浅谈大牛地气田随钻测量仪MWD的故障及保养

刘安鲁，高兴宝

（中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司，河南新乡453700）

浅谈大牛地气田随钻测量仪MWD的故障及保养

刘安鲁*，高兴宝

（中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司，河南新乡453700）

为更好随钻监控水平井、大位移定向井，单位陆续引进北京海蓝公司YST-48R型MWD无线随钻测量系统、HALLBURTON公司DWD无线随钻测量系统、GEOLINK公司LWD地质导向随钻系统，先后为600余口定向井、水平井提供随钻定向服务。MWD（measurement while drilling）无缆随钻测斜仪是以泥浆作为介质传输信号的一种仪器。我们接触的仪器共有2种，分别是GEODATA MWD（负脉冲系统）和SPERRY SUN MWD（正脉冲系统）。通过近几年的现场应用，我们的水平井技术和仪器现场应用都得到了很大的提高，对仪器的操作及应用也有了一部分工作经验，现针对我遇到的一些问题做一个针对大牛地气田随钻测量仪MWD的故障保养及使用总结，为大牛地气田缩短水平井钻井周期、降本增效提供技术支持与保障。

随钻测量仪；流量筒；脉冲器；探管；泵压

1　仪器基本性能的概述

只有熟练的掌握仪器的工作限制条件及对仪器有更确切的认识，才能更加合理地、有效地使用好仪器。至此总结出以下几点。

1.1SPERRY SUN MWD（正脉冲系统）

工作温度：此套仪器的最高温度不得超过125°。

含砂量：含砂量最大不得超过2%，最好是1%。

泥浆排量：对于此套仪器1200系统最大排量350～1200加仑，650系统最大排量225～650加仑。否则仪器的冲蚀会很严重。

仪器的精度：井斜+/-0.2（°0°～180°），方位+/-1.5° （0°～360°），工具面+/-2.5（°0°～360°）

1.2GEODATA MWD（负脉冲系统）

工作温度：此套仪器的最高温度不得超过125℃。

含砂量：含砂量最大不得超过1%，在低排量时含砂量不得大于3%。

泥浆排量：对于此套仪器的最大排量不要超过1100加仑，否则仪器的冲蚀会很严重。

压力损耗：要求压力损耗最好是750PSI～1500PSI。最低不得小于500PSI。这是因为脉冲信号的产生是靠钻杆内泥浆向环空泄漏而产生泥浆波动的脉冲信号。若钻杆内的压力与环空压力相近，产生泥浆脉冲信号就弱，所以要求压力损耗达到一定的数值。

电池筒的使用：电池筒由两组电池组成，每组7节电池，每节提供3.6V电压，最高使用温度125℃。电池不加载的时可放10年，而加载后只能放半年。电池的能量与温度有关，在低温恶劣的环境下，电能很低，可能会出现电能不足的现象，应在仪器下井前拉一下，使其恢复电能。电池电压低于25V不能下井。

仪器的精度：井斜+/-0.1°，方位+/-2°（0°～3°），+/-1.5°（3°～5°），+/-1°（6°～90°），工具面+/-2.5° （0°～360°）。

2　仪器故障分析与保养

只有更深入地了解和掌握仪器的各项性能才能合理地使用仪器［1-2］。在项目启动前，应对仪器进行彻底的保养，尤其是对井下仪器的保养至关重要，手工具的保养也影响工作的效率。作业中要注意仪器的保养，只有认真地保养才能延长仪器的使用寿命［3-6］。

SPERRY SUN MWD由于作业跨度长，要勤检查钻台工具并保养，以确保使用时顺手。冬季还要注意传感器的防冻问题，鱼颈要勤清洗，以便使用时不会卸不开。流量筒要勤检查。在作业中，如作业允许的情况下要勤检查，以防转子卡东西或扶正器冲坏。参数选择要认真，工作要仔细，这也是使用仪器的重要环节。

GEODATA MWD在以往的定向作业中，仪器探管的脉冲宽度，一般设定为0.75。但考虑到有些地区的造斜点浅，脉冲信号易受干扰的因素，将脉冲宽度改为1。对于探管来说，其脉冲宽度设置的越大产生脉冲信号的脉冲器的阀打开和关阀越充分。也就是说脉冲信号的强度越大，所以将脉冲宽度设置到最大，也就是设置为1。但反过来说，在静态时序SSQ和动态时序DSQ固定的情况下，脉冲宽度越大，地面系统解码的时间越长，所以现场工程师应根据实际情况进行调整，以达到最理想的工作状态，也就是说等待数据的时间越长。阻流短节的应用：考虑到某些地区造斜点浅，在MWD下方加阻流短节，以保证脉冲信号强度及其抗干扰性，同时阻流短节可降低马达噪音对仪器信号的干扰。但是工作人员应确保增加的压力不会导致地面设备及管汇的超负荷工作。

