SRCT6701鉆進式井壁取心器常見故障原因分析與處理

王愛新 田亞峰 劉文革 葛海婭 左國剛

(中國石油集團測井有限公司裝備與銷售分公司 河北任丘)

SRCT6701鉆進式井壁取心器常見故障原因分析與處理

王愛新 田亞峰 劉文革 葛海婭 左國剛

(中國石油集團測井有限公司裝備與銷售分公司 河北任丘)

鉆進式井壁取心器采用液壓控制技術,用金鋼石鉆頭在泥漿中垂直井壁鉆取巖心,是目前應用較為廣泛的一種取心方式。由于操作者對液壓原理不清,使用時對出現的故障不能做出準確的判斷,造成取心作業停止或作業時間加長,文章從液壓工作原理入手進行了常見故障原因分析,提出了處理辦法,并指出了那種原因引起的故障可以繼續工作,為現場更好地使用儀器提供了參考依據。

鉆進式井壁取心器;故障原因分析;處理辦法

0 引 言

2007年,中國石油集團測井有限公司正式提出“數字巖心”這一重大創新概念,旨在解決油氣層定量、快速評價所需的儲層參數。由于鉆進式井壁取心兼有鉆井取心和爆炸撞擊式井壁取心優點的取心方式,所取巖心規則,可進行巖性、電性、物性和含油性分析化驗,求取孔隙度、滲透率等儲層參數等優勢,SRCT6701鉆進式井壁取心器成為數字巖心快速測量設備中必不可少的重要組成部分。在實際應用中,鉆進式井壁取心器液壓控制部分容易出現故障,導致取心作業有時未被全部完成便被終止。其實,鉆進式井壁取心器出現的故障有的是不可繼續工作的,有的是可繼續工作。當可繼續工作故障發生后,有時可以根據其它判斷方式對其工作狀態進行判斷而繼續完成取心任務。本文以液壓工作原理為基礎,在對常見故障進行原因分析的同時,提出了處理辦法。

1 工作原理與故障劃分

1.1 工作原理

SRCT6701鉆進式井壁取心器由地面系統和井下儀器兩部分組成。地面系統主要由供電電源、控制面板等組成。控制面板是地面控制系統的核心,操作員通過控制面板上顯示的數據觀察井下儀器的工作情況,通過按鈕來控制井下儀的動作,完成取心過程。井下儀器由井下電子線路和液壓控制部分組成。液壓控制部分是整支儀器的核心,也是最容易發生故障的部分。液壓控制部分工作原理框圖如圖1所示。電機帶動兩個泵,大泵和小泵。大泵為取心馬達旋轉提供動力,以鉆取巖心;小泵提供的動力在電磁控制閥的作用下使各種油缸做往復直線運動,依次完成推靠臂張開、巖心沖針收回、鉆頭伸出、鉆取巖心以及折斷巖心;鉆頭收回、推靠臂收攏、巖心沖針伸出將巖心桶入巖心收集筒等一系列動作。大泵和小泵的壓力情況由大、小泵壓力傳感器將信號傳送到地面系統。沖針、鉆進、巖心長度的位移情況由位移傳感器將相應的信號傳送到地面系統[1]。

圖1 液壓控制部分原理框圖

1.2 故障劃分

在地面系統和井下電子線路工作正常的情況下,液壓控制部分的故障可分為液壓件故障和傳感器故障。液壓件故障主要由液壓件損壞或泄漏引起的,傳感器故障主要由傳感器損壞或傳輸過程被中斷引起的。一般液壓件故障90%以上為不可繼續工作故障,而傳感器故障80%以上為可繼續工作故障。

2 常見故障現象、原因分析與處理方法

現象1:儀器在井下工作一段時間后,面板小泵壓力顯示為零。

原因分析:

