綜合錄井儀常見故障分析及維護保養措施探討

郭洪慶

（大慶鉆探工程公司地質錄井一公司地質研究中心，黑龍江大慶 163000）

1 概述

油氣鉆井過程中，地質錄井在鉆井現場發揮重要作用，通過分析從井底返出的巖屑、地層氣體、鉆井液實現對油氣顯示的監測，通過實時采集各項鉆井工程參數、鉆井液數據、氣測數據，實現對鉆井工程異常的預警與監測。綜合錄井儀是錄井現場最核心的裝備之一，其組成零部件多、結構復雜、分析靈敏度高。由于錄井現場多處野外環境，自然條件惡劣，風沙雨雪都會對綜合錄井儀工作造成影響，加之井場揚塵、震動等因素影響，儀器工作穩定性受到影響。此外錄井作業場所不固定，一口井完鉆后，需要拆裝搬家，到下一口重新安裝，安裝拆裝周期最短一個星期，并且搬家過程中路況不好，顛簸震動等都會對儀器造成影響。由于錄井設備組成部件多，色譜儀等屬于精密儀器，對工作條件要求苛刻，傳感器種類多且安裝復雜，頻繁的安裝拆卸，對儀器工作穩定性造成影響。加之錄井現場儀器操作人員專業技能及責任意識參差不齊，導致綜合錄井儀維護保養差，故障率偏高。綜合錄井儀屬于隨鉆錄井設備，一旦出現故障，導致不能實時錄取數據，影響錄井錄取資料質量。在儀器維修過程中不能繼續鉆進，增加了鉆井等停時間，推高了鉆井施工成本。因此，分析綜合錄井儀常見故障，做好綜合錄井儀日常維護保養，使儀器長期處于良好狀態，對于提升錄井工作質量具有重要意義。

2 綜合錄井儀組成簡介

綜合錄井儀組成部分主要有傳感器系統、烴類氣體檢測系統、數據采集管理平臺系統及計算機硬件組成。傳感器系統由安裝在井場各個部位的多種類型的傳感器及CAN總線裝置組成，常用的傳感器有鉆井液出口流量傳感器、密度傳感器、溫度傳感器、電阻率傳感器，鉆井液入口流量傳感器、密度傳感器、溫度傳感器、電阻率傳感器，大鉤負荷傳感器、絞車傳感器、轉盤轉速傳感器、力壓傳感器、套壓傳感器、扭矩傳感器、泵沖傳感器，此外還有硫化氫傳感器等，這些不同類型的傳感器能夠測定不同的參數。傳感器通過接線連接到CAN 總線裝置，然后連接到綜合錄井數據采集機；烴類氣體檢測系統由脫氣器、氣測管路、氣相色譜儀、氫氣發生器等組成，脫氣器安裝在泥漿池，通過內部的攪拌棒將鉆井液中氣體脫離出來，然后將氣體輸送到氣測管路中，氣測管路前端安裝有干燥管，能夠將氣體進行干燥，干燥后的氣體鹽氣測管路輸送到氣相色譜處，成為樣品氣，在載氣的攜帶下，進入色譜儀，與氫氣發生器產生的氫氣在燃氣助燃下發生燃燒，使得烴類氣體中碳元素離子化，由氫火焰鑒定器（FID）檢測到，最后記錄下全烴和組分含量，實現對烴類氣體檢測；綜合錄井儀軟件平臺系統由數據采集、處理、存儲及應用等部分組成，通過實時采集處理傳感器數據、氣測數據，對數據進行深入應用，實現對隨鉆烴類氣體檢測、鉆井工程異常監測、鉆井優化等，記錄下來的各項參數為后期分析及解釋評價提供重要參考；綜合錄井儀計算機系統由采集機和服務器組成，為了防止系統出現故障，導致不能正常錄井，通常采集機分為主采集機和副采集機，主服務器和副服務器，當一臺采集機或服務器出現故障，備份的采集機或服務器可以正常使用，避免了出現不能錄取數據的情況，提升了儀器工作的穩定性，減少了因設備維修造成的等停時間，也保證了錄取資料的質量。

