淺談大牛地氣田隨鉆測量儀MWD的故障及保養(yǎng)

劉安魯，高興寶

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉(xiāng)453700）

淺談大牛地氣田隨鉆測量儀MWD的故障及保養(yǎng)

劉安魯*，高興寶

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司，河南新鄉(xiāng)453700）

為更好隨鉆監(jiān)控水平井、大位移定向井，單位陸續(xù)引進北京海藍公司YST-48R型MWD無線隨鉆測量系統(tǒng)、HALLBURTON公司DWD無線隨鉆測量系統(tǒng)、GEOLINK公司LWD地質(zhì)導向隨鉆系統(tǒng)，先后為600余口定向井、水平井提供隨鉆定向服務。MWD（measurement while drilling）無纜隨鉆測斜儀是以泥漿作為介質(zhì)傳輸信號的一種儀器。我們接觸的儀器共有2種，分別是GEODATA MWD（負脈沖系統(tǒng)）和SPERRY SUN MWD（正脈沖系統(tǒng)）。通過近幾年的現(xiàn)場應用，我們的水平井技術(shù)和儀器現(xiàn)場應用都得到了很大的提高，對儀器的操作及應用也有了一部分工作經(jīng)驗，現(xiàn)針對我遇到的一些問題做一個針對大牛地氣田隨鉆測量儀MWD的故障保養(yǎng)及使用總結(jié)，為大牛地氣田縮短水平井鉆井周期、降本增效提供技術(shù)支持與保障。

隨鉆測量儀；流量筒；脈沖器；探管；泵壓

1　儀器基本性能的概述

只有熟練的掌握儀器的工作限制條件及對儀器有更確切的認識，才能更加合理地、有效地使用好儀器。至此總結(jié)出以下幾點。

1.1SPERRY SUN MWD（正脈沖系統(tǒng)）

工作溫度：此套儀器的最高溫度不得超過125°。

含砂量：含砂量最大不得超過2%，最好是1%。

泥漿排量：對于此套儀器1200系統(tǒng)最大排量350～1200加侖，650系統(tǒng)最大排量225～650加侖。否則儀器的沖蝕會很嚴重。

儀器的精度：井斜+/-0.2（°0°～180°），方位+/-1.5° （0°～360°），工具面+/-2.5（°0°～360°）

1.2GEODATA MWD（負脈沖系統(tǒng)）

工作溫度：此套儀器的最高溫度不得超過125℃。

含砂量：含砂量最大不得超過1%，在低排量時含砂量不得大于3%。

泥漿排量：對于此套儀器的最大排量不要超過1100加侖，否則儀器的沖蝕會很嚴重。

壓力損耗：要求壓力損耗最好是750PSI～1500PSI。最低不得小于500PSI。這是因為脈沖信號的產(chǎn)生是靠鉆桿內(nèi)泥漿向環(huán)空泄漏而產(chǎn)生泥漿波動的脈沖信號。若鉆桿內(nèi)的壓力與環(huán)空壓力相近，產(chǎn)生泥漿脈沖信號就弱，所以要求壓力損耗達到一定的數(shù)值。

電池筒的使用：電池筒由兩組電池組成，每組7節(jié)電池，每節(jié)提供3.6V電壓，最高使用溫度125℃。電池不加載的時可放10年，而加載后只能放半年。電池的能量與溫度有關(guān)，在低溫惡劣的環(huán)境下，電能很低，可能會出現(xiàn)電能不足的現(xiàn)象，應在儀器下井前拉一下，使其恢復電能。電池電壓低于25V不能下井。

儀器的精度：井斜+/-0.1°，方位+/-2°（0°～3°），+/-1.5°（3°～5°），+/-1°（6°～90°），工具面+/-2.5° （0°～360°）。

2　儀器故障分析與保養(yǎng)

只有更深入地了解和掌握儀器的各項性能才能合理地使用儀器［1-2］。在項目啟動前，應對儀器進行徹底的保養(yǎng)，尤其是對井下儀器的保養(yǎng)至關(guān)重要，手工具的保養(yǎng)也影響工作的效率。作業(yè)中要注意儀器的保養(yǎng)，只有認真地保養(yǎng)才能延長儀器的使用壽命［3-6］。

SPERRY SUN MWD由于作業(yè)跨度長，要勤檢查鉆臺工具并保養(yǎng)，以確保使用時順手。冬季還要注意傳感器的防凍問題，魚頸要勤清洗，以便使用時不會卸不開。流量筒要勤檢查。在作業(yè)中，如作業(yè)允許的情況下要勤檢查，以防轉(zhuǎn)子卡東西或扶正器沖壞。參數(shù)選擇要認真，工作要仔細，這也是使用儀器的重要環(huán)節(jié)。

GEODATA MWD在以往的定向作業(yè)中，儀器探管的脈沖寬度，一般設定為0.75。但考慮到有些地區(qū)的造斜點淺，脈沖信號易受干擾的因素，將脈沖寬度改為1。對于探管來說，其脈沖寬度設置的越大產(chǎn)生脈沖信號的脈沖器的閥打開和關(guān)閥越充分。也就是說脈沖信號的強度越大，所以將脈沖寬度設置到最大，也就是設置為1。但反過來說，在靜態(tài)時序SSQ和動態(tài)時序DSQ固定的情況下，脈沖寬度越大，地面系統(tǒng)解碼的時間越長，所以現(xiàn)場工程師應根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以達到最理想的工作狀態(tài)，也就是說等待數(shù)據(jù)的時間越長。阻流短節(jié)的應用：考慮到某些地區(qū)造斜點淺，在MWD下方加阻流短節(jié)，以保證脈沖信號強度及其抗干擾性，同時阻流短節(jié)可降低馬達噪音對儀器信號的干擾。但是工作人員應確保增加的壓力不會導致地面設備及管匯的超負荷工作。