下面介绍在使用仪器时经常遇见的一些问题：

（1）不管是在陆地还是在海上，在做浅层实验时，有时地面检测不到泵压但能看到波形很好，让人总感到不踏实，有一次偶然将PSI改为毫伏，问题得以解决，不仅可以检测到泵压，还可以准确地记录循环时间。

（2）在以往的作业中曾发生脉冲器损坏的现象，原因分析如下：

①泥浆排量过大（1200系统达到4300L/min，650系统达到2700L/min），远远超过SPERRY SUN MWD技术要求，造成转子转速过高（最高转速达3800r/min），而我们又不能要求甲方将排量降下来，从而导致仪器冲蚀严重，加快了仪器的损坏。

②转子偏磨，导致脉冲器损坏。有时转子使用时间过长，造成转子橡胶轴承及脉冲器底部耐磨轴承磨损严重，从而造成脉冲器损坏。

③由于小钻杆不能加滤网所造成的原因，建议能不能加工一些特殊的滤网备用。

④在以往的工作中，我们一直强调如果发生仪器没信号要立即起钻。但这些简单的要求往往很难得到甲方许可，尤其是中靶以后，一旦出现仪器问题，我们应该怎么说服多甲方起钻检查我们的仪器。按以往的经验，如果及时起钻检查MWD仪器，脉冲器往往不会损坏到报废的程度。

（3）工作中曾遇到两次关于探管的问题，在地面检测正常，井口测试也正常，但下到井底探管出现问题。但仪器返厂后测试都正常，具体是什么原因，我认为是：探管老化，使用后的非磁内径扩大，扶正器尺寸不合适，在大排量循环下钻具震动，至使探管与脉冲器传输脱节而造成的。采取措施：检查非磁钻铤内径，入井非磁钻铤与扶正器是否相配，只要作业允许，将仪器提出井口进行检测。勤调扶正器位置，减少仪器震动及冲蚀。

（4）在QK111-P5井作业中，由于更换马达起钻，将仪器起出到地面，全部拆开检查都正常后重新组装。准备下仪器时发现悬挂短节的定向键丢失，我们立即更换悬挂短节。建议只要作业允许的情况下，就将仪器拆开检查，可避免一系列的问题发生。

（5）如果遇到没有信号时，首先观察泵压表，泵压表如无压力波动则证明井下仪器存在问题，检查泥浆是否含气泡、电池电压、脉冲发生器（砂卡、蘑菇头掉），如果泵压表有压力波动则证明地面仪器存在问题，检查压力传感器、信号线、supply box及仪器相关设置参数。

（6）如果遇到信号解释不正常时应检查是否由于环境噪音影响，同时检查泥浆排量和压力传感器以及仪器的配置。

（7）MWD无线随钻测量系统在本区块的应用中出现信号减弱的现象，分析认为是泥浆含砂量偏高所致，经过活动钻具及循环除砂后信号逐渐恢复正常。

3　结论与建议

（1）无线测斜仪器伴随着钻井事业的发展，发挥着它应有的作用，为油田钻井事业的发展做出了一定的成绩，但我们也看到，有时它也会出现一些问题，为避免不必要的损失与浪费时间，我们要及时总结仪器在使用中易出现的故障以及如何排除故障。

（2）敢于尝试去变换参数性能，在生产中去创造最佳参数值。

（3）故障处理中，多因素角度去处理问题，以最快的速度解决故障，提高效率。

［1］孙在.Geolink脉冲发生器与信号故障分析［D］.西安石油大学，2011.

［2］涂兵.MWD中泥浆脉冲信号辨识及地面适配技术研究［D］.北京工业大学，2013.

［3］张炳顺，刘月军，吕志忠，等.Baker LWD无线随钻测井系统现场应用与维护［J］.石油钻采工艺，2008（1）：115-117.

［4］许晶，刘策，贾桑，吕小维.MWD随钻测井仪定向短节常见故障分析及维护［J］.石油仪器，2013（4）：85-86.

［5］代百祥，左兴龙，冯顺彦，等.MWD与GIR随钻测井组合仪的原理及其应用［J］.石油仪器，2013（3）：18-20.

［6］张焕亮.无线随钻仪器在使用过程中常见的故障及排除方法［J］.中国石油和化工标准与质量，2014（8）：82.

TE2

B

1004-5716（2016）07-0056-02

2015-06-20

刘安鲁（1985-），男（汉族），河南新乡人，助理工程师，现从事定向井技术研究及现场技术服务工作。