随钻井斜监测预警系统研究_于小波

( 本文编辑 赵连禄)
( 1 ) 随钻井 斜 监 测 预 警 系 统 中井 斜 测 量工 具 为机械液压式结构，结构简单，适用性强; ( 2 ) 该系统 可 随 钻 测 量 井 斜， 在 正 常 钻井 接 单根前停泵、开泵即可测量，工艺简单; 檮檮檮檮檮殑
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现场应用
在经过大量的地面调试和地面试验后，又多次 对井斜测量工具的稳定性、寿命及阻尼单元进行了 改进完善，于 2008 年 8 月 在 大 庆 油 田 采 油 八厂芳 168 － 70 井、 太 东 64 － 86 井对 随 钻井 斜 监 测 预 警 系统进行了 应 用。2010 年 8 月 在 海 拉 尔 霍 3 － X4 井也进行了现场应用，现场应用数据波形如图 6 和 图 7 所示。 从波形图中可以明显看出，判断井斜信息的脉
［ 3］
马
哲，杨锦舟，赵 金海 . 无 线 随 钻 测 量 技术的 应
J］ . 石油钻 探 技术，2007 ，35 用现状与发展趋势 ［ ( 6 ) : 112 － 115. ［ 4］ 刘修善， 苏 义 脑 . 泥 浆 脉 冲 信 号 的 传 输 速 度 研 究 ［ J］ . 石油钻探技术，2000 ，28 ( 5 ) : 24 － 26.
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引
言
针对目前所用的测斜仪已不能完全满足深井钻 井工艺要求 的 问题， 大 庆 钻井 工程 技术 研究 院 于 2007 年开始研究并开发出 随 钻井 斜 监 测 预 警 系 统。 试验及应用表明，该系统能够实现随钻测斜，耐温 高且安全可靠，对降低测斜工作强度、提高井身质 量和降低钻井成本等有着十分显著的效果。
图2
井斜角度在 0 ～ 1° 脉冲波形图
图3
井斜角度在 1 ～ 3° 脉冲波形图
图4
井斜角度在 3° 以上脉冲波形图
脉冲波的接收由地面接收仪器来完成，测量人 员可以通过地面接收仪器 直 观 监 测 井 斜 信息，1 个 波峰波形代表井斜超标; 2 个 波 峰 波 形 代表井 斜 接 近井斜角度要求，起到预警作用，应采取措施进行 纠斜、降斜; 3 个波峰波 形 代表井 斜 最 小， 可 正 常 钻进。 1. 1. 3 主要技术参数 适用井眼尺寸: ≥215. 9 mm; 工具尺寸: 178 mm × 2 017 mm; 工具质量: 300. 41 kg; 井斜预警范围: 0 ～ 1° 、1 ～ 3° 、3° 以上。 1. 2 地面接收仪器 ( 压力波动监测仪) 地面接 收 仪 器 由 压 力变 送 器、 压 力 分 析 仪 和 PC 机组成。压力变 送 器的压 力 传 感 器 将 钻井 液 脉 冲信号转换成电信号，通过电缆或无线传输到压力 分析仪。压力分析仪接收到信号后，自动地进行数 模转 换 、 降 噪 和 滤 波 等 处 理 ， 脉 冲 波 形 可 由 1 台 热 敏微型打印机打印。 地面接收仪器组成如图 5 所示。
图6
太东 － 86 井现场波形图
( 3 ) 随钻井斜监 测 预 警 系 统 可 降 低 测 斜 强 度， 提高测斜工作效率，缩短钻井周期。
参 ［ 1］ 图7 海拉尔霍 3 － X4 井现场波形图 ［ 2］ 考 文 献
桂 德 洙 . 浅谈 钻井 测 斜 仪 ［J］ . 石 油 钻 采 工 艺， 1999 ，21 ( 5 ) : 45 － 49. 蔡 文 军 ，王 ( 1 ) : 39 － 40. 平，翟军 威， 等 . 机械 式 无 线 随 钻 测 斜仪 及 其 应 用 ［J］ . 石 油 钻 探 技 术， 2005 ， 33
图5
地面接收仪器组成框图
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2. 1
系统工艺流程及关键技术
工艺流程
钻井作业施 工开 钻前， 为 准 确测 得井 斜 信息， 需将井斜 测 量工 具直接连接在 钻头 上 方。 当 开 泵 时，井斜测量工具中测斜机构测得的井斜信息传递 给控制机构， 控 制 机构 将 井 斜 信息 转 换 为 控 制 信 息，控制脉冲发生器产生脉冲信号，脉冲信号通过 ［4 ］ 钻井液 传 递 到地面 ， 钻井 液 立 管 上 的 传 感 器 检 测到压力脉冲信号并由地面接收仪器存储打印，并 根据脉冲信号的数量来分析判断出井斜范围，以采 取相应的防范措施，达到预警的目的。 2. 2 关键技术 2. 2. 1 井斜信号的产生与捕捉
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第 39 卷
第3 期
于小波等: 随钻井斜监测预警系统研究
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随钻井斜预警系统测得的井斜信息由设计的重 、 锤 阶梯环及脉冲发生器产生，工具内部靠液压油 来传递定位井斜信息。在地面可以通过压力波动监 测仪器对钻井液立管压力变化进行记录，从而获得 能够反映井斜信息的脉冲信号。 2. 2. 2 井斜测量工具的稳定性 钻井过程中井下综合工况恶劣，机械式随钻测 斜工具的稳定性非常关键。工具内部有很多运动部 件，在工具内部设计充满液压油可以减轻各零件之 间的磨损，同时液压油还有减振、阻尼的功能，这 样既保证了工具正常工作，又延长了其使用寿命。
将重锤卡在阶梯环上，不同井斜重锤卡在阶梯环的 位置不同，使阶梯环上行距离不同，推动相应体积 的液压油 到 上 油 缸 使 脉 冲 头 上 行， 当 打 开 钻井 泵 时，脉冲头在钻井液作用下向下运动，经过不同数
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石
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机
械
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量的节流环产生脉冲波，通过脉冲波的数量来推断 井斜的大小。 由于大庆油田内部井深多在 1 200 m 左右， 要 求井斜角度 控 制在 3° 以 内， 所以 目前 阶 梯 环环 槽 设计井斜角度范围为 0 ～ 1° 、1 ～ 3° 、3° 以上，在设 计中，当井斜角度在 0 ～ 1° 时， 脉 冲 头 将 经 过 3 个
科 学 开 发 石 油 资 源 ，创 造 绿 色 动 力 世 界
