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文檔簡介
無線隨鉆使用手冊MWDSYSTEMSHANDBOOK(FirstEdition)自動化工程研究所(內部資料)前言本使用手冊針對英國geolink企業MWD無線隨鉆測量系統,具體介紹了其原理、結構及其正確使用,和對現場故障判定及處理措施。期望對現場技術服務人員有一定指導和幫助作用。本手冊介紹是基于負脈沖傳輸方法MWD操作系統。其它儀器操作使用說明另行成冊:MWD定向+自然伽瑪MWD定向+自然伽瑪+電阻率編寫水平有限,有不妥之處請予指出。目錄MWD系統結構組成及原理…………………4負脈沖系統……………5井下儀器各部分具體說明………………6地面系統數據處理和顯示………………71.系統組成和各部分功效…………72.地面系統操作…………………73.地面系統故障檢測………………8進口地面接口箱(SIB)檢測………8進口壓力傳感器檢測………………8進口司鉆顯示器(RFD)檢測步驟…8國產司鉆顯示器(RFD)檢測步驟…9國產地面接口箱操作說明…………10國產MWD系統電纜連接方法………11MWD系統正確使用………121.井下儀器串測試…………………122.井下儀器安裝……12標準脈沖發生器懸掛短節型號、尺寸…………13脈沖發生器螺栓密封圈安裝……13無磁懸掛短節和TX組裝…………143.井下儀器工作方法及編程……14地面SEA工作方法設定措施……14井下儀器常見工作方法…………15帶振動碼SEA傳輸格式……15帶振動碼SEA操作規程………16穿越角XOV…………16井下SEA工作方法設定措施……16SEA死機多個情況………………17國產SEA注意事項………………174.井下壓耗計算公式及水眼選擇…195.取得MWD系統運作關鍵參數…206.偏差角獲取……207.完成本趟鉆統計并建新統計……218.淺測試…………219.靜態測量結果獲取…………2210.密封圈正確使用及保養………22GT圈和O圈檢驗標準…………22密封圈清潔……23密封圈儲藏……2311.電池正確使用…………………24附錄一MWD系統儀器規格、尺寸范圍和水力參數表1.MWD系統設備尺寸表2.MWD系統儀器規格、傳感器特征附錄二優化信號脈沖檢測和譯碼附錄三MWD系統故障分析及處理措施附錄四MWD系統正常工作一段時間,忽然信號曲線干擾很大,無法識別信號通常處理過程附錄五MWD無線隨鉆使用要求附錄六MWD井下儀器串測試、淺測試正常,下井后無信號(或工作一段時間后無信號)處理過程附錄七MWD系統現場故障分析實例MWD系統結構組成及原理MWD無線隨鉆測量儀器關鍵由三部分組成:①井下測量工具完成對鉆具數據(測量點井斜、方位、工具面、磁場強度、溫度)采集和處理②泥漿脈沖信號傳輸系統(負脈沖傳輸方法),將測量數據經過泥漿傳輸至地面;③地面部分功效是把由井下脈沖發生器傳上來小信號(約0.1-1MPa)從立管壓力(20Mpa)中解讀出來,并完成處理和傳輸顯示功效。(系統概圖見圖1)。圖1、MWD系統概圖負脈沖系統負脈沖系統脈沖發生器由閥門組成,當閥打開時,一小部分鉆井液從鉆柱內流向環形空間,所以,快速開閉這個閥就會引發立管圖2負脈沖系統中壓力下降,這能夠由壓力傳感器檢測出來(圖2)。為了將數據傳到地面,數次操作閥門,產生一系列脈沖,由傳感器檢測出信號并由地面計算機譯碼,計算機首先識別出一組參考脈沖,隨即是數據脈沖。經過在特定時間幀內檢測有沒有脈沖來對信息進行譯碼。然后將這個十六進制碼轉換為十進制結果。脈沖次序由一個圖表統計儀來監視。當譯碼機構發生電誤障時,可由技術人員依據圖表統計儀上脈沖次序進行人工譯碼。井下儀器各部分具體說明電池總成內含高容量鋰電池,它為整個井下儀器總成提供電源。單D電池可連續工作120小時(工具面方法),雙D電池可連續工作240小時以上(工具面方法)。電子測量總成由傳感器短節和電路測量短節組成,傳感器短節內裝有含有工業標準三軸磁力計和加速度計,用來測量地球重力場和磁場三軸矢量,然后送到電路測量短節計算出該點井斜角(0-180o)、方位角(0-360o)和工具面角(井斜<3o,顯示磁工具面角TTF0-360o電池總成內含高容量鋰電池,它為整個井下儀器總成提供電源。單D電池可連續工作120小時(工具面方法),雙D電池可連續工作240小時以上(工具面方法)。電子測量總成由傳感器短節和電路測量短節組成,傳感器短節內裝有含有工業標準三軸磁力計和加速度計,用來測量地球重力場和磁場三軸矢量,然后送到電路測量短節計算出該點井斜角(0-180o)、方位角(0-360o)和工具面角(井斜<3o,顯示磁工具面角TTF0-360o,井斜>3o,顯示重力工具面角:GTF0-180oL或GTF0-180oR)、磁場強度;井底溫度。計算好數據以編碼形式經過泥漿脈沖傳輸到地面檢測系統。脈沖發生器壓力開關連到電路測量短節,它控制井下儀器全部功效,經過按設定時序開停泥漿泵,操作人員可取得全測量和開、關工具面等。電子測量總成電池總成驅動短節控制器根據來自電子測量總成指令,控制脈沖發生器閥開啟時間間隔和脈沖強度,這就使井下數據能以泥漿壓力脈沖編碼時序傳輸到地面,經過按預設運行模式,連續運轉泥漿泵,從地面能夠識別到所需正確數據時序。驅動短節脈沖發生器產生一系列泥漿脈沖將測量數據傳輸到地面。經過開、關一個內閥,許可少許鉆井液從鉆柱內轉移到井眼環空中,這使鉆柱內部產生了少許壓力損失,由此產生了脈沖,裝在地面高壓泥漿管線上壓力傳感器可探測到立管壓力輕微降低。這種方法被定義為泥漿負脈沖遠距傳輸。脈沖發生器中包含了一個壓力開關,它能探測到泥漿泵何時開關,用來控制MWD儀器串運行方法(參見電子測量總成)脈沖發生器地面系統數據處理和顯示1.系統組成和各部分功效MWD地面系統,將信號和數據處理和高質量數據顯示和輸出,以模塊化方法結合起來,很輕易滿足在有限空間工作。其關鍵模塊是:·泵壓傳感器:裝在地面高壓泥漿管線上,探測到立管壓力輕微降低,以4-20mA標準信號輸出到地面接口箱。·系統接口箱(SIB):地面系統心臟。首先處理來自泵壓傳感器井下儀器原始信號,并將處理好信號送往在線計算機,其次,它又是一個多路通信裝置:在線計算機有用信息經過它送往鉆臺;系統接口箱(SIB)包含以下幾部分:微型熱敏打印機:實時打印處理后測量數據曲線,當現場信號干擾較多時,實時曲線可幫助正確分析測量數據。