在浮動(dòng)鉆井平臺(tái)上錄井的井深測(cè)量策略

郭良新(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，浮動(dòng)鉆井平臺(tái)在海洋鉆井中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮出了非常好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在通過該平臺(tái)進(jìn)行錄井井深的測(cè)量過程中，主要是借助于相應(yīng)的傳感器測(cè)量鉆具來進(jìn)行測(cè)量。井深計(jì)算中，通常是從轉(zhuǎn)盤面位置開始，對(duì)由此到轉(zhuǎn)盤面以下的鉆具長度進(jìn)行計(jì)算。但是因?yàn)楦?dòng)鉆井平臺(tái)上的轉(zhuǎn)盤面因海潮漲落影響一直在上下變化，所以為實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的保障，就需要借助于合理的傳感器來進(jìn)行潮汐補(bǔ)償測(cè)量，以此來實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的科學(xué)獲取。

1 浮動(dòng)鉆井平臺(tái)與傳感器應(yīng)用概述

就浮動(dòng)鉆井平臺(tái)而言，其鉆具長度測(cè)量位置主要有兩個(gè)：第一是絞車；第二是大鉤。將相應(yīng)的傳感器安裝到絞車上，便可通過計(jì)算絞車上的鋼絲繩長度來確定大鉤位置，然后進(jìn)一步計(jì)算出鉆具長度。同時(shí)也可以直接借助于傳感器來進(jìn)行大鉤位置的測(cè)量，這樣便可獲取到鉆具長度值。而在浮動(dòng)平臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)海潮上下幅度測(cè)量的位置也有兩個(gè)：第一是升沉補(bǔ)償器；第二是頂驅(qū)游車補(bǔ)償器。具體的錄井作業(yè)中，將相應(yīng)的傳感器安裝到這兩個(gè)位置，便可對(duì)潮水上下幅度進(jìn)行科學(xué)測(cè)量。對(duì)于轉(zhuǎn)盤不穩(wěn)定情況，測(cè)量中可將相應(yīng)的傳感器安裝在連接隔水管的位置，因隔水管與海底井口直接相連，并不會(huì)被海潮漲落所影響，所以將傳感器安裝在這一位置，便可對(duì)鉆具長度進(jìn)行直接測(cè)量，避免由于轉(zhuǎn)盤不穩(wěn)定對(duì)測(cè)量精度的不利影響[1]。

2 井深測(cè)量中的傳感器應(yīng)用策略

在通過浮動(dòng)鉆井平臺(tái)進(jìn)行錄井井深的測(cè)量過程中，其主要的測(cè)量策略就是各種傳感器的合理應(yīng)用?；诖耍疚奶貙?duì)幾種常用傳感器在井深測(cè)量中的應(yīng)用策略進(jìn)行分析。

2.1 絞車傳感器的單獨(dú)應(yīng)用

在錄井作業(yè)中，最常用的一種傳感器就是絞車傳感器，該傳感器在井深測(cè)量中十分常用。這種傳感器不僅可以十分方便地安裝在絞車上，且維護(hù)也十分容易。相比較陸地上應(yīng)用的鉆井平臺(tái)而言，浮動(dòng)鉆井平臺(tái)中的大鉤以及游車這兩者之間進(jìn)行了液壓裝置的加設(shè)，這個(gè)液壓裝置可以對(duì)鉆井過程中海浪和潮汐對(duì)井下鉆具所產(chǎn)生的沖擊作用得以有效緩解，并實(shí)現(xiàn)對(duì)海水潮汐作用下鉆井平臺(tái)升沉情況的有效補(bǔ)償。因此，我們將這個(gè)液壓裝置叫做游車液壓補(bǔ)償裝置。在海浪與潮汐的影響作用下，該裝置將會(huì)上下移動(dòng)。而在此過程中，絞車傳感器則會(huì)保持不動(dòng)。也就是絞車傳感器喪失了原有的作用。這樣的情況將會(huì)對(duì)井深參數(shù)的測(cè)量和獲得造成很大程度的不利影響。由此可見，在錄井作業(yè)中，僅僅應(yīng)用一個(gè)絞車傳感器將無法實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的正確獲取。

