隨鉆測(cè)量技術(shù)指隨鉆測(cè)量鉆頭和螺桿之后，加掛井下儀器，通過井下儀器的電子測(cè)量短節(jié)中配置的傳感器和主控模塊采集數(shù)據(jù)，按照一定的算法，將原始數(shù)據(jù)計(jì)算得到井斜、方位、工具面、總重力場(chǎng)、總磁場(chǎng)等數(shù)據(jù)的鉆井技術(shù)。原始數(shù)據(jù)來自于不同運(yùn)動(dòng)方向上安裝的加速度傳感器、磁通門等模塊，主控模塊中的微處理器經(jīng)數(shù)據(jù)接口讀出原始數(shù)據(jù)，通過一定的公式，計(jì)算出來工程數(shù)據(jù)值。工程數(shù)據(jù)一方面存儲(chǔ)在主控模塊的存儲(chǔ)器中，用于完井后數(shù)據(jù)記錄與對(duì)照；另一方面要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。

定向井及水平井的設(shè)計(jì)軌跡是一條空間曲線，鉆井技術(shù)服務(wù)過程中需要使得實(shí)鉆軌跡盡可能按照要求沿著設(shè)計(jì)軌跡前進(jìn)，最終進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)矢量中靶。然而由于鉆柱在井下鉆壓的作用下會(huì)發(fā)生隨機(jī)的螺旋彎曲，并且井下儀器非?？拷@頭，鉆頭鉆進(jìn)時(shí)強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此新鉆出的鉆眼方位測(cè)量和軌跡預(yù)測(cè)成為了當(dāng)前鉆井技術(shù)的重要突破。

MWD\LWD通過泥漿正脈沖方式將高溫環(huán)境中（一般能達(dá)到150°C）探管測(cè)量的磁性和重力分量數(shù)據(jù)傳輸至地面系統(tǒng)，同時(shí)通過地面系統(tǒng)中的測(cè)量?jī)x器分析軟件分析處理，使得客戶完整清晰的看到井下的具體情況，有效防止井眼失穩(wěn)，偏離預(yù)定軌道，極大提高的測(cè)量精度。MWD\LWD配置了測(cè)量系統(tǒng)、井深跟蹤等模塊，在定向和伽瑪方面的精度誤差都控制在了較低的范圍。此外，該系統(tǒng)通過編解碼計(jì)算配合大行程的硬件發(fā)碼，整體系統(tǒng)的解碼率很高。MWD\LWD采用在系統(tǒng)和硬件設(shè)置上保證井眼控制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。數(shù)據(jù)獲取方面，系統(tǒng)采用靜態(tài)與動(dòng)態(tài)相結(jié)合的方式讀取傳感器數(shù)據(jù)。靜態(tài)模式即無振動(dòng)工況下測(cè)斜時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鉆具上提，關(guān)閉動(dòng)力泵，系統(tǒng)讀取靜止?fàn)顟B(tài)下的測(cè)量數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)模式即在造斜階段的定向鉆井過程中，系統(tǒng)通過選擇平均值因數(shù)降低誤差。同時(shí)，根據(jù)井斜角度的不同，系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)重力工具面和磁性工具面的轉(zhuǎn)換，提供精度更高的數(shù)據(jù)。硬件配置方面，無線隨鉆測(cè)斜儀通過配置加速度計(jì)使得在強(qiáng)震下返回的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高。

井下設(shè)備分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電池驅(qū)動(dòng)兩種供電方式。對(duì)于使用電池供電的情況，脈沖的頻率直接影響了井下設(shè)備的工作時(shí)間。因此，當(dāng)應(yīng)用于低成本的垂直井，系統(tǒng)可支持選用電池加低頻脈沖碼的組合，這樣既節(jié)約了設(shè)備成本又節(jié)約了電池功耗，進(jìn)而通過降低起下鉆周期直接可以達(dá)到降低鉆井成本的目的。