小鍵盤:實時設置濾波頻率、信號門檻、信號放大倍等處理參數并在液晶上顯示。泵沖旋鈕:當不用外部實時泵沖作為微處理器同時脈沖時,可參考實際泵頻,依據實時打印信號曲線效果,微調旋鈕直至最好處理結果。·在線計算機(工控機):內裝定向軟件包,是該系統一個關鍵控制和顯示裝置,它接收來自SIB儀器數據流并在定向軟件包上將脈沖信號轉換成有意義數字,實時顯示并存入硬盤。然后,全測量結果或工具面數據流會經過SIB傳輸到鉆臺顯示器(RFD)。·鉆臺顯示器(RFD):安裝在鉆臺,為司鉆和定向井工程師提供MWD儀器測量和工具面顯示,所以能夠調整鉆井參數方便井眼按要求方向前進。2.地面系統操作在服務現場,地面系統按以下方法進行操作:·檢驗儀器房電源及接地情況,確保符合儀器使用要求。·依據現場實際情況,合理部署地面系統(包含接口箱、工控機放置;泵壓、司顯電纜走向;泵壓傳感器、鉆臺顯示器安裝位置等)·測試泵壓傳感器和鉆臺顯示器等地面系統。·給井下儀器做淺測試,深入測試地面系統。3.地面系統故障檢測進口地面接口箱(SIB)檢測SIB正常上電后,如無正常反應,按以下步驟檢測:·斷電后,檢驗輸入電源和SIB保險絲是否正常。·如正常,將SIB前面板上測試開關(testpointselector)拔到位置4,打開電源開關,SIB電流表應指在5V處,兩電源組各自綠燈亮,泵兩指示燈亮,如泵開關選擇內部“Clock”位置,則兩燈以設定時鐘頻率閃爍。·如指示不正常,則故障可能是SIB內部三組電源。·如指示正常,連上手控終端,手控終端應發出“嘀”聲,且顯示滾動數字,如無,則手控終端故障,更換手控終端。·如正常,復位SIB后面板Reset鍵,手控終端應重新復位且顯示[DIGBY6.3],當Reset鍵按下時,SIB前面板[PULSE]紅燈應亮一下,如無,則故障可能是SIB電路模塊。關掉SIB主電源,檢驗各部件是否有松動現象,開機再試,如不行,更換SIB。·SIB內部打印機不正常工作,原因可能是:a打印機換紙后未推置到位,電連接不好。b打印機搓紙輪固定螺絲松動,可用合適內六方扳手固緊。c打印機搓紙輪皮帶老化,換打印機或接口箱。進口壓力傳感器檢測·壓力傳感器采取二芯電纜:儀器房A端為正、B端為負,現場端C端為正、B端為負。·連上壓力傳感器,開SIB電源后,SIB前面板壓力表指針應向上跳動(在0-1格之間),表明電纜和壓力傳感器正常;如電流表指針指在1格以上,則可能壓力傳感器或起電纜有短路現象。正常情況下,壓力傳感器C、B兩端電阻約59-60千歐;損壞后C、B兩端電阻約5-6千歐,短路或開路。·若指針不動,可檢驗SIB壓力傳感器輸出口A、B端是否有24V電壓,如無,則可能是SIB故障,更換SIB。·判定SIB功效正常否,可用一個1700歐姆電阻連接在壓力傳感器現場電纜端C、B處,開電源,SIB電流表指針指在3格左右,則SIB功效正常。.·地面接口箱上壓力表應顯示半格,若顯示滿格,說明了立管壓力傳感器壞了。進口司鉆顯示器(RFD)檢測步驟·正常上電后,RFD無任何顯示,按以下步驟檢驗:a.檢驗RFD電源和信號電纜連接正確,無短路或斷路現象(具體電纜連接圖見后),現場電纜敷設應盡可能避開電磁干擾嚴重(主要是發電機)地方.b.RFD電源箱電源K、B、L端各和地空載輸出電壓為15V左右;有時兩端電纜連接頭處(尤其是現場RFD端)接頭接觸不良,造成RFD得不到電壓。c.按RFD面板上任一鍵,如有微弱“嗶嗶”聲,可知,RFD已得到電壓。d.用〈UP〉或〈DOWN〉鍵,調整RFD屏幕對比度,直到可見為止,此過程約需50S。e.如〈d〉不行,可同時按下〈F8〉和〈PAGEDOWN〉,進行硬復位,約30S后,可見RAM中存放對比度設置和工具面刻度盤,如無顯示,反復〈d〉。f.如不行,則進行RAM復位。關掉RFD電源約幾秒鐘,按住〈F2〉鍵后上電,約30S后,可見工具面刻度盤,如無顯示,反復〈d〉。g.如〈f〉不行,則進行內部診療。關掉RFD電源約幾秒鐘,按住〈F1〉鍵后上電,用〈LEFT〉或〈RIGHT〉鍵選擇對比度,(約從215-220為最好設置、整個范圍為0-250);同時按下〈SHIFT〉和〈ENTER〉鍵,退出鍵盤測試,選擇[EXITTOIOS],按下〈ENTER〉退出。關掉RFD電源,再上電開啟RFD,應有工具面刻度盤顯示,如無顯示,反復〈d〉,如還不行,則需送試驗室維修。·RFD有電源顯示,但無法進行通信,按下檢驗;a.檢驗信號電纜接線。b.檢驗PC機設置是否以關RFD,其和RFD電源箱串口電纜是否工作正常,RFD設置應為GRAPHICCHECK。c.檢驗PC機串并口是否已關。重開機,檢驗PCCMOS設置。國產司鉆顯示器(RFD)檢測步驟·無顯示a.檢驗電源電纜通斷。b.測電源箱上電源接頭對應腳電壓:L、M腳為直流24V(鉆臺端航空插頭8、9腳);(C、K腳信號線、鉆臺端航空插頭2、3腳),若無電壓,則打開電源箱,看各路電源對應保險管是否熔斷,若斷,則換一樣規格保險管,若保險管完好,則對應電源電路出現故障,需檢修。·顯示變淡或變暗a.調整RFD面板下對應對比度電位器。b.當RFD受強光照射時,也能夠使顯示變暗。·顯示畫面亂或有不規則黑點a.RFD重新上電。b.避免RFD受到強電磁場干擾。c.RFD環境溫度過低也會產生上述現象。·無背景光a.檢驗電源線上電源接頭(鉆臺端航空插頭)8、9腳電壓是否為交流24V,若無,先檢驗和這兩腳連接電纜通斷情況,若斷,則更換電纜接頭,不然,是RFD內背景光逆變器故障,需更換。b.當外界環境光線較亮時,背景光效果極不顯著。·無通信a.檢驗通信電纜通斷情況。b.若電源未斷,則是通信電路故障,需檢修更換。國產地面接口箱操作說明·地面接口箱后面板接口說明a.“POWER”交流電源輸入端b.“RESET”系統復位端c.“I.S.EARTH”接地端子d.“SPP”立管壓力傳感器輸入端e.“PUMPS”泵沖傳感器輸入端f.“DRAWING”接熱敏打印機并口。g.“LPT1”h.“COM”接便攜機串口。i.“RFD”司鉆閱讀器串口。j.“PRINTER”一般打印機串口。k.