隨鉆儀器振動(dòng)測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)

尹金東，李春來

（1.大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)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(diào)度指揮中心綜合調(diào)度科，黑龍江大慶 163000）

1 概述

大慶油田的開發(fā)已進(jìn)入中后期，外圍薄差油層的有效開采是油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一。目前，薄差油層多采用水平井開發(fā)，現(xiàn)場(chǎng)施工需借助LWD隨鉆測(cè)井儀器進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。

LWD儀器現(xiàn)已在薄差油層水平井的開發(fā)中得到了大面積的推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。LWD儀器的穩(wěn)定性高低直接影響現(xiàn)場(chǎng)施工成本，但因?yàn)闄z測(cè)手段有限，返回車間的故障儀器經(jīng)常檢測(cè)不出故障所在。針對(duì)此問題我們沒有準(zhǔn)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(duì)此現(xiàn)象的分析，認(rèn)為儀器在井下處于振動(dòng)狀態(tài)，而在車間不能模擬井下動(dòng)態(tài)環(huán)境，只是在靜止?fàn)顟B(tài)下檢測(cè)，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(xiàn)。因此，急需振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備對(duì)故障儀器和新組裝的儀器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，以避免此類故障的發(fā)生，提高儀器的穩(wěn)定性。

2 振動(dòng)篩的改造

經(jīng)調(diào)研，隨鉆儀器通常在5～10g加速度、10～150Hz頻率環(huán)境下開展振動(dòng)試驗(yàn)?，F(xiàn)有一臺(tái)廢置振動(dòng)篩，其加速度不小于6g、振動(dòng)頻率為23Hz，基本可以滿足振動(dòng)測(cè)試要求，故將其改造成了隨鉆儀器振動(dòng)測(cè)試臺(tái)，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(cè)面鐵板支架向其一側(cè)移動(dòng)，增大振動(dòng)平臺(tái)空間；

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

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

（6）更換所有線路（原線路已嚴(yán)重老化）和啟動(dòng)、關(guān)閉等按鈕；

（7）徹底檢查振動(dòng)篩的連接情況，補(bǔ)齊缺失的螺栓及螺母；

（8）保養(yǎng)維護(hù)振動(dòng)篩，并提供潤(rùn)滑油；

（9）整形（變形處、激動(dòng)電機(jī)外殼破損處等）；（10）噴漆，防止生銹。

2.1 振動(dòng)部件垂直固定工裝的設(shè)計(jì)

（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(cè)試針，所以插件固定底座軸臺(tái)肩高為80mm。為使連接環(huán)能牢靠的固定在插件上，在振動(dòng)測(cè)試時(shí)不松動(dòng)，設(shè)計(jì)了固定連接環(huán)的壓緊盤和拉桿，通過鉸鏈和螺栓壓緊。為使壓緊盤在振動(dòng)測(cè)試時(shí)周向固定，在壓緊盤上設(shè)計(jì)了定位銷，插到連接環(huán)的定位銷孔里。見圖1。

（2）探管垂直固定工裝。在振動(dòng)篩側(cè)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(qiáng)肋，增加強(qiáng)度。振動(dòng)測(cè)試時(shí)，探管下端口需連接測(cè)試插針，并且為了保護(hù)螺紋免遭振動(dòng)時(shí)磕碰，設(shè)計(jì)側(cè)面開窗的護(hù)絲，既能保護(hù)螺紋，測(cè)試插針又可通過側(cè)窗與探管連接。

圖1 插件垂直固定工裝示意圖

2.2 振動(dòng)部件水平固定工裝的設(shè)計(jì)

（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(jié)約成本，插件拉板、插件拉桿和壓緊套可將連接環(huán)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(jié)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(yīng)用效果

隨鉆儀器振動(dòng)測(cè)試臺(tái)投入使用以來，共檢測(cè)儀器19串，其中未通過振動(dòng)測(cè)試的12串，具體情況見表1。

表1 隨鉆測(cè)井儀器振動(dòng)測(cè)試統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)過LWD隨鉆儀器振動(dòng)測(cè)試臺(tái)的檢測(cè)，能夠檢測(cè)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(huán)境時(shí)的真實(shí)情況，通過測(cè)試及時(shí)發(fā)現(xiàn)篩選不合格的儀器進(jìn)行行之有效的整改與維護(hù)。若沒有進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，無法保證每一套儀器的穩(wěn)定性，在發(fā)生故障時(shí)，增加起下鉆成本，增加了查找與解決問題的時(shí)間，為正常生產(chǎn)浪費(fèi)不必要的人力與時(shí)間。

4 結(jié)論

大慶油田的開發(fā)已進(jìn)入中后期，隨鉆儀器的應(yīng)用逐年增多，為保障水平井作業(yè)的高效進(jìn)行，提高儀器穩(wěn)定性是重中之重，而提高穩(wěn)定性就必將不斷提高現(xiàn)有技術(shù)手段。振動(dòng)測(cè)試臺(tái)的應(yīng)用將有效地規(guī)避在以前的技術(shù)手段下，儀器的生產(chǎn)和維護(hù)中出現(xiàn)的常見問題，降低儀器的故障率，提高儀器的穩(wěn)定性，從而保證了生產(chǎn)的有序進(jìn)行。節(jié)省起下鉆的同時(shí)，節(jié)約了大量的起下鉆成本以及運(yùn)輸費(fèi)用，為油田的降本增效創(chuàng)造了更高的價(jià)值。隨著油田開發(fā)進(jìn)程的推進(jìn)，振動(dòng)測(cè)試也將會(huì)成為儀器生產(chǎn)維修中的必要檢測(cè)手段。