3 綜合錄井儀常見故障及維護

3.1 烴類氣體檢測系統常見故障及維護

烴類氣體檢測系統屬于較為精密的儀器，也是故障率偏高的儀器。由于鉆井液液面變化頻繁，當液面上升沒過脫氣器時，容易導致鉆井液被吸入氣測管路，污染管路，需要及時調整脫氣器高度。當干燥劑因吸水過多導致失效時，需要及時更換干燥劑。氣測管路容易出現漏氣情況，要及時更換管線。色譜儀是較為精密的儀器，氣檢測精度高、氣路復雜，容易出現各種故障，常見的有以下幾種：①色譜儀基線不穩或者有毛刺，正常情況下，色譜儀基線應該是直線，當出現基線不穩或者毛刺的情況，可能是氫火焰鑒定器長期工作產生積碳，需要將積碳進行清除。也有可能是微電流放大器元器件出現故障，導致性能不穩，需要更換微電流放大器。還有可能是離子信號線絕緣度不夠，導致氫火焰鑒定器的信號受到干擾，需要對離子信號線進行絕緣處理；②FID 點火故障。導致FID 點火出現問題的情況較多，當出現點不著火的情況時，可能是點火源電壓不夠，或者是氫氣、助燃氣等流量太小，不能滿足點火要求。當出現FID 自動熄滅的情況時，可能是氫氣和助燃氣流量不穩定，導致自動熄火，需要對氣路進行檢修；③烷烴組分譜圖顯示異常。當出現譜圖錯位時，由于譜圖出峰時間與載氣流量相關，當譜圖出峰時間提前，可能是載氣流量太小，此時需要對載氣流量進行調整。當出現譜圖組分顯示不全時，可能是色譜柱的分離溫度不在正常范圍內，需要對控制色譜柱溫度的電路進行調整；④色譜儀拉桿閥切換有問題。拉桿閥是控制色譜儀分析和反吹的閥門，當拉桿閥切換不到位，可能是氣路出現了泄漏，需要對動力氣路進行檢修。

3.2 綜合錄井儀傳感器系統常見故障及維護

綜合錄井儀傳感器數量多、型號各異，有的傳感器長期浸沒在鉆井液中，有的傳感器安裝在鉆臺上，有的安裝在泵沖上，有的安裝在立管上，受高溫、高壓、振動等影響，加之傳感器頻繁的拆裝安裝，容易出現各種故障。一旦傳感器測定數據出現故障，要摸清是傳感器本身故障，還是線路接口故障。如果是傳感器本身故障，需要對傳感器進行檢修，重新進行校驗。如果是線路接口故障，需要檢查接線情況。在排查傳感器故障時，對于壓力傳感器、密度傳感器，可以用手按壓傳感器頭，看測試電流是否有變化，有變化即可排出傳感器故障。對于溫度、電導率、體積、流量等傳感器，可以接入低壓電源，然后連上萬用表，查看萬用表電流，即可排查是否是傳感器故障。當傳感器正常，需要對接線進行檢查，重點查看CAN總線裝置出接線情況。

3.3 綜合錄井儀軟硬件故障及維護

綜合錄井儀軟件系統屬于封閉系統，由于不連接網絡，系統漏洞不能下載補丁，殺毒軟件也無法更新，系統抵御病毒的能力很差。而操作人員防病毒意識差，在拷貝綜合錄井儀數據時，通常會將移動存儲設備之間插入服務器，容易導致服務器中毒，一旦中毒很難修復好，只有通過恢復系統才能正常使用。為保障綜合錄井儀運行穩定，需要加強管理，規范化操作，避免出現系統中毒情況。此外綜合錄井儀軟件系統人為設置不當也會出現一些故障，需要進行合理設置。綜合錄井儀硬件系統故障相對較少，一旦出現故障，及時摸清故障源，更換系統配件即可。

4 結束語

綜合錄井儀是地質錄井的核心裝備之一，錄取的工程及氣測參數對于及時發現油氣顯示、監測工程異常情況、安全高效鉆井具有重要意義。為確保錄井參數的準確性，避免出現因設備故障導致的錄取數據不全，減少因設備檢修導致的鉆井等停，必須加強對綜合錄井儀的日常維護及管理，使設備處于良好運行狀態，提升錄取資料質量，發揮綜合錄井在油氣勘探中的重要作用。