于水平井（段）鉆進用的遙測系統(tǒng)，如圖4 所示。利用白俄羅斯費德公司生產的連續(xù)油桿（coiled tubing）M40 型鉆機，可以鉆進深度達2000 m 的鉆孔。柔桿直徑60.3 mm，孔底動力機直徑95 mm，定向器直徑92 mm。偏離遙測系統(tǒng)最大角度為30＇。利用裝在鉆桿內部的3 根7 股鎧裝電纜作為“納迪爾”系統(tǒng)的聯(lián)系通道。

遙測系統(tǒng)置于無磁管內，利用直徑90 mm 的輕合金鉆桿（ЛБТ）作為無磁管。

圖14 “納迪爾”連續(xù)油管鉆進用柔桿聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)示意Fig.14 Downhole remote measurement system“Nadir”for coiled?tube drilling

“納迪爾”系統(tǒng)用來測量使用連續(xù)油管鉆進時的頂角、方位角、遙測系統(tǒng)外殼位置、巖石自然放射性、螺桿動力機上方的沖洗液壓力，以及軸載和管外壓力等。

“納迪爾”系統(tǒng)包括有：

ОРБИ 型測斜組件，用來測量頂角、方位角、測斜系統(tǒng)外殼相對終點平面的位置（精度為1.5°）；

伽馬測井和內部壓力表組件，用以測量巖石的自然放射性和孔底動力機前面沖洗液的壓力；

軸載和管外壓力組件，用以測量軸載和管外壓力；

伸縮式矛頭；

地表處理組件，可以保證遙測系統(tǒng)的供電、接受來自孔內儀器的數據、對數據進行處理和可視化處理和對得到的數據的記錄。

所有孔內儀器的外徑均為36 mm，總長度5.5 m，可以將其裝置在1 根輕合金鉆桿內。同時，環(huán)狀最小間隙為17.5 mm，可使沖洗液的水力動力阻力最小。

測得的內外壓力差為2.5～4.1 MPa，是孔底動力機和鉆頭上的壓力降，據此可以判斷鉆進過程。

伽馬測井通道用來判斷鉆進地層和地球物理研究結果的相關程度。必要時，遙測系統(tǒng)可以用其它地球物理組件補充。

此外，測量組件是用柔性扶正器連接起來的，柔性扶正器同時還可抵消徑向和軸向載荷。除了頂角和方位角是在鉆進過程停止時測量的以外，被測量的參數都是在鉆進過程中連續(xù)傳送的。

孔內測量組件是使用國內優(yōu)質或國外進口的抗振、抗沖擊和可靠性高的材料制成的。

軟件程序包括有以下組件：記錄和初步處理測斜、地球物理和工藝參數組件；實時可視、矯正鉆孔軌跡組件；地球物理參數實時可視化組件；工藝參數實時可視化組件；繪制鉆孔設定軌跡組件；同時生成各個鉆孔積累數據庫及其可視化組件。

利用“納迪爾”系統(tǒng)可以指導用連續(xù)油管鉆機進行鉆進，實時得到地質工藝信息和地球物理信息，對鉆進工藝進行有效控制。

7 討論與建議

（1）地質鉆探中，由于地層條件和工藝技術因素的影響，實際的鉆孔軌跡往往偏離設計的鉆孔軌跡。因此，必須采取糾偏措施。

（2）為了提高鉆探效率、保證鉆孔質量、提高技術經濟指標，需要及時掌握孔底實時位置（孔深）、頂角、方位角以及造斜器具在孔底的安裝角度等，為此需要使用遙測系統(tǒng)。

（3）俄羅斯“領航員”遙測系統(tǒng)科研所的科研人員，把信息、工藝、自動導航結合起來，開發(fā)出了鉆進用信息-工藝-自動導航系統(tǒng)，可以指導受控鉆孔鉆進的順利進行，是個創(chuàng)新技術，值得我們研究、探討和確認其科學性和有效性。

（4）俄羅斯地質集團公司生產的水力聯(lián)系通道科爾維特（Корвет）孔底遙測系統(tǒng)，用于在鉆進過程中進行測量，以便控制鉆孔鉆進方向和鉆孔剖面地質分層。利用科爾維特孔底遙測系統(tǒng)儀表和軟件，可以連續(xù)提供鉆孔鉆進中的頂角、方位角和造斜器安裝角度的實時數值。

（5）格爾斯（ГЕРС）〔俄羅斯特維里（Тверь）市〕公司研發(fā)的Orienteer MWD 系統(tǒng)，用于對孔斜、管理進行研究并可對所有類型資料進行采集。這種系統(tǒng)是可以對斜孔、水平孔進行現代化高水平鉆進進行指導的系統(tǒng)。利用這種系統(tǒng)可以測量孔斜參數（頂角、方位角、造斜器轉動角度）和鉆進過程中的其它控制參數，從而可以高質量、高速度完成斜孔和水平孔的鉆進工作。

（6）俄羅斯地球物理科研生產公司研發(fā)的柔桿聯(lián)系通道孔底遙測系統(tǒng)“納迪爾”，是用于水平井（段）鉆進用的遙測系統(tǒng)。利用白俄羅斯費德公司生產的連續(xù)油桿（coiled tubing）M40 型鉆機，可以鉆進深度達2000 m 的鉆孔。

（7）這些孔底遙測系統(tǒng)在俄羅斯相關條件下鉆進中都進行了試驗與應用，取得了一定的效果，或許對我國有關單位和部門有一定的參考價值，值得借鑒。