除采集井斜、方位、工具面等工程數(shù)據(jù)外，LWD還加入了地質(zhì)數(shù)據(jù)采集功能，通過伽馬短節(jié)采集自然伽馬數(shù)據(jù)，用以分析當(dāng)前儀器位置的地質(zhì)信息，幫助確認(rèn)是否到達(dá)油層。有線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)通過單芯電纜將數(shù)字脈沖傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)，因此在用有線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)中定向鉆井過程中，電纜的密封及操作設(shè)備必不可少，且設(shè)備操作較為復(fù)雜，材料耗費(fèi)較大。在井下高壓、高溫、高沖刷的情況下，線纜的損耗也非常大。

MWD\LWD采用無線傳輸技術(shù)傳導(dǎo)測(cè)量數(shù)據(jù)，不僅降低了測(cè)量成本，提高測(cè)量效率，而且為鉆井工程人員降低了工作負(fù)擔(dān)。無線傳輸技術(shù)利用石油鉆井液，即泥漿作為傳導(dǎo)介質(zhì)，當(dāng)探管接受供電后，泥漿從孔板與蘑菇頭形成的環(huán)形空間流過，當(dāng)有信號(hào)傳輸時(shí)，蘑菇頭發(fā)生伸縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)蘑菇頭伸長(zhǎng)后攔截泥漿通過時(shí)，壓力升高，產(chǎn)生瞬時(shí)正壓力脈沖。地面系統(tǒng)的泥漿壓力傳感器檢測(cè)來自井下的脈沖信息，通過計(jì)算機(jī)處理得到井斜角、方位角、工具面角及其他信息。

MWD\LWD采用無線傳輸技術(shù)，無線傳輸要解決的問題是信號(hào)的穩(wěn)定性，編解碼算法的抗干擾性。不同于有線傳導(dǎo)有穩(wěn)定的介質(zhì)，無線傳輸信號(hào)在泥漿傳輸信號(hào)的過程中，泵壓變化，鉆頭鉆進(jìn)，都會(huì)引入干擾，形成壓力波動(dòng)，影響到數(shù)據(jù)解碼。MWD\LWD采用軟件濾波和硬件濾波相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)去除雜波，還原信號(hào)的過程。硬件濾波的優(yōu)點(diǎn)是速度快，效率高，不占用系統(tǒng)資源；軟件濾波則靈活性強(qiáng)，參數(shù)可以調(diào)整。

脈沖作為有效信用有固定的寬度。鉆井過程中泵壓變化引起的干擾在波形上可能會(huì)接近脈沖形狀，但是干擾往往不具備脈沖定寬、壓差、脈沖起始和結(jié)束端壓力相近等特性。MWD\LWD通過合適的軟件算法，可以從眾多相似的波形中甄別出脈沖。波形經(jīng)過濾波處理后，依然存在干擾性雜波，在確定了脈沖的寬度和壓差特性之后，仍然能夠從中識(shí)別出有效的脈沖信號(hào)。

為了避免編碼時(shí)工礦和井礦的各種干擾因素，無線隨鉆測(cè)斜系統(tǒng)在編碼序列中增加同步頭，該同步頭與編碼有明顯區(qū)別，在解碼失敗后，能夠通過同步頭信息，重新建立起編碼處理時(shí)序。定向井及水平井鉆井測(cè)量過程中，井下長(zhǎng)時(shí)間工作的隨鉆測(cè)量?jī)x功能愈強(qiáng)，傳感器和控制設(shè)備使用得越多，電能的需求越大。將電池作為井下儀器的供能設(shè)備，不僅將產(chǎn)生運(yùn)輸、更換、報(bào)廢處理的高成本，而且頻繁更換電池會(huì)影響井下測(cè)量的工作效率并可能產(chǎn)生因處理不當(dāng)而引起的環(huán)境污染。因此，僅靠電池組供電難于滿足鉆井服務(wù)對(duì)成本、安全和效率的要求。MWD/LWD可根據(jù)施工環(huán)境采用渦輪自發(fā)電供電技術(shù)，利用鉆井過程中鉆井液沖刷渦輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，切割磁力線而發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了流體動(dòng)能到電能的轉(zhuǎn)換，為井下無線隨鉆測(cè)斜儀器提供長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航能力，克服了電池組在高溫、高振動(dòng)井下環(huán)境中的安全隱患，延長(zhǎng)了供能系統(tǒng)的使用壽命，是一種環(huán)保、安全、高效的供電方式。