“DTU”伽瑪接口箱串口。l.“SPARE”空。·前面板各部分使用說明a.“CLOCK”開關,撥到“1”,泵1起作用,撥到“2泵2起作用,撥到中間,同時“SELECT”開關撥到“4”,內部時鐘555起作用。b.“RATE”調整內部時鐘頻率。順時針旋轉,頻率變快。c.鍵盤使用數字鍵;D:顯示各設定值(通常不用);P:打印曲線鍵,按一下,打印,再按一下,停止打印。I:門檻增,按一次增加“0004”,最大為“00FF”R:門檻減,按一次減小“0004”,最小為“0000“。此時“THRESHOLD”F:濾波頻率設定,按一下“F”鍵,對應液晶“FILTER”數據處變黑置入對應數字鍵即可。M:放大倍數設定。按一次增1,最大到08H,再按循環到00H,如此反復,此時對應液晶“MULTIPLIER”處數據顯示其設定值。B:在線,離線切換鍵(通常不用)。S:SETUP(通常不用)。其中P、I、R、F、M鍵為常見鍵。·打印機使用a.接上打印機電源,“P、S”兩燈亮,為正常連機狀態此時才能正常打印。b.按一下“SEL”鍵,微打屬脫機狀態,此時按“LF”可進紙,再按一下“SEL”鍵,又進入聯機狀態,此時按“LF”見不起作用,“S”燈閃爍表示打印機犯錯,困難缺紙,或太冷、太熱造成。國產MWD系統電纜連接方法儀器房SIBSPP端(4芯插頭)SPP傳感器端A(正)1(正)B(負)2(負)5(單端屏蔽線)A(未接)PUMP端(4芯擦頭)PUMP傳感器端泵1:1,2腳泵2:3,4腳接于常開點儀器房RFD電源箱COMMS端(12芯擦頭)鉆臺RFD端K腳信號線相對應3腳信號線C腳信號線2腳信號線司顯電纜22電纜線CC33KK88MM99LL司顯司顯端電源端電源箱航空航空RSRS10芯公插頭10芯母插頭10芯公插頭10芯母插頭*其中8+、9-為12V電源電壓;2、3是通信線泵壓電源接口箱接口箱端傳感器端傳感器AA11BB33RSRS傳感器公防4芯母插頭4芯公插頭母防水梯頭水梯頭*其中A+、B-為24V電壓工控機接頭工控機工控機端司顯電源箱端司顯電源箱LLBBNNAA電源端電源端RSRS公頭母頭12芯母接頭12芯公接頭*其中A+、B-為24V電源微打電源線接口箱接口箱端微打端微打AA內芯內芯CC外芯外芯RSRS內芯插頭端內芯插頭4芯母插頭4芯公插頭*其中A+、B-為9VMWD系統正確使用1.井下儀器串測試儀器在下井前,必需在地面模擬井下情況對井下儀器做串測試,以驗證各部分功效是否正常,其過程以下:·根據電池幾加載程序將電池加載到要求要求。·根據測試原理圖連接好儀器各部分,并一一核實。·等候30秒左右,將壓力開關撥到UP端,應聽到脈沖發生器清脆響一聲,表明儀器電連接正常。·約52秒后,首先,脈沖發生器發出清脆響聲;其次,定向軟件包上顯示測量短節使對應位置各項參數,(如測量點有磁干擾,則方位不正確)。·如以上全部確定正確,則儀器串功效正常。圖4標準井下儀器串測試2.井下儀器安裝MWD系統井下儀器裝在無磁鉆鋌中作為整個井下鉆柱組合一部分使用。脈沖發生器裝在一個特制無磁短節中,現場技術服務前,先依據現場工程需要選擇適宜無磁短節,將脈沖發生器和驅動短節連接好,井下儀器做好串測試,確定無誤后,根據操作規程把脈沖發生器和驅動短節裝入如無磁短節中;井下儀器其它部分下鉆前在鉆臺連接即可。標準脈沖發生器懸掛短節型號、尺寸:型號扣型內徑4寸6431x43057.16寸24A10x4A1171.47寸411x41071.4、76.28寸631x63083.0服務人員應先了解鉆井工程情況,確定所用懸掛短節型號,并依據現場實際測量內徑切割扶正塊,必需嚴格實施內徑標準。脈沖發生器螺栓密封圈安裝參考圖4準備組裝螺栓和噴嘴密封圈。為預防損壞密封圈先用塑料布裹住螺栓絲扣部分,把密封圈25-00-002(國產件編號2-118)和25-00-004(國產件編號2-118)涂上O-LUBE依次裝到對應螺栓部位。圖5脈沖發生器密封圈正確安裝依據實際井深并參考下表選擇適宜噴嘴水眼,裝上涂了LUBE密封圈(25-00-003),首先裝上噴嘴內襯套(23-00-002)(較長19mm,其中8寸噴嘴2個、61/4和7寸噴嘴1個、43/4寸噴嘴無內襯套),其次放入選好水眼,并安裝到位,用和上述一樣方法把密封圈25-10-008,25-00-015裝到噴嘴上(8寸噴嘴2個25-10-008密封圈)。注意:密封圈25-10-008后備圈(白圈)圓弧面對著密封面。支撐套23-00-025(較短14mm)放入脈沖發生器噴嘴口中,確保放到位。注意搬運過程中別掉出來。井眼尺寸681/295/8121/417米內帶動力鉆具10#10#、12#10#、12#10#、12#10#、12#米外帶動力鉆具12#12#12#12#12#不帶動力鉆具12#12#12#12#12#無磁懸掛短節和TX組裝確保所選無磁懸掛短節正確、公母扣無損傷、母扣端面無損傷、內外已清洗潔凈(螺栓、噴嘴孔和無磁內和TX密封面)、螺栓、水眼孔和固定小螺絲孔完好無損傷。放置無磁懸掛短節于平整地方,把已經連好APC儀器串從無磁懸掛短節母扣端送入,五個孔對應對準。將提升棒旋進中間孔,再轉動提升棒轉盤把儀器串提升到貼緊無磁短節內壁上,核實螺栓和噴嘴內孔潔凈、密封圈已裝好,把第一和第五個固定螺栓上緊(此兩個螺栓必需是進口螺栓,其它進口、國產皆可),卸下提升棒,裝上另外兩個螺栓和噴嘴,將扭力扳手扭矩定為110(ft/lbs)磅/英尺左右,依次將螺栓上緊,并一一對好固定螺絲孔(螺栓圓弧對固定螺絲孔時,扭力扳手扭矩宜大為好)。把扭矩扳手調到75磅/英尺左右上緊噴嘴(噴嘴圓弧對固定螺絲孔時,扭力扳手扭矩宜小為好),然后上好五個固定螺絲和擋圈。兩個人小心地把APC保護套抬起,漸漸套進APC并和無磁短節聯起來,在無磁短節母扣處戴上提升接頭。3.井下儀器工作方法及編程井下儀器設計可在地面和井下進行編程:地面SEA工作方法設定措施:·儀器在鉆臺上串接完成后,從SEA底端接入編程器;·先撥動一下編程器按鈕開關,顯示目前工作方法。(指示燈閃爍幾下便是工作方法幾);·在顯示完目前工作方法后按住按鈕開關,指示燈閃爍幾下便是被設置成工作方法幾。在顯示完所要設置成工作方法后同時松開按鈕開關,過10秒以上時間后,能夠聽到脈沖發生器釋放閥沖擊壹次,這是儀器進行確定。(在鉆臺上,能夠把手抓住SEA外筒來感受脈沖發生器沖擊)。·.然后在撥動一下編程器按鈕開關,確定儀器工作方法(指示燈閃爍幾下便是工作方法幾),無誤后正常下鉆。MWD井下儀器常見工作方法:
MWD井下儀器缺省工作方法為3,通常在MWD技術服務時,如鉆時不快,小于15米/小時,同時,工程人員又無特殊要求,則用缺省工作方法3,其傳輸格式為:(1).井斜小于3度時,用磁工具面TTF定向,其傳輸格式為:S8…SS01116S0…(2).井斜大于3度時,用重力工具面GTF定向,其傳輸格式為:S8…S06S10006S1…在節電方法中其傳輸格式為:S1…HSHSHSHSHS1…即每一分鐘發一組HS發五組后發一組工具面。如在MWD技術服務時,所鉆地層較軟,鉆時較快,大于20米/小時;或使用MWD儀器關鍵是為了扭方位,而調整井段又不長;或工程人員有特殊要求,則可經過編程器在鉆臺對MWD井下儀器編程為工作方法7,方法同上。其傳輸格式為:(1).井斜小于3度時,用磁工具面TTF定向,其傳輸格式為:S8...S01116S0…(2).井斜大于3度時,用重力工具面GTF定向,傳輸格式為:S8...S10006S1…如在MWD技術服務時,不需要工具面(如轉盤鉆進)時,可經過短起泵(在開泵狀態下停泵10-30秒開泵)改變工作方法為純靜態測量方法9。其傳輸格式為:
S8010A01009172922無工具面數據。帶振動碼SEA傳輸格式:(1).井斜小于3度時,用磁工具面TTF定向,其傳輸格式為:S8…SS411104S4…(2).井斜大于3度時,用重力工具面GTF定向,傳輸格式為:S8…S04S500004S5…在節電方法中其傳輸格式為:S5…HS70HS70HS70HS70HS5…即發四組HS70后發一組工具面。全測量狀態碼為S8...說明MWD儀器正常工作;全測量狀態碼為S9...,表明井下儀器電池容量不夠,可依據實際情況決定起鉆或繼續鉆進;全測量狀態碼為SA...,表明井下儀器SEA探管某個(或全部)加表壞;全測量狀態碼變為SB...,表明井下儀器電池容量不夠和SEA探管某個(或全部)加表壞。帶振動碼SEA操作規程因帶振動SEA(03870495049604970507)有很多不便,為取消帶振動碼功效,采取井口編程措施來取消振動。操作方法以下:在井口首先用編程器編程為方法9(必需在SEA缺省工作方法3下編程,如不在方法3下,應先編程為方法3),此時儀器只發靜態值。淺測試時(或到井底),可經過短停泵,倒為方法3。此兩種方法可經過短停泵相互倒換,且兩種方法全部不發振動碼,所發靜態和動態碼和不帶振動SEA相同。備注:在井口編方法9時,脈沖發生器蘑菇頭振動兩下以示確定。不管在哪種方法下,停泵30秒后SEA發HSSS碼,脈沖發生器蘑菇頭振動四下。說明:S:泵沖+參考脈沖(兩個脈沖相差2.5秒)0-9:數據脈沖A-F:數據脈沖N:窄脈沖譯碼脈寬<0.25秒W:寬脈沖譯碼鐘脈寬>1.2秒L:非法脈沖譯碼脈沖間隔時間<最小數據脈沖H:非法脈沖譯碼脈沖間隔時間>最大數據脈沖I:非法脈沖譯碼輸出脈沖時間偏差穿越角XOV:3度:·當井斜小于3度時,工具面顯示TTF(磁力高邊),表示是工具面針對地理北極角度,可實現定方位鉆進。注:TTF以工具面相對地理北極角度(即方位角)。·當井斜大于3度時,系統將自動轉換為GTF(重力高邊),·當儀器使用方法1,2(磁測量)時系統將顯示MTU。井下SEA工作方法設定措施當儀器在井下運行時,經過控制泥漿泵開停時間,可進行工具面開或關編程。具體方法以下:運轉泥漿泵至正常工作狀態1分鐘以上,停泵,在10-30秒內,重新使泥漿泵運轉至正常工作狀態,即完成編程工作。通常情況下當進行旋轉鉆進時,需關閉工具面,當滑動鉆進時,用一樣方法,即可恢復工具面顯示。SEA探管死機多個情況SEA探管死機表現形式:串測試中,通常是SEA連上串測試盒,連上電池組后,在30秒之內即合上串測試盒上開關(up狀態),造成SEA不能立即進行全測量,這么52秒后,SEA即發出固定工具面值(如S(4)5FFF或其它固定值),不發全測量,而且SEA探管任何方向轉動,工具面全部不會改變。在井底正常工作中,做全測量,數值碼為SBFFFF……F或為SB+其它固定碼,工具面為S4(5)FFF,這有兩種情況:電池組供電正常,SEA探管本身死機。試著做幾次短、長停泵,看是否能夠將SEA返回至正常工作狀態;試著轉動鉆具,看是否工具面隨之改變。如改變,則有可能所發工具面值為正確值。可依據井上具體情況,決定是否繼續鉆進。電池組供電不正常造成SEA探管死機。此情況是電池組正或負電源供電不足、或電池電源線、Coupling連線斷,造成SEA電路不能給傳感器提供±15V以上電壓,從而無法進行有效測量。SEA探管本身電路故障,造成無法向傳感器提供正常電壓。處理措施:第1種情況,停泵,等一分鐘后再進行測試即可恢復正常。第2種情況,試著做幾次短、長停泵,看是否能夠恢復到正常狀態(之前現場發生幾次情況全部是不能回到正常狀態)。如不能,則只能起鉆。鉆臺做以下檢驗:有條件盡可能做淺測試,以深入明確故障點。確定脈沖器、APC是否正常。編程器測試:如編程器燈不正常閃爍(常亮或常滅),而且TX不正常動作,則顯著表現為SEA死機;假如測量電池組正負電源電壓和電流全部正常。則換SEA即可,如無SEA換,則可用原SEA探管(但原探管下井正常工作一段時間后肯定會再死機)。編程器測試時一切正常。可深入測量電池組電壓和電流,和Coupling通斷。如不能明確定位故障,則將APC下整串儀器更換。因為有可能Coupling連線處于似斷非斷狀態,開泵時處于斷開狀態,停泵后又恢復正常。國產SEA注意事項1.工作方法:當井斜大于3度,工作方法為1(缺省工作方法為1)。當井斜小于3度,工作方法為5。當進入純靜態測量無工具面工作方法為9。當進入工具面發HS….HS節能模式時工作方法為8。(當工具面后出現兩個S比如:S1023SS便說明進入節能模式)。作方法顯示井下儀器串接完成后,接上編程器指示燈長亮,這時要等52秒后,撥動一下編程器按扭開關,指示燈“一滅一亮”閃爍幾下,便為工作方法幾(在52秒之前撥動編程器按扭開關不響應)。