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efficiency in previous separate-layer testing, a new type of fisher characterized by simultaneous fishing and flow metering was developed. The fisher could measure the separate-layer flow when casting the water nozzle. In other words, one-time casting of the water nozzle saved one production of water cut. The testing efficiency could be improved and the testing time could be saved. The field application showed that adoption of the new-type fisher could reduce the tripping of steel wire three times, saving 40% of the time so as to improve the testing and debugging efficiency. Key words: fisher, testing efficiency, separate-layer testing Liao Qianhua(Drilling Department, Tianjin Branch Company of CNOOC, Tianjin), Yu Xiaolong, Liu Yuming, et al. Development and application of a new-type navigational and hydraulic release tool. CPM, 2011, 39(3): 45-46 In light of the problem that the existing mechanical releasing tool cannot transmit torque when it encounters a barrier in the tripping-in process with the pipestring and tie-back cannot be achieved after release, a new type of navigational and hydraulic release tool was developed. The tool could effectively solve the problem that the pipestring could not perform push-down corotational or reversing operation when it encountered a barrier in the tripping-in process, thus reducing the risk of fishing the dropping cable shield and achieving the technological goal of coordinating the guide sub to perform the steel wire operation before tie-back was achieved. Moreover, it was characterized by simple operation, low costs and high efficiency. The laboratory and downhole experiments showed that the release tool was rational in design and quick and convenient in carrying out release with a 100% success rate. All the performance indexes reached the design requirement. Key words: navigational and hydraulic, release tool, design feature, operating principle Yu Xiaobo(Research Institute of Drilling Engineering Technology, Daqing Drilling Engineering Company, Daqing City, Heilongjiang Province), Yang Chao. Research on the hole deviation monitoring-while-drilling system. CPM, 2011, 39(3): 47-49 Considering the problem that the inclinometer currently used by oilfields cannot satisfy the technological requirement of deep-hole drilling, the hole deviation monitoringwhile-drilling monitoring system was developed. The system consists of hole deviation survey tool and ground receiving instrument, which can perform monitoring-while-drilling according to hole angle requirements of different hole depths and thus has an early warning function for hole angle. The hole deviation survey tool of the system is of a mechanical hydraulic structure, with a simple structure and a strong adaptability. It can reduce deviation survey strength, improve the operating efficiency of inclinometry and shorten the drilling cycle. The test and application show that the system can achieve deviation survey-while-drilling and has a resistance to high temperature. It is safe and reliable, and is very effective in reducing deviation survey strength, improving hole quality and reducing 3