2.2 絞車傳感器與游車液壓補(bǔ)償器的配合應(yīng)用

通過上述分析可知，僅僅通過一個(gè)絞車傳感器并不能實(shí)現(xiàn)井深數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取，但是若將游車液壓補(bǔ)償裝置具體的移動(dòng)距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，然后再將其與通過絞車傳感器所測(cè)量的鉆具長度相結(jié)合，便可實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的準(zhǔn)確獲取?；诖?，在通過浮動(dòng)鉆井平臺(tái)進(jìn)行錄井作業(yè)的過程中，施工單位應(yīng)注重絞車傳感器以及游車液壓補(bǔ)償裝置的良好配合，以此來實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的精準(zhǔn)獲取[2]。

游車液壓補(bǔ)償裝置具有很小的體積和很輕的質(zhì)量，這是其最為顯著的優(yōu)勢(shì)。但是在具體井深測(cè)量中，該裝置的應(yīng)用也存在較多困難。首先，具體應(yīng)用中，該裝置一定要在游車上進(jìn)行安裝，與傳感器之間進(jìn)行連接的信號(hào)線一定要沿著水龍帶設(shè)置方可達(dá)到游車位置。而在這一過程中，所有的操作都需要在高空條件下進(jìn)行，這就給安裝、檢修以及維護(hù)工作帶來了諸多不便，同時(shí)也具有較大的危險(xiǎn)性。其次，在遇到大風(fēng)等的惡劣天氣時(shí)，水龍帶將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的晃動(dòng)現(xiàn)象，這種現(xiàn)象將很容易導(dǎo)致信號(hào)線受損。最后，在水龍帶遭到損壞需要進(jìn)行更換的情況下，重新布線是一件十分繁瑣的事情，整體鉆井工程的施工進(jìn)度也會(huì)為其所影響?；诖?，在通過該方法進(jìn)行井深測(cè)量的過程中，施工單位一定要嚴(yán)格注重游車液壓補(bǔ)償裝置的合理安裝與應(yīng)用，以此來確保施工進(jìn)度、質(zhì)量與安全。

2.3 大鉤位置傳感器與升沉補(bǔ)償傳感器的配合應(yīng)用

將大鉤位置傳感器應(yīng)用到浮動(dòng)鉆井平臺(tái)中，便可通過大鉤具體位置的測(cè)量來實(shí)現(xiàn)鉆具長度參數(shù)的準(zhǔn)確獲取，同時(shí)也應(yīng)該借助于一個(gè)升沉補(bǔ)償傳感器對(duì)海浪以及潮汐的上下幅度進(jìn)行測(cè)量。將這兩種傳感器結(jié)合應(yīng)用，便可實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的準(zhǔn)確獲取。具體應(yīng)用中，通常在司鉆房上安裝大鉤位置傳感器，在平臺(tái)導(dǎo)向繩升沉補(bǔ)償裝置附近的甲板上安裝升沉補(bǔ)償傳感器。只有確保兩傳感器安裝位置足夠合理，才可以確保其安裝的便捷性，并為后續(xù)的布線工作提供足夠便利。同時(shí)，在傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，合理的安裝位置也可以為檢修維護(hù)人員的維修工作提供便利，確保維修工作的迅速、有效開展與完成。

但是因?yàn)檫@兩種傳感器具有較大的體積和質(zhì)量，搬運(yùn)起來較為困難。所以在具體施工中，施工單位一定要注重其搬運(yùn)工作的合理進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際情況來選擇合理的搬運(yùn)裝置。同時(shí)應(yīng)在搬運(yùn)過程中做好保護(hù)措施，避免傳感器遭到損壞[3]。通過這樣的方式，才可以讓大鉤位置傳感器以及升沉補(bǔ)償傳感器在浮動(dòng)鉆井平臺(tái)中得以良好應(yīng)用，以此來實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的精確獲取。

2.4 壓力水瓶傳感器的應(yīng)用

在通過浮動(dòng)鉆井平臺(tái)進(jìn)行錄井作業(yè)的過程中，可以將一個(gè)壓力傳感器設(shè)置到隔水管上，并在大鉤上懸掛一個(gè)水瓶，用水管將水瓶與壓力傳感器連接到一起。在大鉤上下移動(dòng)的過程中，壓力傳感器所感受到的靜水壓力也會(huì)不同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)鉆具長度的準(zhǔn)確測(cè)量。因?yàn)閴毫鞲衅餍枰诟羲苌线M(jìn)行安裝，且隔水管連接著位于海底的井口，所以在海浪和潮汐的上下升沉中，隔水管并不會(huì)受到其影響。在這樣的情況下，隔水管就相當(dāng)于是一個(gè)始終保持固定的轉(zhuǎn)盤面，而借助于傳感器所測(cè)量到的壓力值，便可將大鉤具體的上下移動(dòng)位置準(zhǔn)確地反映出來，進(jìn)而獲取到足夠精準(zhǔn)的井深測(cè)量數(shù)據(jù)。

