淺談大牛地氣田隨鉆測量儀MWD的故障及保養

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453700）

淺談大牛地氣田隨鉆測量儀MWD的故障及保養

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453700）

為更好隨鉆監控水平井、大位移定向井，單位陸續引進北京海藍公司YST-48R型MWD無線隨鉆測量系統、HALLBURTON公司DWD無線隨鉆測量系統、GEOLINK公司LWD地質導向隨鉆系統，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）和SPERRY SUN MWD（正脈沖系統）。通過近幾年的現場應用，我們的水平井技術和儀器現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驗，現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的故障保養及使用總結，為大牛地氣田縮短水平井鉆井周期、降本增效提供技術支持與保障。

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。至此總結出以下幾點。

1.1SPERRY SUN MWD（正脈沖系統）

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系統最大排量350～1200加侖，650系統最大排量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）

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生是靠鉆桿內泥漿向環空泄漏而產生泥漿波動的脈沖信號。若鉆桿內的壓力與環空壓力相近，產生泥漿脈沖信號就弱，所以要求壓力損耗達到一定的數值。

電池筒的使用：電池筒由兩組電池組成，每組7節電池，每節提供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，在低溫惡劣的環境下，電能很低，可能會出現電能不足的現象，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

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，尤其是對井下儀器的保養至關重要，手工具的保養也影響工作的效率。作業中要注意儀器的保養，只有認真地保養才能延長儀器的使用壽命［3-6］。

SPERRY SUN MWD由于作業跨度長，要勤檢查鉆臺工具并保養，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。在作業中，如作業允許的情況下要勤檢查，以防轉子卡東西或扶正器沖壞。參數選擇要認真，工作要仔細，這也是使用儀器的重要環節。

GEODATA MWD在以往的定向作業中，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生脈沖信號的脈沖器的閥打開和關閥越充分。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，在靜態時序SSQ和動態時序DSQ固定的情況下，脈沖寬度越大，地面系統解碼的時間越長，所以現場工程師應根據實際情況進行調整，以達到最理想的工作狀態，也就是說等待數據的時間越長。阻流短節的應用：考慮到某些地區造斜點淺，在MWD下方加阻流短節，以保證脈沖信號強度及其抗干擾性，同時阻流短節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時間。

（2）在以往的作業中曾發生脈沖器損壞的現象，原因分析如下：

①泥漿排量過大（1200系統達到4300L/min，650系統達到2700L/min），遠遠超過SPERRY SUN MWD技術要求，造成轉子轉速過高（最高轉速達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轉子偏磨，導致脈沖器損壞。有時轉子使用時間過長，造成轉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所造成的原因，建議能不能加工一些特殊的濾網備用。

④在以往的工作中，我們一直強調如果發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，使用后的非磁內徑擴大，扶正器尺寸不合適，在大排量循環下鉆具震動，至使探管與脈沖器傳輸脫節而造成的。采取措施：檢查非磁鉆鋌內徑，入井非磁鉆鋌與扶正器是否相配，只要作業允許，將儀器提出井口進行檢測。勤調扶正器位置，減少儀器震動及沖蝕。

（4）在QK111-P5井作業中，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。準備下儀器時發現懸掛短節的定向鍵丟失，我們立即更換懸掛短節。建議只要作業允許的情況下，就將儀器拆開檢查，可避免一系列的問題發生。

（5）如果遇到沒有信號時，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及儀器相關設置參數。

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

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

3　結論與建議

（1）無線測斜儀器伴隨著鉆井事業的發展，發揮著它應有的作用，為油田鉆井事業的發展做出了一定的成績，但我們也看到，有時它也會出現一些問題，為避免不必要的損失與浪費時間，我們要及時總結儀器在使用中易出現的故障以及如何排除故障。

（2）敢于嘗試去變換參數性能，在生產中去創造最佳參數值。

（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研究［D］.北京工業大學，2013.

［3］張炳順，劉月軍，呂志忠，等.Baker LWD無線隨鉆測井系統現場應用與維護［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），河南新鄉人，助理工程師，現從事定向井技術研究及現場技術服務工作。