同時過10秒后脈沖發生器工作一下,可聽到脈沖發生器閥撞擊聲(在10秒之間撥動撥動編程器按扭開關不在響應)。注:SEA7024接上編程器指示燈長滅,且只能編程顯示,脈沖發生器不工作。3.在井下短起泵倒工作方法時,要等到泵壓起來52秒后,出現HS時開始短起泵倒工作方法。(在HS出現之前,短起泵倒工作方法不起作用)。從工作方法1倒工作方法9后,52秒后發一組HS后不在發碼說明進入工作方法9,在工作方法9時發完靜態測量HS8…..,52秒后發一組HS不在發碼。4.國產傳感頭5024磁場強度(和進口傳感頭磁場強度不一樣,不顯示當地場強)數據靠近1為正確場強(比如:99.48)。4、井下壓耗計算公式及水眼選擇:Pt=Pb+Pm+PbhaPtMWD工具下部全部壓耗Pb鉆頭水眼壓耗Pm馬達或渦輪鉆具壓耗PbhaMWD工具下部鉆鋌壓耗(可忽略不計)其中:(kg/cm2)ρ:泥漿比重(g/cm3)Q:排量(L/S)C:流量系數(0.950-0.985)通常見0.953de:鉆頭水眼相當直徑(cm)d1,d2,d3···dn:水眼直徑(cm)依據Pt值可靈活選擇標準脈沖發生器內部水眼方便脈沖發生器正常工作(壓力在臨界狀態時選擇小號水眼)工作范圍推薦范圍#12:低壓350—1500psi500—1143psi#10:中間700—psi1143—1786psi#8:高壓1000—4000psi1786—4000psi通常情況下,全部是采取#12號水眼,也能夠靈活選擇鉆頭水眼大小以滿足正常壓耗范圍。當使用動力鉆具時,鉆頭水眼應盡可能大(米以內井,鉆頭水眼相當直徑不低于3個12毫米,以預防MWD儀器下鉆具內外壓差太高,造成TX因為壓差太高,不能正常工作。5.取得MWD系統運作關鍵參數:從工程人員或設計書上取得MWD系統運作關鍵參數:·當地磁場強度(有條件能夠實地測量,方便比較)。·磁傾角DIP。·磁偏角DEC。從井隊技術員處了解下列常識:·計劃使用鉆頭類型、水眼直徑(注意公制、英制)。·泥漿比重、泥漿泵工況排量、動力鉆具型號壓耗。告訴工程人員MWD儀器相關知識:·MWD儀器懸掛短節長度為:1.51米(以實際測量為準)·懸掛短節公扣端至SEA測量點距離為:雙D電池3.91米。·提醒工程人員立即給MWD懸掛短節和無磁打記號。6.偏差角獲取儀器在下鉆前,必需測量MWD儀器工具面和動力鉆具彎接頭刻線之間角差,然后輸入定向軟件包進行工具面校正,方法以下:以MWD儀器短節上面參考標識為基準,順著井眼,從上往下看,順時針量取儀器工具面和動力鉆具彎接頭刻線之間夾角(0-360°)即為偏差角。.圖6確定工具面偏差角7.完成本趟鉆統計并建新統計?由路徑[Orenteer][Battery](電池)顯示電池參數,把電池余量抄在《工作日志》上。?從路徑[Editor][Edit][ToolRunRecord]中進入目前下鉆統計中,輸入完鉆時間、脈沖數、儀器工作時間,完鉆井深等參數。?按Ctrl+Enter接收輸入。?由路徑[Orenteer][SetUp]選中[SetPulseCounter]項,把脈沖數清零。?不管是否打完一口井全部要在結束上趟統計后建一趟新記錄,不然電池將接著上趟鉆電池統計下去,假如剛剛打完是完井最終一趟鉆,只是建一個下趟鉆統計號就行,其它什么參數全部不用輸入。8.淺測試井下儀器除了地面串測試、鉆臺上用編程器驗證整個儀器串性能外,下鉆前,必需運轉泥漿泵做淺測試,實際驗證下井儀器性能,方法以下:鉆具配好后(淺測試時,鉆頭接和不接均可),將儀器串放入井眼,脈沖發生器出口水眼低于鉆臺面,運轉泥漿泵至鉆臺泵壓表顯示3-5MPa,1分鐘后,在儀器房依據地面接口箱打印曲線上是否有信號可判定儀器串正常是否,同時也判定了地面系統是否正常;如在鉆臺面則可聽到脈沖發生器出口水眼泄流聲音,表明儀器串正常;能夠下鉆。9.靜態測量結果獲取鉆具到井底后,通常先要獲取靜態測量,方法以下:連續運轉泥漿泵至正常工作狀態,停止鉆進,鉆盤停止轉動,將鉆具鎖住在需要做全測量位置,停泵1分鐘,開泵至正常工作狀態,1分鐘后,上位機軟件便可得到全測量數據流,隨即可得具體數據。在發送靜態數據時,鉆桿應保持靜止,泵壓應保持穩定。注意:靜態測量結果為停泵瞬間位置靜態測量值10.密封圈正確使用及保養記住:假如不能確定,則不使用?應該堅持以上準則;盡管密封圈價格昂貴,但因為密封圈損壞所造成工具串損壞溢出造成損失填補則更為昂貴。?節省使用Lube,太多Lube會減弱密封圈可壓縮性,且易造成對裝配件損壞,Lube應防塵防沙。?金屬表面磨損可能造成密封圈損壞,所以需仔細檢驗,確保密封區域完好。?廢棄密封圈應立即銷毀扔棄,預防事故性反復利用。GT圈和O圈檢驗標準GT圈剖面圖上已依據檢測目標分為三個區域。以下圖:圖7檢測時密封表面區域1區:這個區域是應和金屬部分直接緊密配合密封表面,應嚴格無缺點。應含有最高質量等級表面磨光度。在1區表面不許可涂有污點,不許可進行粗糙修整,不許可有任何磨損之處。2區:這個區域是密封圈功效區,因為它直接關系到保護墊環發揮其應有性能。3區:這個區域范圍是從密封圈邊緣外邊界起一直延伸至和工作區相接地方。3區中存在不超出10%表面區域磨損不影響使用。若其中有包含物或覆有硬殼,則不能使用。?可使用GT圈標準密封圈有時許可存在表面缺點(如缺口或凸起),但GT圈剖面圖必需和下圖(圖6)所表示中標準剖面一致,不許可存在任何部分或永久損傷或是其它和標準型不一樣之處。記住:如有任何疑問,則停止使用。圖8可反復使用密封圈剖面標準?可使用O圈標準標準上提議用戶在每次使用脈沖發生器時更換O圈。經MWD使用人員根本檢驗確保完好后,Coupling上O圈可繼續使用。必需考慮O圈現在或將會出現問題。若不能確保O圈質量,應立即更換。高溫高壓井下作業后有必需更換使用過O圈。密封圈清潔密封圈清洗程序應為:用紙巾輕輕擦拭密封圈。若密封圈上有干泥漿,能夠使用少許水洗掉,但在涂Lube并將其安裝于操作工具上之前,應保持密封圈表面干燥,不應有任何潮濕之處。密封圈儲藏密封圈應儲藏在無塵環境中,且要密封于小型塑料袋中,并作上標簽注明。必需避免陽光直射,避免放在過冷或過熱環境中。避免將密封圈放置于可能和鋒利金屬物體接觸地方。已損壞密封圈必需用刀銷毀,并處理掉以預防重新使用。