鉆具振動對無線隨鉆儀器的影響及危害

摘 要：針對鉆具振動對無線隨鉆儀器的影響及危害問題，首先對其影響與危害進行深入分析，根據我國的技術現狀，提出鉆具振動的預防措施，為降低鉆具振動對無線隨鉆儀器的影響奠定理論基礎。

關鍵詞：鉆具振動；無線隨鉆儀器；影響及危害；預防措施

在進行鉆井作業的過程中，無線隨鉆儀器屬于較為先進的儀器，在應用的過程中，可以對地層狀況及鉆井作業的實際情況進行實時測量，全面保障鉆井工作順利進行。另一方面，受到地層復雜狀況以及設備運行參數的影響，鉆具非常容易出現振動問題，例如鉆頭跳彈以及扭轉振動等，這些振動問題會對無線隨鉆儀器產生嚴重的影響及危害，進而影響隨鉆儀器的正常工作，間接對鉆井工作產生消極影響，因此，十分有必要采取一定的措施，防止鉆具振動對隨鉆儀器產生影響[1]。

1 鉆具振動對無線隨鉆儀器的影響及危害

1.1 對脈沖的影響及危害

部分無線隨鉆儀器中安裝有脈沖發生器，該種組件由四部分組成，分別是轉子、定子、脈沖芯以及流筒，脈沖發生器主要承擔著信號傳遞的作用。當鉆具出現嚴重的振動問題時，例如鉆頭渦動、振動耦合等，會造成脈沖發生器中的轉子受力不均，進而使得轉子的轉動產生嚴重的摩擦，進而對轉子產生損傷，嚴重時可能會造成脈沖發生器損壞問題，在該問題的作用下，隨鉆儀器將無法發揮其自身作用，進而對鉆井工作產生影響。

1.2 對定向探管的影響及危害

在隨鉆儀器中，定向探管主要承擔著提供鉆進的實時位置及方向參數的作用，它可以以鉆井作業場地的重力場作為基準，進而對方向參數進行定義，同時，可以根據探管自身所建立的坐標系對地理參數進行計算[2]。定向探管中一般都安裝有六個傳感器，這些傳感器可以分為兩種類型，分別是加速度傳感器和磁通量傳感器，在使用定向探管的過程中，其可以根據加速度和磁通量的不同，將脈沖信號通過相應的傳輸設備傳輸到地面，然后通過地面處理中的解碼設備獲取鉆井作業的位置及井斜信息，為下一步鉆井工作方案的制定提供基礎信息。受到鉆具振動的影響，定向探管中的傳感器可以產生損壞或位置移動，使得提供的信息出現誤差，進而對鉆井作業產生影響。

1.3 對伽馬探管的影響及危害

伽馬探管也是隨鉆儀器中常見的組件，該種組件與定向探管串聯連接，在使用的過程中可以使得地面工作人員更快的獲取地層信息，其主要承擔著信號轉換的作用，可以將探測器中產生的γ射線轉化為脈沖信號，進而傳輸到地面。在鉆具振動的作用下，該組件非常容易出現零部件損傷和電能下降問題，例如，該組件中的鑒別器十分脆弱，受到振動的影響非常容易出現損傷問題，一般情況下，當出現零部件損傷時，只能停止鉆井作業，進而使得鉆井周期大大增加，同時，鉆井作業的成本也會增加[3]。

2 鉆具振動預防措施

2.1 合理控制鉆壓及轉速

在上文分析中指出，鉆具的振動問題會對隨鉆設備產生消極影響，因此，十分有必要降低鉆具出現振動的概率及振動幅度，而合理控制鉆壓和轉速就是防止鉆具振動的有效手段。一般情況下，當鉆壓增大和轉速加快時，鉆具非常容易出現鉆頭彈跳等類型的振動問題，但是鉆壓過小或者轉速過慢，又會使鉆井效率受到影響，因此，鉆壓和轉速需要合理的把控。

2.2 加裝振動傳感器

加裝振動傳感器是一種從預防角度出發提出的措施，該種措施就是在隨鉆儀器易受損傷和影響的零部件位置安裝振動傳感器，對這些零部件周圍的振動狀況進行實時測量，當接收到振動劇烈的信號時，地面工作人員應立即采取措施降低鉆具振動。該種措施的實時既可以保障鉆井效率，同時，還能有效的防止出現隨鉆儀器損壞問題。

2.3 提高泥漿性能

鉆具的振動受到多方面因素的影響，其中，鉆井軌跡以及井下的地質狀況是產生鉆具振動的主要原因，當地層中的碎石顆粒較多時，鉆具的振動將較為劇烈，為了防止出現該種問題，在鉆井作業過程中，應盡可能將地層中的碎石排出地面，鉆井泥漿可以發揮該種作用，通過提高泥漿的性能，可以加快地層碎石的排出速度，同時，還可以提高地層的清潔度，進而降低鉆具振動頻率和出現振動的可能性，間接防止其對隨鉆儀器產生危害。

2.4 加裝減震器

一般情況下，當出現鉆具振動問題時，可以通過降低鉆壓和轉速的方式進行控制，但是當該種措施無法控制時，就必須通過減震器降低鉆具的振動，這就要求鉆進設備上必須配備有性能優良的減震器，進而防止鉆具振動對隨鉆儀器產生影響。

3 結論

綜上所述，在進行鉆井作業的過程中，由于受到多種因素的影響，鉆具非常容易出現振動問題，該問題的出現將會對無線隨鉆儀器產生零部件損傷問題，嚴重影響鉆井作業的順利進行，因此，油田單位應從合理控制鉆壓及轉速、加裝振動傳感器、提高泥漿性能以及加裝減震器四方面入手，采取合理措施，解決鉆具振動問題，進而防止隨鉆儀器的正常工作受到影響。

參考文獻：

[1]楊玉豐，劉玉榜，徐軍.鉆具振動對FEWD井下儀器的影響及預防措施[J].石油鉆探技術，2007，35（3）：88-90.

[2]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.

[3]趙亮，婁俊宇.淺析FEWD正脈沖發生器控制閥的改進[J].中國高新技術企業，2011（2）：24-25.

作者簡介：

周永明（1981- ），男，河南平輿縣人，畢業于長江大學電子信息工程專業，工程師，從事隨鉆相關工作。