在通過壓力水瓶進(jìn)行井深數(shù)據(jù)測(cè)量的過程中，其主要的優(yōu)點(diǎn)是僅僅通過一個(gè)傳感器便可實(shí)現(xiàn)井深參數(shù)的準(zhǔn)確獲取。但是在具體應(yīng)用中，該方法也有一個(gè)最關(guān)鍵的缺點(diǎn)。就安裝而言，水瓶需要在大鉤上面進(jìn)行安裝，而傳感器則需要在隔水管上進(jìn)行安裝，然后再借助于一個(gè)水管來實(shí)現(xiàn)這兩者之間的連接。在此過程中，水管需要在立管以及水龍帶中穿過，這樣才可以到達(dá)大鉤所在的位置。但是，水管在立管上固定以及在水龍帶上固定都是十分困難的操作。尤其是在天氣條件不佳時(shí)，水龍帶將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重晃動(dòng)的情況，這種情況將很容易導(dǎo)致水龍帶損壞。一旦水龍帶損壞，就需要立即進(jìn)行更換處理。然而水龍帶更換同樣是一件十分困難且繁瑣的工作，由于更換過程繁瑣、耗費(fèi)時(shí)間長，所以難免會(huì)對(duì)整體的工程進(jìn)度造成不利影響。另外，將傳感器安裝到隔水管上也是一項(xiàng)十分困難的操作，且在海水和污水等的作用下，傳感器的使用壽命也會(huì)縮短，進(jìn)而加大維修幾率和維修成本[4]?；诖?，在具體的錄井作業(yè)過程中，若要通過這種方式進(jìn)行井深測(cè)量，施工單位一定要注重其傳感器的安裝和各項(xiàng)的連接操作，保障所有的操作都由專業(yè)的技術(shù)人員來完成。同時(shí)，在后續(xù)應(yīng)用中，也應(yīng)該定期進(jìn)行傳感器的檢查和維修，確保傳感器應(yīng)用質(zhì)量，盡最大限度延長傳感器的使用壽命。通過這樣的方式，才可以有效確保井深測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取，為浮動(dòng)鉆井平臺(tái)的良好應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.5 集中有效井深測(cè)量方式的比較分析

通過上述分析可見，在通過浮動(dòng)鉆井平臺(tái)進(jìn)行錄井作業(yè)的過程中，除了第一種井深測(cè)量方式不可行之外，后三種都可行，且都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)?；诖?，為實(shí)現(xiàn)測(cè)量方法的合理選擇，具體作業(yè)中，相關(guān)單位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。通常情況下，大鉤位置傳感器與升沉補(bǔ)償傳感器的配合方式更具實(shí)用性，若有特殊要求，則可根據(jù)實(shí)際情況選取其他兩種測(cè)量方式。

3 結(jié)語

綜上所述，在應(yīng)用浮動(dòng)鉆井平臺(tái)進(jìn)行海上錄井作業(yè)的過程中，只有獲取到足夠精準(zhǔn)的井深測(cè)量數(shù)據(jù)，才可以有效確保后續(xù)工作的順利有效進(jìn)行。但是因?yàn)楦?dòng)鉆井平臺(tái)和陸地上所應(yīng)用的鉆井平臺(tái)不同，井深測(cè)量中會(huì)受到很多因素的影響，進(jìn)而很難獲取到足夠準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)?；诖?，為有效確保井深測(cè)量效果，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取，施工單位就需要對(duì)其測(cè)量策略加以深入研究，借助于相應(yīng)的傳感器來提升測(cè)量精度。就目前來看，應(yīng)用到浮動(dòng)鉆井平臺(tái)中的井深測(cè)量傳感器應(yīng)用策略主要有絞車傳感器的單獨(dú)應(yīng)用、絞車傳感器與游車液壓補(bǔ)償器的配合應(yīng)用、大鉤位置傳感器與升沉補(bǔ)償傳感器的配合應(yīng)用以及壓力水瓶傳感器的應(yīng)用。但是經(jīng)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，第一種策略并不能獲得足夠準(zhǔn)確的測(cè)量參數(shù)。因此，具體測(cè)量中，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，結(jié)合實(shí)際情況，選擇科學(xué)合理的測(cè)量策略。