雙井徑微電極推靠器設(shè)計(jì)研究

李勝利

摘要：測井儀器越來越向高集成化、高可靠性、高穩(wěn)定化、高時(shí)效化方向發(fā)展，減小儀器體積、增強(qiáng)功能和可靠性是必然發(fā)展方向。該推靠器合理的將雙井徑和微電極兩種儀器設(shè)計(jì)合為一體，能夠同時(shí)測量井眼X方向、Y方向兩條井徑曲線和微電極曲線，并實(shí)時(shí)將兩項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸至地面系統(tǒng)。在保證測井資料質(zhì)量和一次成功率的同時(shí)，降低測井時(shí)效。

關(guān)鍵詞：推靠器；差動(dòng)鉸鏈；液壓平衡

1引言

隨著油田勘探開發(fā)的深化，大斜度定向井和水平井?dāng)?shù)量不斷增多，國內(nèi)傳統(tǒng)的微電極推靠器已經(jīng)沿用多年且均為直井設(shè)計(jì)，已無法滿足測井施工需求。為確保斜井、復(fù)雜井的測井資料質(zhì)量及一次成功率，通過對國內(nèi)儀器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)了一種既能滿足直井又能測量大斜度井和水平井的推靠器。該推靠器能夠同時(shí)測量井眼X方向、Y方向兩條井徑曲線和微電極曲線，并實(shí)時(shí)將兩項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸至地面系統(tǒng)。在保證測井資料質(zhì)量和一次成功率的同時(shí)，降低測井時(shí)效。

2總體結(jié)構(gòu)

推靠器由四個(gè)獨(dú)立井徑臂和一組微電極推靠臂組成，井徑臂和推靠臂獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。井徑臂測量雙井徑的同時(shí)，在大斜度井中可以起到支撐作用；微電極推靠臂采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，一側(cè)推靠臂壓縮時(shí)另外一側(cè)推靠臂會(huì)張開，中間主體部分可以在推靠臂張開的指向上圍繞中心進(jìn)行一定范圍的移動(dòng)。在測井時(shí)儀器自身可根據(jù)不同斜度的井眼依靠重力對推靠臂進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而使儀器的極板始終緊貼井壁，提高測井資料質(zhì)量和一次成功率。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1差動(dòng)鉸鏈結(jié)構(gòu)

原有的推靠器推靠原理為連動(dòng)結(jié)構(gòu)，在推靠彈簧及井筒直徑共同作用下，決定極板貼靠井壁。由于連動(dòng)極板和推靠臂同時(shí)擴(kuò)張、縮小，在斜井中，測井儀器軸線與井筒軸線不重合，由于連動(dòng)，會(huì)造成測量極板不能良好的貼靠井壁，微電極測量曲線異常。

為解決以上問題，研究設(shè)計(jì)差動(dòng)鉸鏈結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)保證推靠器軸線在井筒內(nèi)無論如何變化，總能保證極板緊貼井壁，提高儀器微電極的測量準(zhǔn)確性。

另外，極板安裝設(shè)計(jì)為能夠沿井壁圓弧轉(zhuǎn)動(dòng)，使貼靠井壁效果更好，為避免極板線進(jìn)入儀器骨架處易出現(xiàn)絕緣受損的情況，采用了硅脂密封，不僅能有效保證絕緣性能，還起到一定的潤滑作用。

3.2馬達(dá)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

儀器內(nèi)部注油，直流馬達(dá)是無法放在油腔中的，同時(shí)由于儀器內(nèi)部有信號線連接，通常解決辦法是將貫通線兩端用單芯密封塞連接然后依靠硅脂絕緣。由于井下壓力大，這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)絕緣降低甚至導(dǎo)通的現(xiàn)象，如果測井過程中出現(xiàn)這樣的狀況只能停止測量，將儀器提出重新清理插頭，耗費(fèi)人力物力。

通過分析研究，將連接馬達(dá)的絲桿軸一端安裝在空氣腔內(nèi)，另一端（右）安裝在油腔當(dāng)中，同時(shí)單芯密封塞排布在絲桿軸周圍。即可解決導(dǎo)線的絕緣問題，又可解決直流馬達(dá)不能浸泡在硅油當(dāng)中的問題。該結(jié)構(gòu)簡單可靠，可用于測井儀器其它推靠器當(dāng)中，具有廣泛的應(yīng)用性。

3.3單驅(qū)雙收結(jié)構(gòu)

原有進(jìn)推靠器由于只有一個(gè)推靠臂，只有一個(gè)推靠彈簧，馬達(dá)負(fù)載較小，能夠滿足使用。若在此基礎(chǔ)上再增加四個(gè)井徑推靠臂，負(fù)載將是原來的2.5倍，會(huì)出現(xiàn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢現(xiàn)象且非常容易出現(xiàn)故障。

單驅(qū)雙收結(jié)構(gòu)將裝有極板的推靠臂在收腿時(shí)馬達(dá)受力壓縮彈簧，四個(gè)井徑臂彈簧并不壓縮，開腿時(shí)馬達(dá)受力四個(gè)井徑臂彈簧壓縮，推靠臂的彈簧不壓縮。這樣有效的減輕了馬達(dá)的負(fù)載，同時(shí)使儀器內(nèi)部零件受力分配更均，可靠性更強(qiáng)。

3.4液壓平衡

由于井下壓力很大，試驗(yàn)指標(biāo)達(dá)170Mpa，如果沒有壓力平衡，儀器在井下彈簧桿將承受約為3噸的力量，依靠馬達(dá)是無法推動(dòng)彈簧的，因此儀器內(nèi)部注油，通過平衡活塞來平衡儀器內(nèi)部與井下壓力。貫通線和極板線都設(shè)計(jì)在油管內(nèi)，布線安全可靠，既不用擔(dān)心供電線絕緣問題，又不需要單獨(dú)清理硅脂倉及單芯插針膠套，提高了儀器的安全性。

4結(jié)論與建議

雙井徑微電極推靠器能夠同時(shí)測量井眼X方向和Y方向兩條井徑曲線，能夠真實(shí)反映井眼的形狀和直徑，可以準(zhǔn)確描述橢圓形井眼的變化規(guī)律，另外一個(gè)測量臂的變化不會(huì)影響其它測量臂運(yùn)動(dòng)。解決了普通井徑測井儀器測量臂聯(lián)動(dòng)，只能測量井徑平均值的問題。

雙井徑微電極推靠器設(shè)計(jì)為差動(dòng)鉸鏈結(jié)構(gòu)且極板能夠沿井壁圓弧轉(zhuǎn)動(dòng)，使極板始終貼靠井壁，解決了常規(guī)微電極儀器由于連動(dòng)結(jié)構(gòu)，測量大斜度井和水平井時(shí)極板無法貼靠井壁問題。

目前，測井儀器越來越向高集成化、高可靠性、高穩(wěn)定化、高時(shí)效化方向發(fā)展，減小儀器體積、增強(qiáng)功能和可靠性是必然發(fā)展方向。該推靠器合理的將兩種儀器設(shè)計(jì)合為一體，縮短了儀器長度，降低成本，同時(shí)故障率低，在保證測井資料質(zhì)量的同時(shí)降低測井時(shí)效，具有良好的應(yīng)用效果。