鉆具振動(dòng)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器的影響及危害

摘 要：針對(duì)鉆具振動(dòng)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器的影響及危害問(wèn)題，首先對(duì)其影響與危害進(jìn)行深入分析，根據(jù)我國(guó)的技術(shù)現(xiàn)狀，提出鉆具振動(dòng)的預(yù)防措施，為降低鉆具振動(dòng)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器的影響奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鉆具振動(dòng)；無(wú)線隨鉆儀器；影響及危害；預(yù)防措施

在進(jìn)行鉆井作業(yè)的過(guò)程中，無(wú)線隨鉆儀器屬于較為先進(jìn)的儀器，在應(yīng)用的過(guò)程中，可以對(duì)地層狀況及鉆井作業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，全面保障鉆井工作順利進(jìn)行。另一方面，受到地層復(fù)雜狀況以及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的影響，鉆具非常容易出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題，例如鉆頭跳彈以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等，這些振動(dòng)問(wèn)題會(huì)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器產(chǎn)生嚴(yán)重的影響及危害，進(jìn)而影響隨鉆儀器的正常工作，間接對(duì)鉆井工作產(chǎn)生消極影響，因此，十分有必要采取一定的措施，防止鉆具振動(dòng)對(duì)隨鉆儀器產(chǎn)生影響[1]。

1 鉆具振動(dòng)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器的影響及危害

1.1 對(duì)脈沖的影響及危害

部分無(wú)線隨鉆儀器中安裝有脈沖發(fā)生器，該種組件由四部分組成，分別是轉(zhuǎn)子、定子、脈沖芯以及流筒，脈沖發(fā)生器主要承擔(dān)著信號(hào)傳遞的作用。當(dāng)鉆具出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，例如鉆頭渦動(dòng)、振動(dòng)耦合等，會(huì)造成脈沖發(fā)生器中的轉(zhuǎn)子受力不均，進(jìn)而使得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦，進(jìn)而對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生損傷，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成脈沖發(fā)生器損壞問(wèn)題，在該問(wèn)題的作用下，隨鉆儀器將無(wú)法發(fā)揮其自身作用，進(jìn)而對(duì)鉆井工作產(chǎn)生影響。

1.2 對(duì)定向探管的影響及危害

在隨鉆儀器中，定向探管主要承擔(dān)著提供鉆進(jìn)的實(shí)時(shí)位置及方向參數(shù)的作用，它可以以鉆井作業(yè)場(chǎng)地的重力場(chǎng)作為基準(zhǔn)，進(jìn)而對(duì)方向參數(shù)進(jìn)行定義，同時(shí)，可以根據(jù)探管自身所建立的坐標(biāo)系對(duì)地理參數(shù)進(jìn)行計(jì)算[2]。定向探管中一般都安裝有六個(gè)傳感器，這些傳感器可以分為兩種類型，分別是加速度傳感器和磁通量傳感器，在使用定向探管的過(guò)程中，其可以根據(jù)加速度和磁通量的不同，將脈沖信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的傳輸設(shè)備傳輸?shù)降孛妫缓笸ㄟ^(guò)地面處理中的解碼設(shè)備獲取鉆井作業(yè)的位置及井斜信息，為下一步鉆井工作方案的制定提供基礎(chǔ)信息。受到鉆具振動(dòng)的影響，定向探管中的傳感器可以產(chǎn)生損壞或位置移動(dòng)，使得提供的信息出現(xiàn)誤差，進(jìn)而對(duì)鉆井作業(yè)產(chǎn)生影響。

1.3 對(duì)伽馬探管的影響及危害

伽馬探管也是隨鉆儀器中常見(jiàn)的組件，該種組件與定向探管串聯(lián)連接，在使用的過(guò)程中可以使得地面工作人員更快的獲取地層信息，其主要承擔(dān)著信號(hào)轉(zhuǎn)換的作用，可以將探測(cè)器中產(chǎn)生的γ射線轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，進(jìn)而傳輸?shù)降孛妗Ｔ阢@具振動(dòng)的作用下，該組件非常容易出現(xiàn)零部件損傷和電能下降問(wèn)題，例如，該組件中的鑒別器十分脆弱，受到振動(dòng)的影響非常容易出現(xiàn)損傷問(wèn)題，一般情況下，當(dāng)出現(xiàn)零部件損傷時(shí)，只能停止鉆井作業(yè)，進(jìn)而使得鉆井周期大大增加，同時(shí)，鉆井作業(yè)的成本也會(huì)增加[3]。

