MWD無線隨鉆測斜儀常見故障分析與處理

張煥亮

摘? 要? MWD是定向井井眼軌跡控制中一種常用的測量儀器，主要用于測量井斜角、方位角、工具面角等參數。當MWD在井下工作出現異常時，能否迅速判斷和處理，避免因儀器故障造成停工，影響鉆井正常施工，是每一個現場測量工程師都必須慎重對待的現場問題。本文重點介紹了該類型儀器在現場使用中所遇到的常見故障，并進行了分析，同時提出了相應的處理方法，可為現場測量工程師提供一定的指導作用。

關鍵詞? MWD? 常見故障? 分 析? 處 理

一、前言

MWD是一種可打撈式的正脈沖無線隨鉆測斜儀，是一種性能穩定的高精度井下測量儀器，被廣泛應用于國內各大油田。該儀器是將定向探管傳感器測得的井下參數按照一定編碼，產生脈沖信號，該脈沖信號控制伺服閥閥頭運動，利用循環的泥漿使主閥產生同步運動，控制主閥頭與限流環之間的泥漿流通面積，從而在鉆柱中產生一個正的泥漿壓力脈沖，安裝在立管上的壓力傳感器將測得的壓力脈沖轉換成電信號，通過專用機解碼出井斜、方位、工具面等數據，并在計算機和司顯上顯示出來。

在定向施工過程中，由于種種因素的影響可能會出現測斜儀器無信號現象直接導致定向工作停滯。因此在這種工作狀態下，隨鉆測量工程師能否準確判斷故障原因并正確處理，對定向工作的順利進行和提高鉆井機械鉆速、降低鉆井成本將會起到重要的作用。

二、故障類型及處理方法

MWD無線隨鉆測斜儀工作異常通常會表現為兩種形式，一種為顯性故障，另一種為隱性故障。所謂顯性故障是導致儀器工作異常的因素，可通過信號發生器和多功能電表等檢測能夠直接測試并發現問題所在。這種故障現象是特點是故障點明顯、易處理解決。而隱形故障則是斜儀各部件年限久、使用時間長，各部件如探管內精密傳感器和處理電路、脈沖發生器電容節的某些執行元件在井底高溫高壓狀態下性能下降，從而導致井下儀器總成工作異常的故障現象，其特點是故障點隱蔽性強不易判斷。儀器操作人員如掌握了一定專業基礎知識，現場施工時一旦出現儀器工作異常可通過以下幾個方法來判斷。

①直觀法：直接觀察易損部件的使用程度，做出初步判斷并進行部件的更換。還有就是在基地保養維護時使用MWD專用檢測儀器對儀器總成各部件進行標準檢測，確保入井儀器性能指標達到要求，對有問題的部件進行更換和送修。

②推理法：井下儀器總成各部件逐件更新，然后將連接導通入井測試其性能，直至儀器工作正常。

1.? 探管、脈沖單獨采樣測試正常，整體連接后不工作

如果探管、脈沖單獨采樣測試正常，整體連接后不工作，問題應出在電池、扶正器或打撈頭上面，可先對電池筒總成、扶正器進行導通測試和絕緣測試并測量電池電壓。還有就是新電池往往需要激活一下，方法是連接打撈頭，之后斷開再連接一次。儀器下鉆前一定要進行整體連接測試，確保下鉆前儀器正常。

2.? 連接后工作正常，井口測試不工作

（1）儀器座鍵不正常

儀器座鍵時脈沖發生器引斜鍵槽沒有完全落入定向短節內循環套定向鍵，主閥頭與限流環的配合不到位，導致儀器不工作。如果座鍵方法不對、脈沖發生器引斜導向面有毛刺、淺凹槽及損傷，定向接頭內循環套定向鍵損傷、松動都有可能造成儀器座不上鍵或座鍵不到位。此時應檢查并選擇型號相對應的銼刀進行引斜導向面和定向鍵的修復處理或更換，緊固循環套中定向鍵的頂絲，然后重新進行儀器座鍵操作，確保儀器座鍵成功。在下鉆前為預防該問題的發生，可以在引鞋表面涂抹黃油使其光滑，這樣能準確順利地座鍵。

（2）泥漿泵工作性能及排量原因

如果泥漿泵排量達不到要求，立管壓力過低，會導致脈沖信號衰減太快，無法檢測到信號。同時，如果泥漿泵工作不平穩，會出現過多雜波干擾正常脈沖信號的解讀。因此在施工前，一定要了解井隊設備工況及泥漿泵的實際排量，并使之達到儀器正常工作的要求。

3.? 井口測試正常，中途測試不正常或井底不工作或工作時間短

（1）導致脈沖信號異常的外在因素

① 泥漿泵性能差，上水不好，水龍帶跳動嚴重;此時應積極與井隊相關負責人通報協調，要求井隊專業技術人員檢修泥漿泵及其輔助設備。

② 井隊調整鉆井液性能，配制的鉆井液進入井眼大循環。此時隨鉆測量工程師應等待鉆井液充分循環2—3周后再做進一步處理。

③定向施工中地層有垮塌現象，下鉆遇阻，有可能造成脫鍵情況。

④泥漿的固相含量高，開泵后會導致大量固體物在脈沖發生器篩屏處堆積，造成儀器篩屏堵塞，泥漿無法流過主閥，導致開泵后無脈沖信號;泥漿塑性粘度高，信號衰竭嚴重，導致地面信號接收困難。泥漿中有顆粒狀固相物或堵漏材料存在，都有可能堵塞濾網、卡死蘑菇頭、阻止蘑菇頭伸縮等現象，導致儀器不工作甚至砂埋儀器，這種故障現象在淺層測試時也會出現。因此儀器入井前，一定要了解泥漿現有狀況，如泥漿中有影響儀器工作的堵漏材料或其它雜質物，應要求井隊整改。

（2）導致脈沖信號異常的內在因素

① 循環套內的限流環或主閥頭損壞，以至于限流環與主閥頭的配合間隙不能滿足脈沖發生器主閥桿的工作要求。操作人員應選擇正確的配合尺寸予以更換限流環或主閥閥芯。

② 脈沖發生器出現故障，主要為伺服閥閥頭不工作或動作異常、波紋管或補償膜破裂、主閥桿變形或脫落、主閥桿彈簧扭曲或斷裂等，操作人員應及時判斷并更換脈沖發生器。

③ 壓力傳感器壓力感應裝置損壞，遠程數據處理器無壓力顯示。更換壓力傳感器可排除故障。

④ 壓力傳感器數據線及勾載線受外力損傷或屏蔽線圈氧化嚴重，出現大量干擾波直接影響脈沖信號的質量。更換隱患部件可改善儀器工作狀態。

三、結論

1、提高儀器管理水平，使儀器的管理更加具有科學性和規范性。同時要求儀器管理人員對儀器的使用合理調配，以保障定向施工順利進行。

2、儀器操作人員必須掌握相關專業基礎知識，同時要不斷加強新知識、新技術的學習，努力提高自身素質，增強主觀能動性，在實踐中不斷積累經驗，充實自己。

3、經常組織小組的經驗學習，將每個人所遇到的情況拿出來與大家分享，提高對儀器所出現問題判斷的準確率和速度。

3、無線隨鉆儀對現場使用條件有一定要求，在儀器的使用過程中操作人員要積極與井隊技術人員進行溝通，及時了解和掌握施工現場可能影響儀器工作質量的各項信息，指導和監督井隊落實定向工程師下達的各項技術指令。

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