11MWD電池制作和現場使用要求電池制作制作電池前,認真檢驗電池堵頭兩端LEMO插頭內外潔凈、無塵,插頭定向正確。中間連線插頭焊線接頭牢靠,各連線間絕緣性能良好。如發覺有問題,應立即送做深入檢驗。確保所用裸電池無誤,先用萬用表檢驗裸電池電壓。裸電池螺絲定位孔要居中,以確保電池做好后,堵頭兩端LEMO工具面成一線。連線插頭正確入位,用D05膠時,應預防膠流入插頭插孔,避免造成接觸不良。先用加載盒加載電池,查對空載電壓、加載電壓和電流在要求范圍內方可使用。嚴禁用萬用表直接在電池一端LEMO頭上量電壓。如用萬用表在電池堵頭上量電壓,表筆必需分別放在兩端。電池加載正常后,用高溫膠帶包好插頭插孔處。正電源用藍色熱縮帶封好,負電源用黑色熱縮帶封好。將封好電池裝入電池抗壓筒中,上下用Coupling試驗所做電池是否合格。再次用電池加載盒核實所做電池組空載電壓、加載電壓和電流連線導通性和絕緣性,并做好該電池組制作紀錄。現場應用現場人員上井前,必需依據該電池組運行統計單,認真用電池加載盒核實,以確保滿足現場使用。每組電池在現場使用結束后,現場人員必需認真正確填寫該電池組運行統計單,現場責任人簽字認可。如在現場使用中,發覺某電池組有問題,返回時必需具體寫明故障現象,責任人簽字認可。電池組返回后,將統計單一并交給庫房人員,由庫房人員負責對電池組進行測試,并寫出測試結果。三、電池容量計算·MWD系統電池容量估算公式:剩下容量(J)=(1872×儀器串插入小時數)-(20.5×脈沖發生器所發脈沖數)井下儀器靜態消耗約4.5萬Joules/天;脈沖發生器平均發脈沖數500-600個/小時。·新電池容量:雙D:240萬Joules。注:依據MWD系統使用計劃,充足確保電池有足夠容量來完成下一趟鉆需要。四、激活(加載)電池電池組“十”端用十芯電纜接測試盒(BMB)“IN”端,加載測試盒扭子開關置于PW2位置。按下測試盒LOAD鈕加載(圖9),把萬用表設為直流電壓擋,表筆負端插入測試盒黑色插孔(第一插孔);表筆正端插入測試盒黃色插孔(第六插孔)。當加載電壓大于直流31V時,即可停止加載。相關電池多個參數:1、3腳電壓(V)4、6腳電壓(V)1、6腳電壓(V)未加載時17-18V17-18V34-36V加載5分鐘后15-17V15-17V30-34V30-34V16.5-17.516.5-17.516.5-17.5以上參數是在室溫20度左右參考值;在實際使用中,要依據電池具體情況而定。雙D電池組接線圖:用國產加載盒注意事項:國產加載合開關撥到正負端,分別測量電池正負電源電壓和電流。圖9電池加載盒**關鍵信息:1.儀器下鉆前,必需進行淺測試(如條件不許可,可經過編程器驗證儀器是否工作正常),驗證整個MWD系統是否工作正常。2.把工具面偏差角輸入計算機。運行GEOV5程序,取路徑[EDITOR][EDIT]選[TOOLRUNRECORD]輸入工具面角,按CTRL+ENTER接收輸入。3.設置RFD方法為GRAPHICS(圖形)或GRAPHICSCHECK(圖形+校驗),確保RFD顯示正常。4.電池容量輸入。取路徑[EDITOR][EDIT]選[TOOLRUNRECORD]輸入電池容量,按CTRL+ENTER接收輸入。附錄一MWD系統儀器規格、尺寸范圍和水力參數表1.MWD系統設備尺寸MWD系統備有下列尺寸標準工具連接扣型和直徑鉆鋌外徑×內徑(英寸)脈沖發生器短節外徑×內徑(英寸)連接扣型上扣經典扭距等量鉆鋌強度外徑×內徑百分比最大許可排量(L/S)儀器產生壓差(水)(PSI)4.75×2.814.75×3.253-1/2IF9,9004.75×2.81100.060.06.25×2.816.25×3.254”IF16,2006.25×2.81100.060.06.25×3.256.25×4.004”IF16,2006.25×2.8196.764.46.75×3.256.75×4.004-1/2IF25,8006.71×2.8197.664.48.00×3.258.00×4.006-5/8Reg47,0007.97×2.8198.864.48.00×3.758.00×4.006-5/8Reg47,0007.93×2.8196.639.0注:·本系統采取負脈沖傳輸方法,儀器以下壓差應該保持在儀器所要求范圍內,以取得最好數據檢測。·在最大流速下連續工作時,泥漿含沙量應該低于0.5%,較高含沙量只能在短時間內或低流速時使用。·額定最大靜壓力:標準儀器:15,000PSI,選擇耐高壓抗壓筒可達20,000PSI·對泥漿黏度無限制,泥漿堵漏計顆粒中等大小·儀器長度:標準儀器4.72米。表2.MWD系統儀器規格、傳感器特征參數精度反復性分辨率更新速率數據類型方位+/-0.5°+/-0.5°0.1°平均每次測量傳輸時間為90秒計算和原始數據井斜+/-0.05°+/-0.05°0.1°平均每次測量傳輸時間為90秒計算和原始數據溫度+/-1.0°+/-1.0°0.1°每次測量計算和原始數據當地場強+/-0.075mT+/-0.075mT0.01mT每次測量計算和原始數據重力工具面+/-0.5°+/-0.5°0.1°標準工具面每次平均30秒;快速工具面每次平均8秒,節能工具面每次平均60秒僅計算數據磁性工具面+/-1.0°+/-1.0°0.1°標準工具面每次平均30秒;快速工具面每次平均8秒,節能工具面每次平均60秒僅計算數據方位工具面(井斜<3°)+/-1.0°+/-1.0°0.1°標準工具面每次平均30秒;快速工具面每次平均8秒,節能工具面每次平均60秒僅計算數據、工作溫度:0-150沖擊:1000g/1/2毫秒振動:20gRMS30-300Hz隨機;30g50-300HzSine附錄二優化信號脈沖檢測和譯碼脈沖序列波形門檻值脈沖檢測脈沖譯碼提議高窄脈沖檢測,有一些脈沖會被遺漏小于0.25秒脈沖譯碼成“N”,經典序列:S10NN55NH1N4N……降低門檻適宜全部脈沖均能自動檢測正常譯碼,經典序列:S10125S0135S10……最優化結果低寬脈沖檢測“W”出現較多大于1.2秒脈沖譯碼成“N”,經典序列:SL1W4IWILHW2SLW……增加門檻附錄三MWD系統故障分析及處理措施故障現象可能原因處理措施沒有信號立管壓力傳感器故障?檢驗地面接口箱壓力表讀數?