鉆桿傳輸測(cè)井施工中儀器的安全防護(hù)

陳光輝 譚少軍 覃勁杰 候 旭 王戰(zhàn)鋒 崔志剛 熊齊國(guó)

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吐哈事業(yè)部 新疆鄯善)

鉆桿傳輸測(cè)井施工中儀器的安全防護(hù)

陳光輝 譚少軍 覃勁杰 候 旭 王戰(zhàn)鋒 崔志剛 熊齊國(guó)

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吐哈事業(yè)部 新疆鄯善)

測(cè)井儀器在鉆桿傳輸測(cè)井施工中容易損傷,因而設(shè)計(jì)安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置對(duì)儀器加以保護(hù)。根據(jù)測(cè)井儀器特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)了1515HDIL陣列感應(yīng)保護(hù)套,XMAC交叉偶極子聲波、數(shù)字聲波扶正器,2228巖性密度探頭保護(hù)器,鉆桿起降緩沖裝置。這些保護(hù)措施的應(yīng)用在鉆桿傳輸測(cè)井施工中對(duì)儀器設(shè)備起到了很好的保護(hù)作用。

鉆桿傳輸測(cè)井;保護(hù)套;扶正器;探頭保護(hù)器;緩沖裝置

0 引 言

鉆桿傳輸測(cè)井由鉆桿的剛性起、下儀器,使得儀器在起、下過(guò)程中,容易受到不規(guī)則井壁的阻力,造成儀器的彎折,或因水平井造斜段的彎曲,造成儀器的損傷,帶推靠的儀器則更容易被損壞。如陣列感應(yīng)玻璃鋼外殼的折損,造成弱點(diǎn)的滲油;帶皮囊儀器如XMAC皮囊容易受巖石刮擦而破損漏油;放射性儀器如2228巖性密度的探頭出頭容易在洼陷處受到碰撞,小臂容易折斷等等。這樣給施工帶來(lái)一些新的課題,因此,有必要研究有效的保護(hù)裝置采取措施對(duì)這些問(wèn)題加以解決。

1 陣列感應(yīng)玻璃鋼保護(hù)套

1515MA由于玻璃鋼自然電位SP引出端設(shè)計(jì)上的缺陷,經(jīng)過(guò)若干水平井施工后,受造斜段的曲張力,造成自然電位引出端金屬體與玻璃鋼外殼的粘合被破壞,而容易出現(xiàn)引出端周圍滲油,因此需要在水平井測(cè)試時(shí)加強(qiáng)玻璃鋼的保護(hù)。

根據(jù)感應(yīng)儀器特點(diǎn)[1],設(shè)計(jì)了玻璃鋼保護(hù)套[2],套裝在儀器外面,如圖1所示,中間為玻璃鋼套,兩端為金屬固定環(huán),固定環(huán)利用儀器玻璃鋼上下的扳手孔加以固定,保證儀器在井眼中不會(huì)滑脫。上部固定環(huán)與玻璃鋼可以任意轉(zhuǎn)動(dòng),下部固定環(huán)的齒牙結(jié)構(gòu)保證玻璃鋼套與儀器不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn),并在自然電位測(cè)量位置開(kāi)孔,保證了自然電位的測(cè)量。

圖1 1515陣列感應(yīng)保護(hù)套

2 聲波扶正器

XMAC儀器由于儀器發(fā)射和接收部分開(kāi)窗較大,在斜井和水平井測(cè)井工程中皮囊極容易被巖石劃撥,造成儀器漏油,原因是安裝的扶正器不合適。普通的橡膠扶正器由于僅僅靠喉箍固定,容易滑脫,或者直徑不合適,劃破皮囊。

圖2 XMAC扶正器及固定支架

對(duì)此,設(shè)計(jì)了如圖2所示的扶正器,它是由一個(gè)扶正器金屬固定骨架和橡膠外套組成,利用喉箍把橡膠外套固定在金屬固定骨架上,然后利用儀器端頭的放勾頭扳手的位置,使用頂絲固定在儀器上,使得扶正器更加安全可靠。可以根據(jù)井眼大小更換不同外徑橡膠外套,從而保證儀器的良好居中。在設(shè)計(jì)上,根據(jù)儀器扳手孔有3孔、4孔、6孔的特點(diǎn),固定螺絲位置設(shè)置如圖3所示,長(zhǎng)虛線位置用于4孔扳手孔安裝,短虛線位置用于6孔、3孔扳手孔安裝,可以靈活多變的適應(yīng)各種儀器的安裝,安裝方便簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,在數(shù)字聲波、XMAC偶極子聲波得到良好效果,同時(shí),設(shè)計(jì)合適的直徑后,可以作為陣列感應(yīng)及其他儀器的扶正器。

