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韩文科、MWD无线随钻测斜仪信号判断分析及处理方法

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文科 MWD 无线 随钻测斜仪 信号 判断 分析 处理 方法
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1者:韩文科摘 要: 定向井井眼轨迹控制中一种常用的测量仪器,主要用于测量井斜角、方位角、工具面角等参数。当 否迅速判断和处理,避免因仪器故障造成停工,影响钻井正常施工,是每一个现场测量工程师都必须慎重对待的现场问题。本文重点介绍了该类型仪器在现场使用中所遇到的常见故障,并进行了分析,同时提出了相应的处理方法,可为现场测量工程师提供一定的指导作用。关键词: 常见故障 分 析 处 理一、 线随钻仪器无信号分析处理方法仪器在井下正常工作时,泵压表约有 1 兆帕左右规律性压力变化,通过观察泵压表的变化,我们可以判断井下仪器是否工作正常。仪器无信号时注意观察泵压表的变化,有以下两种可能出现的情况。1、第一种情况:泵压表有规律性的压力脉冲,但在计算机的屏幕和司显上无数据更新和波形显示,凭经验可以判断井下仪器在工作,问题出在地面设备(电脑、专用数据处理仪、90 米电缆盘、司显、压力传感器) ,用排除法排查地面设备,更换有问题的设备。2、第二种情况:泵压表无信号特征,计算机屏幕的波形显示区拉直线,几种可能情况:21) 脱键 :起到直井段,上下活动钻具,开转盘甩钻具,溜钻急停尝试重新座键,但不可过度操作。仪器下放速度过快,或急刹急停,易导致仪器脱键,要求井队司钻注意操作。2) 砂卡 :反复停开泵,或摘掉一个凡尔循环,人为造成泥浆泵上水不好。3) 井下仪器本身故障 : 起钻检查仪器。二、 以下列举一些实际工作中所遇到的问题及处理方法1、 现象:在停泵状态下,观察到计算机屏幕上的柱状压力显示区出现压力值波动。例如:在 3~5下规律性波动,开始正常定向时会与正常的脉冲信号叠加,导致不能解码,且通过标定压力传感器无法克服。分析:钻井设备更新有电驱替代柴油机的趋势,例如:电动转盘,液压钳,顶驱等。交变干扰信号在计算机屏幕上的出现,说明电机存在电磁外泄。解决:压力传感器内装有抗干扰的滤波电容,施工现场一旦出现交变干扰,只能从干扰源着手。2、 现象:波形显示区脉冲波形时断时续,无法正常解码,出井地面测试正常。分析:电池筒减震组件虚接,振动导致仪器间歇断电。解决:更换电池筒减震组件。提示:此类故障具有隐蔽性,极端情况时,钻头提离井底,信号正常,钻头到底加压,信号全无。此外,连续发停泵序列,也要3特别注意电池筒减震组件。3、现象:波形显示区突然出现大量杂波。分析:首先询问井队泥浆人员,确认泥浆中是否添加了药剂。将配浆注入循环时,会导致钻具水眼上部形成稠塞。解决:下钻到底循环,经常会出现杂波多的情况,这与井底含砂大有关,与泥浆中添加处理剂不同之处在于前者发生在井口,后者在井底。4、现象:在仪器出井的拆卸过程中,发现扶正器有粘扣现象,严重时加力能导致勾扳手打折。分析:核实转盘转速,严重超标达 95 转每分钟,过高的转速对井下仪器起到了紧扣作用,导致粘扣。解决:将转速控制在 60 转每分钟左右。提示:井下仪器串从坡道提升到钻台的过程中,要防止打捞头撞击坡道,造成打捞头下的扶正器粘扣甚至损伤扶正器,严禁用释放矛提升仪器。5、现象:定向时软件上泵压显示不正常总是突然超过 30 兆帕然后恢复正常。分析:只有定向时出现,复合和测斜时正常。解决:更换螺杆钻头后正常。6、现象:压力数值波动不正常,杂波过多无法解码。分析:井队和录井压力显示正常。解决:更换压力传感器后正常。47、现象:仪器入井井口测试信号正常,中层测试正常,1100 米到底开泵,正常波形中有杂波干扰无法检测到数据。分析:当时怀疑地面设备引起波形不正常,检查泵正常、循环处理泥浆 90 分钟后波形仍然不正常,决定起钻检查仪器,怀疑脉冲发生器引鞋部分可能出现故障。解决:取出仪器检查引鞋正常。取下筛屏发现伺服阀阀头对着的阀套Ⅱ损坏。8、现象:脉冲波形时断时续。分析:观察泵压变化也是如此,判断为砂卡。解决:循环处理泥浆,降低含砂,信号逐渐恢复正常。9、现象:软件上无压力显示。