檢驗壓力傳感器及電纜連接情況井下儀器故障(電源或脈沖發生器)?起鉆檢驗信號微弱立管壓力傳感器被堵?卸下壓力傳感器檢驗井下壓差不夠?檢驗水利參數計算結果?提升排量脈沖發生器蘑菇頭磨穿有縫隙?下趟鉆更換脈沖發生器脈沖發生器泄流篩網被泥漿堵漏劑塞住?證實堵漏劑型號?下趟鉆清潔泄流篩網泵沖傳感器撥針擺動不正常?用萬用表測量通斷情況及是否短路,必需時更換脈沖發生器內部水眼選擇不妥?檢驗水利參數計算結果?下趟鉆更換內部水眼方位異常測量點周圍有套管或金屬物質?檢驗靜態測量中HN值磁性地層?按原工具面繼續鉆進或轉盤旋轉鉆進,避開后再繼續測量SEA方向傳感器失效?起鉆更換SEA全測量錯誤井下傳送數據未被地面系統檢測到?關泵,重新測量在靜態測量時,鉆桿活動?鉆桿靜止后重新測量測量點周圍有套管或金屬物質?檢驗靜態測量中HN值?和地質查對地層情況SEA方向傳感器失效?起鉆更換SEA丟碼漏碼脈沖發生器電磁閥?起鉆更換脈沖發生器注:發覺儀器產生故障后,輕易不要起鉆,實在沒有措施后再起鉆。起鉆后,一定要查清原因,不然井下儀器全換后,方可下鉆。附錄四MWD系統正常工作一段時間,忽然信號曲線干擾很大,無法識別信號通常處理過程首先檢驗信號不好前,MWD地面系統各項參數是否改變,如:泵沖開關位置是否改變;查看SIB電流表是否上下波動;井隊泥漿加重,鉆臺上下活動鉆具。查看鉆臺水龍帶是否晃動,泵壓表指針波動,泵上水不好,修泵,補充泵空氣包壓力,檢驗兩個泵是否適用一個空氣包,將全部和高壓管線無關閥門關緊。檢驗泵壓信號線兩端是否松動,造成+24V時斷時續。循環管匯是否有泄漏地方,如灌泥漿口或裝了兩個水龍帶(九號平臺)。SPP安裝處是否有空氣,換一個地方安裝SPP。井隊發電機是否頻率不穩(通常說,假如儀器開始工作正常,則電源應正常)。99年HD402井出現此情況,改用后備電源UPS供電后,信號曲線正常。如是小徑儀器,檢驗所加鉆桿濾清器是否被堵。換SPP。SPP壞有多個現象:停泵時電流表無4mA指示,開泵后電流表指針在0或滿量程位置;停泵時電流表有4mA指示,開泵后電流表指針不隨泵壓升高而上升或指針不穩,上下往返波動,信號曲線雜亂無章;淺測試信號太弱,并逐步不發脈沖,極有可能是TX內部泄漏,造成平衡活塞頂到頭部,無法依據蘑菇頭運動調整距離,從而使蘑菇頭無法正常打開。在TZ47井出現此情況。10.TX到井底后,脈沖時有時無,可能是TX彈簧松了所致,在九號平臺出現此情況,TX到地面后,用嘴對TX吹氣,漏,說明蘑菇頭未全關閉。檢驗彈簧,發覺比正常距離少5mm11.有可能動力鉆具工作不正常,造成猛烈震動所致。附錄五MWD無線隨鉆使用要求一、對鉆井液和凈化設備要求鉆井液含沙量必需小于0.3%,含沙量越小越好。若調整鉆井液性能,應預先通知MWD儀器工程師作好準備,因為調整鉆井液性能,有可能造成井下儀器一段時間工作不正常。嚴禁在鉆井液中加堵漏劑和玻璃球等大顆粒物質,以免損壞井下儀器或造成井下儀器工作不正常(隨鉆堵漏劑除外)。對鉆井液粘度和密度等其它參數無特殊要求。正常鉆進時,必需確保兩級(振動篩、除沙器)以上鉆井液凈化設備正常工作。二、對鉆井泵和循環系統要求鉆井泵上水要好,泵效率要求在95%以上。鉆井泵空氣包壓力要穩定,按要求補充其壓力為鉆井泵正常工作時壓力1/3,若使用雙泵,兩臺泵空氣包壓力應一致。泵閥體、閥座、凡爾、缸體、缸套、活塞和彈簧要完好,確保泵上水良好,如發覺某一部分有不正常工作跡象,應立即檢修泵,以免影響MWD儀器正常工作。整個循環系統所使用濾網要潔凈,泵出口濾網在使用MWD儀器前要進行清洗,確保鉆井液經過自如。10.可能使用鉆桿濾清器,以防大顆粒或其它物質卡住儀器,造成儀器不工作或損壞。三、對井隊電源要求必需提供連續220V,50~60Hz交流電源,若要停電或倒發電機,應預先通知MWD儀器工程師;依據MWD儀器工程師要求,將儀器房電源接到對應位置(盡可能配專線)。臺儀器對接、拆卸和量角差要求無磁鉆鋌在使用前要通徑,內部潔凈無雜物,要打好記號。要確保動力鉆具彎接頭方向和其記號方向一致。在鉆臺,儀器對接、拆卸,必需用提升短節,只能在井口進行,嚴禁在鼠洞進行。不一樣短節,其旋緊扭矩不一樣,現場工程師要提醒司鉆注意(和對應鉆桿旋緊扭矩相同)。量角差時,必需兩人以上在場,并一一核實。使用MWD儀器隨鉆過程中,泥漿泵每次停止、再開啟時間間隔不得小于1分鐘。MWD儀器測量方法:a).鉆進過程中測斜:停止鉆進,停止轉盤轉動,將鉆柱上提1米,鎖住鉆柱,停泵約1分鐘,開泵約3分鐘,測量點(井斜、方位等)測量數據傳到地面。b).鉆完方入測斜:停止鉆進,停止轉盤轉動,將鉆柱上提1米,鎖住鉆柱,停泵約1分鐘,接單根后將方鉆桿盡可能方入井眼,鎖住鉆柱,開泵約3分鐘,接單根前(井底)測量點(井斜、方位等)測量數據傳到地面。附錄六MWD井下儀器串測試、淺測試正常,下井后無信號(或工作一段時間后無信號)處理過程確保壓力傳感器SPP、接口箱SIB、PC機等地面設備工作正常,MWD儀器下BHA壓差滿足MWD工作條件。無信號前現象怎樣(泵壓是否改變、信號曲線幅度是否有改變、全測試是否連續出現S9、SA、SB等不正常現象)。停泵約兩分鐘,開泵至正常工作狀態,一分鐘后,如無全測量出現:大幅度活動鉆柱;用鉆盤慢速旋轉鉆柱(有時TX水眼在井眼低邊時,也會造成信號太弱而使SIB檢測不到,活動鉆柱后會正常);短停起泵驗證是否儀器工作方法改變;請工程人員檢驗鉆井、水力參數是否正常(由此判定鉆柱是否有漏現象);檢驗井下動力鉆具是否有正常壓差顯示(工程人員判定)。如(2)不行,可盡可能增大泵排量,鉆頭盡可能接觸井底(以此判定是否因為MWD儀器下BHA壓差不夠造成故障)。如(3)不行,起鉆,在起鉆過程中,如有條件,提前準備好備用儀器、電池等。儀器提到井口后:檢驗動力鉆具、鉆頭(水眼)等是否正常;接上方鉆桿對儀器做淺測試(水力參數同下井時淺測試)驗證儀器是否工作。如儀器工作,可基礎排除儀器本身故障,儀器在井下無信號原因可能是工程方面。(通常來說,假如儀器在井下無信號,起鉆過程中未發覺鉆柱漏、起鉆后動力鉆具檢驗正常,再對儀器做淺測試時,儀器不會工作)。