王翔张晶

（1.中石化华北分公司工程技术研究院，郑州 450000；2.中石油勘探开发研究院，北京 100000）

钻井液压力波传输过程压力脉动问题研究

王翔1张晶2

（1.中石化华北分公司工程技术研究院，郑州 450000；2.中石油勘探开发研究院，北京 100000）

采用波动模拟法研究钻井液压力波传输过程的压力脉动问题，给出压力波在钻井液管道特别是弹性异径管——水龙带内传输时压力脉动振幅的计算模型。实例计算证明，压力波传输过程中压力脉动分布情况随管段长度和假想管路端位置变化而变化，且压力波速的急剧降低以及异径点处的能量损失是导致压力波信号经过水龙带后检测质量下降的主要原因之一。最后给出压力波传输过程中传感器设置的具体优化措施。

压力波；压力脉动；水龙带；反射系数；波速

目前绝大多数无线随钻测量（MWD）系统均是通过钻井液压力波信号实现井底与地面之间的信息传递，压力波在传输过程中在钻柱某个部位有较集中或较大的压力出现并呈现一定的周期性，这个现象即为压力脉动现象[1]。研究表明，压力脉动最大振幅可达压力波振幅的2倍以上，且振幅最大点之间的管路长度与压力波传输速度和脉动频率有关[2-3]。若能使测点位于压力脉动最大振幅处，则可提高井底信息采集精度。本文利用波动法原理分析了压力波在钻柱内传播并通过弹性异径管道——水龙带的压力脉动问题，给出了信号传感器设置的优化设计。

1 压力波波动基本方程

假设钻柱为光滑等径管道，可不考虑压力波在钻柱内的反射和通过问题，然而水龙带为弹性软管，且钻井液流经水龙带时会形成异径管系统。……