2 鉆具振動(dòng)預(yù)防措施

2.1 合理控制鉆壓及轉(zhuǎn)速

在上文分析中指出，鉆具的振動(dòng)問(wèn)題會(huì)對(duì)隨鉆設(shè)備產(chǎn)生消極影響，因此，十分有必要降低鉆具出現(xiàn)振動(dòng)的概率及振動(dòng)幅度，而合理控制鉆壓和轉(zhuǎn)速就是防止鉆具振動(dòng)的有效手段。一般情況下，當(dāng)鉆壓增大和轉(zhuǎn)速加快時(shí)，鉆具非常容易出現(xiàn)鉆頭彈跳等類型的振動(dòng)問(wèn)題，但是鉆壓過(guò)小或者轉(zhuǎn)速過(guò)慢，又會(huì)使鉆井效率受到影響，因此，鉆壓和轉(zhuǎn)速需要合理的把控。

2.2 加裝振動(dòng)傳感器

加裝振動(dòng)傳感器是一種從預(yù)防角度出發(fā)提出的措施，該種措施就是在隨鉆儀器易受損傷和影響的零部件位置安裝振動(dòng)傳感器，對(duì)這些零部件周圍的振動(dòng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，當(dāng)接收到振動(dòng)劇烈的信號(hào)時(shí)，地面工作人員應(yīng)立即采取措施降低鉆具振動(dòng)。該種措施的實(shí)時(shí)既可以保障鉆井效率，同時(shí)，還能有效的防止出現(xiàn)隨鉆儀器損壞問(wèn)題。

2.3 提高泥漿性能

鉆具的振動(dòng)受到多方面因素的影響，其中，鉆井軌跡以及井下的地質(zhì)狀況是產(chǎn)生鉆具振動(dòng)的主要原因，當(dāng)?shù)貙又械乃槭w粒較多時(shí)，鉆具的振動(dòng)將較為劇烈，為了防止出現(xiàn)該種問(wèn)題，在鉆井作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)盡可能將地層中的碎石排出地面，鉆井泥漿可以發(fā)揮該種作用，通過(guò)提高泥漿的性能，可以加快地層碎石的排出速度，同時(shí)，還可以提高地層的清潔度，進(jìn)而降低鉆具振動(dòng)頻率和出現(xiàn)振動(dòng)的可能性，間接防止其對(duì)隨鉆儀器產(chǎn)生危害。

2.4 加裝減震器

一般情況下，當(dāng)出現(xiàn)鉆具振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)降低鉆壓和轉(zhuǎn)速的方式進(jìn)行控制，但是當(dāng)該種措施無(wú)法控制時(shí)，就必須通過(guò)減震器降低鉆具的振動(dòng)，這就要求鉆進(jìn)設(shè)備上必須配備有性能優(yōu)良的減震器，進(jìn)而防止鉆具振動(dòng)對(duì)隨鉆儀器產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行鉆井作業(yè)的過(guò)程中，由于受到多種因素的影響，鉆具非常容易出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題，該問(wèn)題的出現(xiàn)將會(huì)對(duì)無(wú)線隨鉆儀器產(chǎn)生零部件損傷問(wèn)題，嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行，因此，油田單位應(yīng)從合理控制鉆壓及轉(zhuǎn)速、加裝振動(dòng)傳感器、提高泥漿性能以及加裝減震器四方面入手，采取合理措施，解決鉆具振動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而防止隨鉆儀器的正常工作受到影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉豐，劉玉榜，徐軍.鉆具振動(dòng)對(duì)FEWD井下儀器的影響及預(yù)防措施[J].石油鉆探技術(shù)，2007，35（3）：88-90.

[2]張煥亮.無(wú)線隨鉆儀器在使用過(guò)程中常見(jiàn)的故障及排除方法[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（8）：82.

[3]趙亮，婁俊宇.淺析FEWD正脈沖發(fā)生器控制閥的改進(jìn)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011（2）：24-25.

作者簡(jiǎn)介：

周永明（1981- ），男，河南平輿縣人，畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)電子信息工程專業(yè)，工程師，從事隨鉆相關(guān)工作。