綜合錄井儀故障偏高原因分析及對策研究

王 瑞

（大慶油田鉆探工程公司地質錄井一公司，黑龍江 大慶 163000）

1 概述

油氣勘探是提高油田資源儲量、實現可持續發展的重要保障。地質錄井是油氣勘探的重要組成部分，通過在鉆井現場采集地質及工程數據，獲取第一手井筒地質及工程資料，實現對油氣顯示的監測及儲層含油氣性的綜合評價，也為后期儲層綜合研究提供了重要的依據。綜合錄井儀是地質錄井的核心裝備之一，通過安裝的各種傳感器，能夠實時采集工程、鉆井液、氣測參數，實現對油氣顯示的監測，同時能夠對鉆井工程異常進行預警。綜合錄井儀組成結構復雜，其中烴類氣體檢查系統較為精密，對工作環境要求較高。然而錄井現場工作環境惡劣，天氣條件、鉆井施工作業等都會對綜合錄井儀工作影響，加之頻繁的搬家、安裝、拆卸等，以及人為操作失誤等，使得綜合儀故障率偏高[1]。系統分析綜合錄井儀故障偏高的原因，采取相應的措施，提高綜合錄井儀工作的穩定性，對于保障獲取資料的可靠性、提升地質錄井工作質量具有重要意義。

2 綜合錄井儀組成及功能

綜合錄井儀組成復雜，根據功能模塊不同，綜合錄井儀可以分為烴類氣體分析系統、傳感器系統、計算機軟硬件系統、正壓防爆系統、儀器房等。其中烴類氣體檢測系統、傳感器系統、計算機軟硬系統是綜合錄井儀的重要組成部分。

（1）烴類氣體檢測系統包括脫氣器、氣路管線、氣相色譜儀、氫氣發生器等，其中氣相色譜儀是核心部件，烴類氣體檢測系統通過前端脫氣器將鉆井液中烴類氣體分離處理，經過干燥器干燥后，沿氣路管線從井場輸送到色譜儀進行分析，得到全烴及組份百分含量，實現對烴類氣體檢測。

（2）傳感器系統主要包含安裝在井場各部位的各種傳感器及接線裝置，錄井現場傳感器種類較多，有鉆井液出入口密度、溫度、流量、電導率、總池體積、小池體積、泵沖、轉盤轉速、扭矩、立管壓力、套管壓力、大鉤負荷、絞車、硫化氫等幾十種傳感器，實現對烴類氣體數據、鉆井液數據、鉆井工程數據、有毒有害氣體數據的實時采集與監測，通過分析這些數據，能夠及時發現油氣顯示、監測鉆井工程異常，為安全、高效鉆井提供保障[2]。

（3）綜合錄井儀計算機硬件系統主要包括服務器、數據處理及采集機，目前新綜合錄井儀為了提升設備工作穩定性，配備了主副服務器及數據采集機，做到設備的備份。綜合錄井儀軟件系統包括主控程序、數據處理、數據采集、功能設置及各應用功能軟件。綜合錄井儀軟件系統實現對各種數據的采集、處理、存儲，通過各種應用軟件實現對氣測及鉆井工程評價與分析，為安全高效鉆井提供保障。

3 綜合錄井儀常見故障及對策

3.1 烴類氣體檢測系統常見故障及對策

烴類氣體檢測系統主要包括脫氣器、氣測管路、氣相色譜儀，其中氣相色譜儀屬于較為精密儀器，測定精度較高，對工作環境要求高。

（1）脫氣器常見故障。脫氣器屬于氣測系統的前端裝備，安裝在鉆井液出口泥漿池。脫氣器通過攪拌棒高速旋轉實現氣液分離。由于長時期工作，鉆井液中粘稠的固相物質附著在攪拌棒上，容易導致出現卡阻，需要定期清理脫氣器上的固相物質。由于鉆井液液面變化較為頻繁，而目前常用的脫氣器都是高度的，當鉆井液液面上升時，脫氣器內部液面過高，達到或超過氣體出口位置，鉆井液進入氣測管路，導致管路堵塞。因此，當鉆井液液面上升時，應及時調整脫氣器高度。

（2）氣測管路故障主要包括管路密封差、管路堵塞、干燥劑潮濕等。其中，在管路前端安裝有干燥瓶，內置干燥劑，實現對氣體的干燥，長時間使用后，干燥劑容易潮濕，起不到干燥效果，應定期更換干燥劑。