下面介紹在使用儀器時經(jīng)常遇見的一些問題：

（1）不管是在陸地還是在海上，在做淺層實驗時，有時地面檢測不到泵壓但能看到波形很好，讓人總感到不踏實，有一次偶然將PSI改為毫伏，問題得以解決，不僅可以檢測到泵壓，還可以準確地記錄循環(huán)時間。

（2）在以往的作業(yè)中曾發(fā)生脈沖器損壞的現(xiàn)象，原因分析如下：

①泥漿排量過大（1200系統(tǒng)達到4300L/min，650系統(tǒng)達到2700L/min），遠遠超過SPERRY SUN MWD技術(shù)要求，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過高（最高轉(zhuǎn)速達3800r/min），而我們又不能要求甲方將排量降下來，從而導致儀器沖蝕嚴重，加快了儀器的損壞。

②轉(zhuǎn)子偏磨，導致脈沖器損壞。有時轉(zhuǎn)子使用時間過長，造成轉(zhuǎn)子橡膠軸承及脈沖器底部耐磨軸承磨損嚴重，從而造成脈沖器損壞。

③由于小鉆桿不能加濾網(wǎng)所造成的原因，建議能不能加工一些特殊的濾網(wǎng)備用。

④在以往的工作中，我們一直強調(diào)如果發(fā)生儀器沒信號要立即起鉆。但這些簡單的要求往往很難得到甲方許可，尤其是中靶以后，一旦出現(xiàn)儀器問題，我們應該怎么說服多甲方起鉆檢查我們的儀器。按以往的經(jīng)驗，如果及時起鉆檢查MWD儀器，脈沖器往往不會損壞到報廢的程度。

（3）工作中曾遇到兩次關(guān)于探管的問題，在地面檢測正常，井口測試也正常，但下到井底探管出現(xiàn)問題。但儀器返廠后測試都正常，具體是什么原因，我認為是：探管老化，使用后的非磁內(nèi)徑擴大，扶正器尺寸不合適，在大排量循環(huán)下鉆具震動，至使探管與脈沖器傳輸脫節(jié)而造成的。采取措施：檢查非磁鉆鋌內(nèi)徑，入井非磁鉆鋌與扶正器是否相配，只要作業(yè)允許，將儀器提出井口進行檢測。勤調(diào)扶正器位置，減少儀器震動及沖蝕。

（4）在QK111-P5井作業(yè)中，由于更換馬達起鉆，將儀器起出到地面，全部拆開檢查都正常后重新組裝。準備下儀器時發(fā)現(xiàn)懸掛短節(jié)的定向鍵丟失，我們立即更換懸掛短節(jié)。建議只要作業(yè)允許的情況下，就將儀器拆開檢查，可避免一系列的問題發(fā)生。

（5）如果遇到?jīng)]有信號時，首先觀察泵壓表，泵壓表如無壓力波動則證明井下儀器存在問題，檢查泥漿是否含氣泡、電池電壓、脈沖發(fā)生器（砂卡、蘑菇頭掉），如果泵壓表有壓力波動則證明地面儀器存在問題，檢查壓力傳感器、信號線、supply box及儀器相關(guān)設置參數(shù)。

（6）如果遇到信號解釋不正常時應檢查是否由于環(huán)境噪音影響，同時檢查泥漿排量和壓力傳感器以及儀器的配置。

（7）MWD無線隨鉆測量系統(tǒng)在本區(qū)塊的應用中出現(xiàn)信號減弱的現(xiàn)象，分析認為是泥漿含砂量偏高所致，經(jīng)過活動鉆具及循環(huán)除砂后信號逐漸恢復正常。

3　結(jié)論與建議

（1）無線測斜儀器伴隨著鉆井事業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮著它應有的作用，為油田鉆井事業(yè)的發(fā)展做出了一定的成績，但我們也看到，有時它也會出現(xiàn)一些問題，為避免不必要的損失與浪費時間，我們要及時總結(jié)儀器在使用中易出現(xiàn)的故障以及如何排除故障。

（2）敢于嘗試去變換參數(shù)性能，在生產(chǎn)中去創(chuàng)造最佳參數(shù)值。

（3）故障處理中，多因素角度去處理問題，以最快的速度解決故障，提高效率。

［1］孫在.Geolink脈沖發(fā)生器與信號故障分析［D］.西安石油大學，2011.

［2］涂兵.MWD中泥漿脈沖信號辨識及地面適配技術(shù)研究［D］.北京工業(yè)大學，2013.

［3］張炳順，劉月軍，呂志忠，等.Baker LWD無線隨鉆測井系統(tǒng)現(xiàn)場應用與維護［J］.石油鉆采工藝，2008（1）：115-117.

［4］許晶，劉策，賈桑，呂小維.MWD隨鉆測井儀定向短節(jié)常見故障分析及維護［J］.石油儀器，2013（4）：85-86.

［5］代百祥，左興龍，馮順彥，等.MWD與GIR隨鉆測井組合儀的原理及其應用［J］.石油儀器，2013（3）：18-20.

［6］張煥亮.無線隨鉆儀器在使用過程中常見的故障及排除方法［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2014（8）：82.

TE2

B

1004-5716（2016）07-0056-02

2015-06-20

劉安魯（1985-），男（漢族），河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，現(xiàn)從事定向井技術(shù)研究及現(xiàn)場技術(shù)服務工作。