王愛新 田亞峰 劉文革 葛海婭 左國剛

(中國石油集團(tuán)測井有限公司裝備與銷售分公司 河北任丘)

SRCT6701鉆進(jìn)式井壁取心器常見故障原因分析與處理

王愛新 田亞峰 劉文革 葛海婭 左國剛

(中國石油集團(tuán)測井有限公司裝備與銷售分公司 河北任丘)

鉆進(jìn)式井壁取心器采用液壓控制技術(shù),用金鋼石鉆頭在泥漿中垂直井壁鉆取巖心,是目前應(yīng)用較為廣泛的一種取心方式。由于操作者對液壓原理不清,使用時對出現(xiàn)的故障不能做出準(zhǔn)確的判斷,造成取心作業(yè)停止或作業(yè)時間加長,文章從液壓工作原理入手進(jìn)行了常見故障原因分析,提出了處理辦法,并指出了那種原因引起的故障可以繼續(xù)工作,為現(xiàn)場更好地使用儀器提供了參考依據(jù)。

鉆進(jìn)式井壁取心器;故障原因分析;處理辦法

0 引 言

2007年,中國石油集團(tuán)測井有限公司正式提出“數(shù)字巖心”這一重大創(chuàng)新概念,旨在解決油氣層定量、快速評價所需的儲層參數(shù)。由于鉆進(jìn)式井壁取心兼有鉆井取心和爆炸撞擊式井壁取心優(yōu)點(diǎn)的取心方式,所取巖心規(guī)則,可進(jìn)行巖性、電性、物性和含油性分析化驗(yàn),求取孔隙度、滲透率等儲層參數(shù)等優(yōu)勢,SRCT6701鉆進(jìn)式井壁取心器成為數(shù)字巖心快速測量設(shè)備中必不可少的重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中,鉆進(jìn)式井壁取心器液壓控制部分容易出現(xiàn)故障,導(dǎo)致取心作業(yè)有時未被全部完成便被終止。其實(shí),鉆進(jìn)式井壁取心器出現(xiàn)的故障有的是不可繼續(xù)工作的,有的是可繼續(xù)工作。當(dāng)可繼續(xù)工作故障發(fā)生后,有時可以根據(jù)其它判斷方式對其工作狀態(tài)進(jìn)行判斷而繼續(xù)完成取心任務(wù)。本文以液壓工作原理為基礎(chǔ),在對常見故障進(jìn)行原因分析的同時,提出了處理辦法。

1 工作原理與故障劃分

1.1 工作原理

SRCT6701鉆進(jìn)式井壁取心器由地面系統(tǒng)和井下儀器兩部分組成。地面系統(tǒng)主要由供電電源、控制面板等組成。控制面板是地面控制系統(tǒng)的核心,操作員通過控制面板上顯示的數(shù)據(jù)觀察井下儀器的工作情況,通過按鈕來控制井下儀的動作,完成取心過程。井下儀器由井下電子線路和液壓控制部分組成。液壓控制部分是整支儀器的核心,也是最容易發(fā)生故障的部分。液壓控制部分工作原理框圖如圖1所示。電機(jī)帶動兩個泵,大泵和小泵。大泵為取心馬達(dá)旋轉(zhuǎn)提供動力,以鉆取巖心;小泵提供的動力在電磁控制閥的作用下使各種油缸做往復(fù)直線運(yùn)動,依次完成推靠臂張開、巖心沖針收回、鉆頭伸出、鉆取巖心以及折斷巖心;鉆頭收回、推靠臂收攏、巖心沖針伸出將巖心桶入巖心收集筒等一系列動作。大泵和小泵的壓力情況由大、小泵壓力傳感器將信號傳送到地面系統(tǒng)。沖針、鉆進(jìn)、巖心長度的位移情況由位移傳感器將相應(yīng)的信號傳送到地面系統(tǒng)[1]。

圖1 液壓控制部分原理框圖

1.2 故障劃分

在地面系統(tǒng)和井下電子線路工作正常的情況下,液壓控制部分的故障可分為液壓件故障和傳感器故障。液壓件故障主要由液壓件損壞或泄漏引起的,傳感器故障主要由傳感器損壞或傳輸過程被中斷引起的。一般液壓件故障90%以上為不可繼續(xù)工作故障,而傳感器故障80%以上為可繼續(xù)工作故障。

2 常見故障現(xiàn)象、原因分析與處理方法

現(xiàn)象1:儀器在井下工作一段時間后,面板小泵壓力顯示為零。

原因分析:

1)電機(jī)工作不正常。

2)小泵壞或系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏。

3)小泵壓力傳感器出現(xiàn)故障。

處理:觀察面板上的電機(jī)電流,如果電流很大或?yàn)榱?可以判斷為電機(jī)工作不正常,這種故障為不可繼續(xù)工作故障。判斷電機(jī)工作正常后,應(yīng)懷疑2)項(xiàng),這種情況產(chǎn)生的結(jié)果使小泵流出的壓力油在到達(dá)油缸前全部流進(jìn)儀器腔內(nèi)。將面板開關(guān)放在安全狀態(tài),觀察相應(yīng)位移變化情況。如果位移不發(fā)生變化,則說明是因?yàn)?)項(xiàng)引起的,儀器為不可繼續(xù)工作故障。如果位移發(fā)生變化,說明是3)項(xiàng)引起的,這種情況下操作者不能再將壓力做為各種動作是否完成的判斷依據(jù),這種故障為可繼續(xù)工作故障,操作員在操作時可以根據(jù)位移的變化情況以及完成某個動作的時間經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行判斷。

現(xiàn)象2:按下取心馬達(dá)“轉(zhuǎn)”,大泵壓力顯示為零。

原因分析:

1)取心馬達(dá)控制電磁閥上的電磁鐵工作不正常。

2)大泵壞、取心馬達(dá)壞、閥體卡死或管路中出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏。出現(xiàn)這四種情況任何一種,都會使大泵系統(tǒng)的壓力為零,取心馬達(dá)不能旋轉(zhuǎn)。

3)大泵壓力傳感器出現(xiàn)故障。

處理:按下取心馬達(dá)“轉(zhuǎn)”開關(guān)的同時,觀察面板上的電磁閥電流表,如果電流表電流不增大,說明控制電磁閥的電磁鐵工作不正常或供電電壓不足,這種故障為不可繼續(xù)工作故障。在電磁閥的電磁鐵工作正常情況下,按下取心馬達(dá)“轉(zhuǎn)”,鉆頭“進(jìn)”,觀察小泵壓力,如果小泵壓力比不按下取心馬達(dá)“轉(zhuǎn)”開關(guān)時的壓力大很多時,則說明是3)項(xiàng)原因所致,這種故障為可繼續(xù)工作故障;相反,是2)項(xiàng)原因所致,為不可繼續(xù)工作故障。

現(xiàn)象3:鉆取巖心比較順利,收集巖心時沒有巖心長度顯示。

原因分析:

1)沖針油缸發(fā)生泄漏。

2)由于地層因素,所鉆巖層膠結(jié)性差[2],或?yàn)槟鄮r、或地層有裂紋等。

3)鉆頭上的卡簧壞。

4)巖心長度測量裝置上的測量桿或心長傳感器出現(xiàn)故障。

處理:張、收臂時,觀察沖針位移值有無變化,如無變化,為2)項(xiàng)引起的,為不可繼續(xù)工作故障。如有沖針位移值變化,可以排除1)項(xiàng)故障。通過其它資料顯示所取地層為膠結(jié)性較好地層時,讓取心馬達(dá)旋轉(zhuǎn),執(zhí)行推靠臂收回動作,沖針位移值發(fā)生變化時,面板電機(jī)電流稍有增大,說明巖心在取心馬達(dá)的鉆桿內(nèi)。此時,面板巖心長度依然沒有顯示,可以初步判定為4)項(xiàng)引起的,這種故障為不可繼續(xù)工作故障;如果取心深度范圍較短,巖石膠結(jié)性好,這種故障為可繼續(xù)工作故障,但必須按上述方法操作判斷是否收回了巖心,同時地面做好記錄。2)或3)項(xiàng)造成巖心根本未被收回,或收回的巖心在沖針推動巖心時,巖心長度測量裝置上的測量桿未被推動造成巖心長度沒有顯示,這時應(yīng)及時和甲方取得聯(lián)系,終止取心。

3 結(jié)束語

SRCT6701鉆進(jìn)式井壁取心器液壓控制部分的每個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題,面板現(xiàn)象都有所不同,要想準(zhǔn)確判斷故障是否為可繼續(xù)工作故障,就要求操作員熟悉液壓控制部分的結(jié)構(gòu)、原理,對儀器工作過程中、工作到位后的各種數(shù)據(jù)了如指撐,故障發(fā)生后才能做出準(zhǔn)確的判斷,提出切實(shí)可行的方案?？衫^續(xù)工作故障必須滿足如下特點(diǎn):不影響各種動作的執(zhí)行,通過面板其它參數(shù)可以掌握井下儀器工作情況。

[1] [美]哈里伯頓.旋轉(zhuǎn)式井壁取心器用戶手冊.1985(資料)

[2] 譚偉雄,尚鎖貴,毛 敏.旋轉(zhuǎn)式井壁取心器收獲率影響因素分析[J].錄井工程,2009,20(4)

TE244

B

1004-9134(2011)01-0095-02

王愛新,女,1970年生,高級工程師,二級技術(shù)專家,1994年畢業(yè)于河北輕化工學(xué)院機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè),目前在中國石油集團(tuán)測井有限公司裝備與銷售分公司從事鉆進(jìn)式井壁取心器的推廣工作。郵編:062252

2010-07-20編輯:高紅霞)