如(4)不行,在鉆臺,首先用編程器(之前確保編程器正常工作)測試整個儀器串:儀器如正常,編程器顯示目前儀器工作方法,手握探管,可感應到脈沖發生器蘑菇頭動作兩下,表明儀器串接正常,故障可能是電池電量不足、COUPLING和探管連接不牢靠(工作時強烈震動造成)或工程方面原因;編程器顯示,但感應不到脈沖發生器蘑菇頭動作兩下,故障可能是電池電量不足(某一節失效)、APC或脈沖發生器,先測試電池,如正常,則更換APC(脈沖發生器發生故障可能性很小,泡沫泥漿使用除外),再測試。如編程器無顯示,故障在儀器本身,從APC和電池筒處卸開,再用編程器測試SEA是否和電池正常連接:編程器顯示目前儀器工作方法,故障在APC(APC電容漏電),換APC,再測試;編程器無顯示,故障在電池或其COUPLING,更換,再測試,直至儀器正常工作。如無法明確哪部分出現故障,提議更換整串井下儀器,先下井工作,因為兩串儀器同時出現故障可能性很小,再者,假如第二串儀器下井不正常工作,則故障肯定不在儀器,以后,再對故障儀器仔細分析。以上只是概述處理通常過程,現場具體情況具體分析.附錄七MWD儀器裝配和測試要求(上井前)一、無磁懸掛短節、鈹銅鉆鋌、接頭選擇正確無磁懸掛短節,公母扣用鋼絲刷清理潔凈,公母扣密封面必需光滑、無傷痕(如表面有小傷痕,可用砂紙或銼刀磨平)。懸掛短節和脈沖器接觸內外壁必需清洗潔凈,負脈沖器裝配孔內外清洗潔凈,仔細檢驗O圈、GT圈經過處應平滑、無傷痕。確保每個小固定螺絲孔、擋圈槽完好。鈹銅鉆鋌和接頭在上井前,其絲扣必需用鋼絲刷刷潔凈,并上好尼龍護絲。無磁懸掛短節在裝車時,必需保護好公母扣。二、井下儀器串檢驗APC、PSA、SEA、尖錐等抗壓筒內外壁,必需潔凈、無雜物、無水汽、端面完好,觀察或用手觸摸密封圈經過處,確保密封圈經過時不會損傷,如發覺有傷痕或泥漿沖刷痕跡,應事先用什錦銼修理,尤其注意螺絲孔周圍。檢驗APC鎖緊套,內孔絲扣潔凈、外觀無傷裂痕。檢驗APC內芯、電池組、SEA探管等,必需外觀完好,上下LEMO插孔完好。內面無雜物。電池組容量足夠。檢驗COUPLING上下LEMO插針外觀完好,不松動,內面無雜物,無水汽等,COUPLING上端定位針長度一樣,不歪不斜。按要求將適宜扶正塊、檢驗好O圈、GT圈裝好,并將COUPLING和各自抗壓筒連好,上好螺絲。將APC內芯、電池組、SEA探管插入到各自抗壓筒后,模擬鉆臺安裝井下儀器串次序,核實各對應部分能正確安裝到位。核實要使用脈沖器性能、檢驗脈沖器外觀完好、檢驗連接APC總成處密封圈完好、內外無雜物,按安裝要求將脈沖器和APC總成連好。將井下儀器串進行串測試或編程測試,確定正常后結束測試。用橡皮套保護好各總成。檢驗脈沖器螺栓和噴嘴,盡可能用比很好噴嘴以有利于裝卸。按要求裝好密封圈。10.按安裝步驟和要求將脈沖器總成裝入無磁懸掛短節中,并上好保護接頭和母扣提絲。附錄八MWD系統現場故障分析實例1998.6.3淺海八號平臺現象:在井斜角較小情況下(小于20度)MWD工作時信號干擾很大,動態工具面難以發出,甚至難以手動測量,而當井斜超出25度后,信號逐步好轉。
原因分析:當初鉆具組合為198(9寸)單彎+PDC鉆頭,因為淺海地域地層較軟,而PDC鉆頭勁大,當井斜較小時輕易造成跳鉆現象,對循環系統造成沖擊,致使經過泥漿傳送信號干擾較大。當井斜較大時,井下鉆具趨于穩定,鉆具震動干擾影響變小,對應信號趨于正常。這在現在認為是正常,但因為當初是第一次到淺海進行技術服務,因為不熟悉情況,所以造成影響較大。在此尤其說明。處理方法:在軟地層中鉆井震動對MWD信號干擾是比較大,尤其是使用PDC鉆頭,而又在井斜角較小情況下,其震動干擾尤其大,對MWD信號影響是不可避免。在此情況下,最好是更換牙輪鉆頭,另外在鉆進時要平穩加壓,手動測量,或等工具面出現后再活動鉆具。1998.8.24九號平臺現象:MWD工作時(開雙泵)信號干擾很大,查系統各部分全部正常,靜態測量時僅開一個泵(常見1號泵),信號基礎正常,而鉆進時開雙泵時信號又不好,以后發覺只要開2號泵時信號就不好。原因分析:2號泵入口密封圈損壞造成干擾處理方法:在儀器及循環系統正常情況下,信號有干擾,要考慮泵本體是否正常。當初處理方法是在停泵時抓緊時間檢修泵。1998.10.4樁西側鉆水平井現象:MWD工作在井斜為60度左右時,信號不好,有時直接不出信號,若活動鉆具,信號又趨于正常原因分析:小口徑水平井在60度周圍返砂易于聚積,堵塞環腔形成砂橋,對信號傳送造成影響,甚至堵塞脈沖器水眼,循環系統無法傳送信號。處理方法:在易于形成砂橋井段,要注意改善泥漿性能,增加攜砂量,勤活動鉆具,減小砂橋形成。1998.10.10史口側鉆水平井現象:MWD在正常工作時,信號忽然變壞,發不出完整信號,活動鉆具后連續出現0000、、、信號。停泵再開泵全測量時仍然如此。因為循環系統無問題,當初懷疑因為泵壓太高(240千克)致使脈沖器損壞,或TR以下BHA有損壞處造成壓差不夠,使壓力開關處于臨界狀態。故決定起鉆檢驗。原因分析:起鉆后發覺脈沖器入口通路被橡膠片堵塞,致使脈沖器以下壓差不夠,使壓力開關處于臨界狀態,而造成脈沖器斷續發出信號。處理方法:更換脈沖器。1999.1.14史口側鉆水平井現象:MWD工作時,打印曲線上脈沖信號變弱,以后忽然沒有譯碼輸出,(脈沖曲線信號幅值顯著變小)降低門檻值后有譯碼輸出。聯想到前一段時間有信號逐步減弱,譯碼脈沖變窄及常常出現啾丟碼現象。考慮到當初長時間大力度擺過工具面。當初懷疑脈沖器下接頭被扭裂,外漏泥漿使BHA壓差減小而造成信號變弱。原因分析:起鉆檢驗后發覺脈沖器水眼被沖壞,在水眼處內外環腔形成旁通,使BHA壓差減小,從而造成信號變弱。處理方法:更換脈沖器。現象1:超細長MWD在井下工作時,忽然泵壓下降3MPA,打印曲線上脈沖信號變弱,降低門檻值后有譯碼輸出。當初懷疑鉆具組合某處刺漏泄泥漿,外漏泥漿使BHA壓差減小而造成信號變弱,立即起鉆。起鉆后發覺脈沖發生器水眼被沖壞,在水眼處內外環腔形成旁通,使BHA壓差減小,從而造成信號變弱。現象2:脈沖信號時有時無,打印曲線平滑無干擾,次時經過上下活動鉆具,循環一會又恢復正常原因:和地層相關,井底泥巖不能充足返到井上,堵住水嘴,使信號傳不上來。現象3:接口箱壓力表波動幅度很大(2格
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