隨鉆儀器振動測試臺的設計

尹金東，李春來

（1.大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井工藝研究所，黑龍江大慶163413；2.大慶鉆探工程公司調度指揮中心綜合調度科，黑龍江大慶 163000）

1 概述

大慶油田的開發已進入中后期，外圍薄差油層的有效開采是油田持續穩產的重要手段之一。目前，薄差油層多采用水平井開發，現場施工需借助LWD隨鉆測井儀器進行地質導向鉆井。

LWD儀器現已在薄差油層水平井的開發中得到了大面積的推廣應用，創造了巨大的經濟效益和社會效益。LWD儀器的穩定性高低直接影響現場施工成本，但因為檢測手段有限，返回車間的故障儀器經常檢測不出故障所在。針對此問題我們沒有準確有效的維修手段，僅能通過更換電路板、插針等來排除故障，并沒有從根本上解決問題。通過對此現象的分析，認為儀器在井下處于振動狀態，而在車間不能模擬井下動態環境，只是在靜止狀態下檢測，使由電路板元器件虛焊、插針接觸不良等引起的故障無法重現。因此，急需振動檢測設備對故障儀器和新組裝的儀器進行振動測試，以避免此類故障的發生，提高儀器的穩定性。

2 振動篩的改造

經調研，隨鉆儀器通常在5～10g加速度、10～150Hz頻率環境下開展振動試驗。現有一臺廢置振動篩，其加速度不小于6g、振動頻率為23Hz，基本可以滿足振動測試要求，故將其改造成了隨鉆儀器振動測試臺，改造方案如下：

（1）拆卸泥漿入口箱；

（2）切掉泥漿入口箱下面的鋼板；

（3）泥漿入口箱拆卸后，側面鐵板支架向其一側移動，增大振動平臺空間；

（4）拆卸泥漿過濾篩網，處理較高的臺面，使其與較低臺面合為一個臺面，并安裝鋼板，在鋼板上安裝插件、電路板、探管等的振動緊固工裝；

（5）各工裝拆卸、安裝方便，并緊固在臺面上，在振動環境下不易松動，焊縫美觀、無裂縫；

（6）更換所有線路（原線路已嚴重老化）和啟動、關閉等按鈕；

（7）徹底檢查振動篩的連接情況，補齊缺失的螺栓及螺母；

（8）保養維護振動篩，并提供潤滑油；

（9）整形（變形處、激動電機外殼破損處等）；（10）噴漆，防止生銹。

2.1 振動部件垂直固定工裝的設計

（1）插件垂直固定工裝。插件固定底座通過螺栓固定在底板上，插件下部要連接測試針，所以插件固定底座軸臺肩高為80mm。為使連接環能牢靠的固定在插件上，在振動測試時不松動，設計了固定連接環的壓緊盤和拉桿，通過鉸鏈和螺栓壓緊。為使壓緊盤在振動測試時周向固定，在壓緊盤上設計了定位銷，插到連接環的定位銷孔里。見圖1。

（2）探管垂直固定工裝。在振動篩側面板上焊接出一塊立板，其上安裝卡子，將探管垂直方向固定，立板后加3條加強肋，增加強度。振動測試時，探管下端口需連接測試插針，并且為了保護螺紋免遭振動時磕碰，設計側面開窗的護絲，既能保護螺紋，測試插針又可通過側窗與探管連接。

圖1 插件垂直固定工裝示意圖

2.2 振動部件水平固定工裝的設計

（1）插件水平固定工裝。插件水平放置，用卡子將其固定，30mm厚鋼板切割成型，可節約成本，插件拉板、插件拉桿和壓緊套可將連接環牢靠地固定在插件上。見圖2。

圖2 插件水平固定工裝示意圖

（2）探管水平固定工裝。探管水平放置，用卡子將其固定，30mm厚鋼板切割成型，可節約成本。見圖3。

圖3 探管水平固定工裝示意圖

2.3 電路板固定工裝

注完膠的電路板直接通過螺栓固定在底板上，并用電路板壓板將其壓緊。見圖4。

圖4 電路板固定工裝示意圖

3 應用效果

隨鉆儀器振動測試臺投入使用以來，共檢測儀器19串，其中未通過振動測試的12串，具體情況見表1。

表1 隨鉆測井儀器振動測試統計表

經過LWD隨鉆儀器振動測試臺的檢測，能夠檢測出電路板、高頻插針及同軸插針的抗振情況，這些情況可以有效反映出儀器在模擬井下工作環境時的真實情況，通過測試及時發現篩選不合格的儀器進行行之有效的整改與維護。若沒有進行振動測試，無法保證每一套儀器的穩定性，在發生故障時，增加起下鉆成本，增加了查找與解決問題的時間，為正常生產浪費不必要的人力與時間。

4 結論

大慶油田的開發已進入中后期，隨鉆儀器的應用逐年增多，為保障水平井作業的高效進行，提高儀器穩定性是重中之重，而提高穩定性就必將不斷提高現有技術手段。振動測試臺的應用將有效地規避在以前的技術手段下，儀器的生產和維護中出現的常見問題，降低儀器的故障率，提高儀器的穩定性，從而保證了生產的有序進行。節省起下鉆的同時，節約了大量的起下鉆成本以及運輸費用，為油田的降本增效創造了更高的價值。隨著油田開發進程的推進，振動測試也將會成為儀器生產維修中的必要檢測手段。