（3）氣相色譜儀組成較為復雜，分析周期短、精度高，目前快速色譜分析周期為30s。由于其組成復雜，測量要求高，故障類型多樣。常見的有：①氣測基線不穩或有毛刺。氣測基線出現毛刺的情況，會影響烴類氣體檢查的準確性。導致基線不穩的情況主要有FID積碳、離子信號線絕緣較差、樣品氣流量不穩定等。FID 長時間工作容易產生積碳，從而對測量結果產生干擾信號，需要清除積碳才能避免出現毛刺現象。離子信號線的作用是收集FID 信號，然后經放大器放大信號，為了防止FID信號被干擾，需要信號線具有屏蔽功能的同軸雙心結構，兩個絕緣層絕緣，一旦屏蔽線破損，就會影響屏蔽效果，需要及時更換信號線。樣品氣流量不穩也會導致基線波動，此時需要檢查氣測管線，以及色譜儀管路，確保不會存在漏氣情況；②色譜儀點火故障。色譜儀點火常見故障有點不著火、自動熄火。點不著火的原因主要有助燃氣、氫氣流量不穩定，電壓不穩定，也有可能是鑒定器與噴嘴之間的距離太遠，導致點火困難。自動熄火的原因通常是助燃氣氫氣流量不穩造成的，氫氣流量過小，會導致自動熄火；③組份顯示異常。通常情況下，在一個分析周期內組份顯示呈現正態分布，當工作異常，色譜譜圖可能出現錯位、變形等現象。組份譜圖錯位通常與載氣流量有關，載氣流量過大，會導致圖譜提前出現，流量過小會導致圖譜出現較晚。組份顯示不全通常與色譜柱有關，需要對色譜柱進行檢查和調整。

3.2 傳感器系統常見故障及對策

綜合錄井儀傳感器類型多，不同傳感器工作原理不同，出現故障維修難度較大。傳感器系統故障可能是傳感器本身故障或者是線路故障，具體情況需要具體對待。傳感器按照型號傳輸方式不同，可以分為電壓型和電流型。傳感器通常安裝在鉆臺或泥漿池里，長時間浸泡在鉆井液中，傳感器容易出現故障，一旦出現故障，需要進行及時排除。對于電流型傳感器，例如壓力傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、流量傳感器、體積傳感器等，可以通過觸碰測試部位，檢測電流有無變化，如果有變化，表示傳感器沒有故障。而絞車傳感器屬于脈沖型傳感器，對于其輸出方式不同，需要采取不同的檢修措施。如果是傳感器接線故障，需要檢查接線線路，確保接線無誤。

3.3 計算機軟硬件系統常見故障及對策

在綜合錄井儀所有故障類型中，計算機系統出現的故障率相對偏高，既有硬件故障，也有軟件故障，通常軟件故障較為常見。計算機硬件系統主要有主副服務器及采集機組成，通常情況下，硬件系統工作較為穩定，但長時間使用后，計算機內部積灰。井場供電不穩、斷電等影響。頻繁搬家震動等，會導致元器件間連接松動。CAN 卡、顯卡等損壞等。針對這些故障，需要逐一進行排查。軟件系統故障主要是因為軟件設置不當或者是病毒影響。綜合錄井儀系統版本較早，系統不聯網，無法更新，且沒有更新病毒防護軟件。頻繁插移動盤，可能會攜帶外部病毒，使系統工作癱瘓，此時只能重裝系統。此外，還可能軟件設置不當，主要表現在虛擬盤丟失、網絡連接不上、CMOS 設置不當、打印機工作異常等問題。在鉆進過程中出現這些異常，會影響鉆井施工進度和錄井錄取資料的準確性完整性，因此，平時應做好系統數據備份，一旦出現故障，可快速恢復系統。

4 結束語

綜合錄井儀是地質錄井最重要的裝備，通過實時錄取工程及氣測參數，實現對油氣顯示的監測及鉆井工程異常的預警，在發現油氣顯示、安全高效鉆井方面發揮重要作用。綜合錄井儀屬于精密儀器，特別是氣測系統，對工作環境要求較高。錄井現場條件惡劣、設備頻繁搬家、拆安裝等，都會影響綜合錄井儀工作的穩定性，只有熟悉綜合錄井儀各部分工作原理，總結常見故障類型，一旦出現故障，能夠快速進行檢修，確保儀器能夠平穩運行，對于錄取資料的準確性、完整性具有重要意義。