圖3 固定螺絲位置圖

3 2228巖性密度探頭保護(hù)器

57系列的巖性密度儀器在推靠收攏狀態(tài)下大臂向下時(shí),會(huì)出現(xiàn)探頭伸出儀器邊緣的現(xiàn)象,而在水平井測(cè)井時(shí)為了取得好的測(cè)井資料,需要安裝相應(yīng)的姿態(tài)保持器保證探頭向下,從而使探頭很好的貼合井壁,這在儀器下到水平段時(shí)容易在特定狀態(tài)下(儀器下放,探頭向下并且探頭在洼陷出探出儀器邊緣)出現(xiàn)探頭受到井眼撞擊擠壓的風(fēng)險(xiǎn),放射源將會(huì)受到威脅。

針對(duì)這種情況,根據(jù)儀器特點(diǎn)設(shè)計(jì)了探頭保護(hù)器如圖4。它是一個(gè)弧度與儀器完全匹配的半圓弧狀結(jié)構(gòu),利用四顆防磨螺釘孔進(jìn)行固定。其前面的小半圓弧阻擋住大臂,使探頭在水平井測(cè)井時(shí)鉆桿下放時(shí),不會(huì)探出儀器邊緣,同時(shí)保證探頭有一定的活動(dòng)余地,測(cè)井時(shí)保證探頭能夠很好的貼合井壁。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,效果良好。

圖4 密度探頭保護(hù)器及裝配示意圖

4 鉆桿起降緩沖裝置

帶推靠?jī)x器在儀器設(shè)計(jì)上基本上都是只能上測(cè),不能下測(cè),因?yàn)閮x器推靠臂向上受力是剛性的[3]。在鉆桿傳輸測(cè)井工程中,在推靠臂打開(kāi)狀態(tài)下,由于鉆桿起降,造成儀器向下下放,容易把儀器推靠臂損傷,如果避免在鉆桿下放過(guò)程中儀器的向下移動(dòng),就可以避免推靠臂的損傷。

因此可以設(shè)計(jì)一種緩沖器,在測(cè)井過(guò)程中,用于緩解鉆桿向下的推力,使得鉆桿短距離向下時(shí),儀器停留在原來(lái)位置。如圖5所示為緩沖器的剖面圖,它是一個(gè)活塞結(jié)構(gòu),其原理是利用活塞的相對(duì)移動(dòng)來(lái)抵消鉆桿的下移,當(dāng)儀器上提時(shí),緩沖器活塞為收緊狀態(tài),帶動(dòng)水平井工具和儀器一同上提;當(dāng)鉆桿下放時(shí),緩沖器活塞外套向下運(yùn)動(dòng),向下壓縮彈簧,而中間活塞因儀器與井壁的摩擦力的作用,停在原地不動(dòng)。因此只要鉆桿沒(méi)有太大的動(dòng)作,就不至于推動(dòng)儀器串下行,從而降低儀器推靠臂受到井壁的逆向推力而損壞的幾率。彈簧用以緩沖鉆桿的推力,使儀器在特定推力下能夠及時(shí)下移,避免測(cè)井過(guò)程中鉆桿下放過(guò)多,活塞滿形程時(shí),出現(xiàn)對(duì)儀器的剛性推力。

圖5 鉆桿上提時(shí)緩沖裝置示意圖

5 結(jié) 論

以上措施中,1、2、3項(xiàng)措施已經(jīng)在測(cè)井中應(yīng)用,并取得了良好的效果,第4項(xiàng)措施正在進(jìn)一步做可行性分析和完善設(shè)計(jì),以確保井筒和儀器安全。

[1] [美]Baker Atlas.Downhole Tools Maintenance Manua1s. 2006(資料)

[2] TK-300型水平井測(cè)井電纜對(duì)接工具說(shuō)明書及維修手冊(cè).2006(資料)

[3] [美]Baker Atlas.Pipe Conveyed Logginge/Operating Manuals.2006(資料)

Chen Guanghui,Tan Shaojun,Qin Jinjie,Hou Xu,Wang Zhanfeng,Cui Zhigang and Xiong Qiguo.The instruments safety protection in pipe-conveyed logging.PI,2010,24(4):30～31

The logging instrument is easy to be damage in Pipe-Conveyed Logging,so it is necessary to design corresponding protective device to protect the instrument.According to the instrument characteristics,1515HDIL array induction logging instrument Protector,the XMAC and Digital Acoustilog logging instrument centralizer,2228 Z-Density logging instrument pad protector,and the drill rod taking off and landing buffer have been designed.These protective measures function well in the Pipe-Conveyed Logging to the logging instrument.

pipe conveyed logging;protector;centralizer;pad′s protector;buffer

P631.8+3

B

1004-9134(2010)04-0030-02

陳光輝,男,1973年生,工程師,1996年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院礦場(chǎng)地球物理專業(yè),現(xiàn)在中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吐哈事業(yè)部從事測(cè)井儀器維修工作。郵編:838202

2009-11-30 編輯:劉雅銘)

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