分析:泵压表正常,判定为地面设备故障,对司显进行通讯测试全部失败,室内单独测试司显正常,检查线路,发现 90 米电缆被砸断。解决:更换 90 米电缆,如重接 90 米电缆,注意要将屏蔽网也接好。10、现象:测斜时不出停泵序列。分析:起钻检查仪器正常。井下螺杆旁通阀冲坏,泥浆从钻具内流失。流量开关感受不到开关泵。解决:换螺杆后停泵序列正常。11、现象:仪器地面测试正常,井口测试无信号。分析:仪器没有正常座键。5解决:重新座键。其它情况:仪器座键困难,曾遇到的情况,定向接头加工误差,定向接头接反,限流环冲翻。12、现象:杂波多分析:泵压表正常,传输线路附近可能有干扰源。解决:检查 90 米电缆附近有电焊机施工,停掉电焊机后信号恢复正常。其它可能原因:压力传感器压力传感器振动松扣会直接导致杂波的出现。压力传感器与连接电缆插头连接处进水也会导致杂波多,该故障隐蔽,较难查找,因此电缆各插头连接处务必用防水胶带缠好。另外, 井场冬季环境温度很低时,压力传感器可能被冻住,如用蒸汽喷容易损坏内部电路,可加毡垫或用其它方式保护好压力传感器。13、现象:杂波多分析:泥浆含气较多,严重影响信号解决:更换主阀芯限流环提高信号强度起不到多大作用,必须降低泥浆含气,从根源上解决问题。14、现象:专用机缓存灯常亮。分析:系统缓存满。解决:关闭防火墙及其他程序,重启专用机。15、现象:未设置序列 3 而连续发送序列 3。分析:探管存储器损坏。解决:起钻更换探管。616、 现象: t 或地磁倾角不准。分析:正常 ±1%,±10%,如不准,上传数据不可信。可能原因,探管坏,地磁异常、无磁钻铤磁化。方位90、270 的水平井要用双无磁,以避免轴向钻具干扰。随着井眼井斜、方位的变化,定向探管对其与上下磁性钻具之间距离的要求相应地有所改变,操作者应根据现场具体情况,相应地调节探管的位置或增加无磁钻铤的个数。解决:起钻更换探管,检查无磁,投多点复测,根据区域选择无磁长度。17、现象:信号波形受干扰严重,降低泵冲现象好转。分析:如果泵冲频率与正在工作的数据传输率一致,会影响波形解码。解决:合理选择缸套及泵冲数。18、现象:无信号。分析:泥浆性能差,杂质较多,循环泥浆无效,起钻检查。解决:起钻发现脉冲筛屏严重堵塞,脉冲发生器在井下无法工作。更换筛屏后入井工作正常。1)按照下图连接好计算机、专用机、探管、部件检测器和脉冲发生器。 (如果使用电池,则将打捞头、电池筒以及相应的扶正器连接在探管上方而不使用专用机连接)(2)将部件检测器所有开关置于“ 接通” 的位置,接通专用机电7源(使用电池时,则是连上打捞头) 。运行计算机上 件,进行脉冲测试(注意设置好正确的模式和序列、使用停泵照发) 。在计算机屏幕上显示脉冲的同时,小阀头应该同步动作。如小阀头不动作:第一步: 将部件检测器所有开关放在“断开”位置,用万用表直流 200 伏档测量部件检测器“上 1” 与“上 4”之间,如低于 20 伏,说明专用机或电池部分出现问题。第二步: 如果电压没有问题,用万用表测“上 1”与 “上 6” ,随着计算机屏幕上脉冲的出现,万用表显示的电压应该在 0 伏到5 伏之间变化,否则探管有问题。第三步: 如以上测试均正常,则将部件检测器的所有开关置于“接通 ”位置,表笔还放在“上 1”和“上 6”位置上,如果此时万用表的变化不正常:测量“上 1”和“上 4”之间电压,如大于 20 伏,说明脉冲发生器有问题;如小于 20 伏,专用机或电池问题。 三、几点建议1、提高仪器管理水平,使仪器的管理更加具有科学性和规范性。同时要求仪器管理人员对仪器的使用合理调配,以保障定向施工顺利进行。2、仪器操作人员必须掌握相关专业基础知识,同时要不断加强新知识、新技术的学习,努力提高自身素质,增强主观能动性,在实践中不断积累经验,充实自己。83、经常组织随钻部的同志经验学习,将每个人所遇到的情况拿出来与大家分享,提高对仪器所出现问题判断的准确率和速度。4、无线随钻仪对现场使用条件有一定要求,在仪器的使用过程中操作人员要积极与井队技术人员进行沟通,及时了解和掌握施工现场可能影响仪器工作质量的各项信息,指导和监督井队落实定向工程师下达的各项技术指令。新技术推广中心、韩文科2012年 11月 18日
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