1)電機工作不正常。

2)小泵壞或系統出現嚴重泄漏。

3)小泵壓力傳感器出現故障。

處理:觀察面板上的電機電流,如果電流很大或為零,可以判斷為電機工作不正常,這種故障為不可繼續工作故障。判斷電機工作正常后,應懷疑2)項,這種情況產生的結果使小泵流出的壓力油在到達油缸前全部流進儀器腔內。將面板開關放在安全狀態,觀察相應位移變化情況。如果位移不發生變化,則說明是因為2)項引起的,儀器為不可繼續工作故障。如果位移發生變化,說明是3)項引起的,這種情況下操作者不能再將壓力做為各種動作是否完成的判斷依據,這種故障為可繼續工作故障,操作員在操作時可以根據位移的變化情況以及完成某個動作的時間經驗值進行判斷。

現象2:按下取心馬達“轉”,大泵壓力顯示為零。

原因分析:

1)取心馬達控制電磁閥上的電磁鐵工作不正常。

2)大泵壞、取心馬達壞、閥體卡死或管路中出現嚴重泄漏。出現這四種情況任何一種,都會使大泵系統的壓力為零,取心馬達不能旋轉。

3)大泵壓力傳感器出現故障。

處理:按下取心馬達“轉”開關的同時,觀察面板上的電磁閥電流表,如果電流表電流不增大,說明控制電磁閥的電磁鐵工作不正常或供電電壓不足,這種故障為不可繼續工作故障。在電磁閥的電磁鐵工作正常情況下,按下取心馬達“轉”,鉆頭“進”,觀察小泵壓力,如果小泵壓力比不按下取心馬達“轉”開關時的壓力大很多時,則說明是3)項原因所致,這種故障為可繼續工作故障;相反,是2)項原因所致,為不可繼續工作故障。

現象3:鉆取巖心比較順利,收集巖心時沒有巖心長度顯示。

原因分析:

1)沖針油缸發生泄漏。

2)由于地層因素,所鉆巖層膠結性差[2],或為泥巖、或地層有裂紋等。

3)鉆頭上的卡簧壞。

4)巖心長度測量裝置上的測量桿或心長傳感器出現故障。

處理:張、收臂時,觀察沖針位移值有無變化,如無變化,為2)項引起的,為不可繼續工作故障。如有沖針位移值變化,可以排除1)項故障。通過其它資料顯示所取地層為膠結性較好地層時,讓取心馬達旋轉,執行推靠臂收回動作,沖針位移值發生變化時,面板電機電流稍有增大,說明巖心在取心馬達的鉆桿內。此時,面板巖心長度依然沒有顯示,可以初步判定為4)項引起的,這種故障為不可繼續工作故障;如果取心深度范圍較短,巖石膠結性好,這種故障為可繼續工作故障,但必須按上述方法操作判斷是否收回了巖心,同時地面做好記錄。2)或3)項造成巖心根本未被收回,或收回的巖心在沖針推動巖心時,巖心長度測量裝置上的測量桿未被推動造成巖心長度沒有顯示,這時應及時和甲方取得聯系,終止取心。

3 結束語

SRCT6701鉆進式井壁取心器液壓控制部分的每個節點出現問題,面板現象都有所不同,要想準確判斷故障是否為可繼續工作故障,就要求操作員熟悉液壓控制部分的結構、原理,對儀器工作過程中、工作到位后的各種數據了如指撐,故障發生后才能做出準確的判斷,提出切實可行的方案。可繼續工作故障必須滿足如下特點:不影響各種動作的執行,通過面板其它參數可以掌握井下儀器工作情況。

[1] [美]哈里伯頓.旋轉式井壁取心器用戶手冊.1985(資料)

[2] 譚偉雄,尚鎖貴,毛 敏.旋轉式井壁取心器收獲率影響因素分析[J].錄井工程,2009,20(4)

TE244

B

1004-9134(2011)01-0095-02

王愛新,女,1970年生,高級工程師,二級技術專家,1994年畢業于河北輕化工學院機械設計及制造專業,目前在中國石油集團測井有限公司裝備與銷售分公司從事鉆進式井壁取心器的推廣工作。郵編:062252

2010-07-20編輯:高紅霞)