韩文科、MWD无线随钻测斜仪信号判断分析及处理方法

MWD无线随钻测斜仪信号判断分析及处理方法

作者：韩文科

摘要: MWD是定向井井眼轨迹控制中一种常用的测量仪器，主要用于测量井斜角、方位角、工具面角等参数。当MWD在井下工作出现异常时，能否迅速判断和处理，避免因仪器故障造成停工，影响钻井正常施工，是每一个现场测量工程师都必须慎重对待的现场问题。本文重点介绍了该类型仪器在现场使用中所遇到的常见故障,并进行了分析,同时提出了相应的处理方法，可为现场测量工程师提供一定的指导作用。

关键词: MWD 常见故障分析处理

一、MWD无线随钻仪器无信号分析处理方法

仪器在井下正常工作时，泵压表约有1兆帕左右规律性压力变化，通过观察泵压表的变化，我们可以判断井下仪器是否工作正常。仪器无信号时注意观察泵压表的变化，有以下两种可能出现的情况。

1、第一种情况：泵压表有规律性的压力脉冲，但在计算机的屏幕和司显上无数据更新和波形显示，凭经验可以判断井下仪器在工作，问题出在地面设备（电脑、专用数据处理仪、90米电缆盘、司显、压力传感器），用排除法排查地面设备，更换有问题的设备。

2、第二种情况：泵压表无信号特征，计算机屏幕的波形显示区拉直线，几种可能情况：

1) 脱键：起到直井段，上下活动钻具，开转盘甩钻具，溜钻急停尝试重新座键，但不可过度操作。仪器下放速度过快，或急刹

急停，易导致仪器脱键，要求井队司钻注意操作。

2) 砂卡：反复停开泵，或摘掉一个凡尔循环，人为造成泥浆泵上水不好。

3) 井下仪器本身故障：起钻检查仪器。

二、以下列举一些实际工作中所遇到的问题及处理方法

1、现象：在停泵状态下，观察到计算机屏幕上的柱状压力显示区出现压力值波动。例如：在3～5Mpa上下规律性波动，开始正常定向时会与正常的脉冲信号叠加，导致不能解码，且通过标定压力传感器无法克服。

分析:钻井设备更新有电驱替代柴油机的趋势，例如：电动转盘，液压钳，顶驱等。交变干扰信号在计算机屏幕上的出现，说明电机存在电磁外泄。

解决：压力传感器内装有抗干扰的滤波电容，施工现场一旦出现交变干扰，只能从干扰源着手。

2、现象：波形显示区脉冲波形时断时续，无法正常解码，出井地面测试正常。

分析：电池筒减震组件虚接，振动导致仪器间歇断电。

解决：更换电池筒减震组件。

提示：此类故障具有隐蔽性，极端情况时，钻头提离井底，信号正常，钻头到底加压，信号全无。此外，连续发停泵序列，也要特别注意电池筒减震组件。

3、现象:波形显示区突然出现大量杂波。

分析:首先询问井队泥浆人员，确认泥浆中是否添加了药剂。将配浆注入循环时，会导致钻具水眼上部形成稠塞。

解决:下钻到底循环，经常会出现杂波多的情况，这与井底含砂大有关，与泥浆中添加处理剂不同之处在于前者发生在井口，后者在井底。

4、现象：在仪器出井的拆卸过程中，发现扶正器有粘扣现象，严重时加力能导致勾扳手打折。

分析：核实转盘转速，严重超标达95转每分钟，过高的转速对井下仪器起到了紧扣作用，导致粘扣。

解决：将转速控制在60转每分钟左右。

提示：井下仪器串从坡道提升到钻台的过程中，要防止打捞头撞击坡道，造成打捞头下的扶正器粘扣甚至损伤扶正器，严禁用释放矛提升仪器。

5、现象：定向时软件上泵压显示不正常总是突然超过30兆帕然后恢复正常。

分析：只有定向时出现，复合和测斜时正常。

解决：更换螺杆钻头后正常。

6、现象：压力数值波动不正常，杂波过多无法解码。

分析：井队和录井压力显示正常。

解决：更换压力传感器后正常。

7、现象：仪器入井井口测试信号正常，中层测试正常，1100米到底开泵，正常波形中有杂波干扰无法检测到数据。

分析：当时怀疑地面设备引起波形不正常，检查泵正常、循环处理泥浆90分钟后波形仍然不正常，决定起钻检查仪器，怀疑脉冲发生器引鞋部分可能出现故障。

解决：取出仪器检查引鞋正常。取下筛屏发现伺服阀阀头对着的阀套Ⅱ损坏。

8、现象:脉冲波形时断时续。

分析：观察泵压变化也是如此，判断为砂卡。

解决：循环处理泥浆，降低含砂，信号逐渐恢复正常。

9、现象：软件上无压力显示。

分析：泵压表正常，判定为地面设备故障，对司显进行通讯测试全部失败，室内单独测试司显正常，检查线路，发现90米电缆被砸断。

解决:更换90米电缆，如重接90米电缆，注意要将屏蔽网也接好。

10、现象：测斜时不出停泵序列。

分析：起钻检查仪器正常。井下螺杆旁通阀冲坏，泥浆从钻具内流失。流量开关感受不到开关泵。

解决：换螺杆后停泵序列正常。

11、现象：仪器地面测试正常，井口测试无信号。

分析：仪器没有正常座键。

解决：重新座键。其它情况：仪器座键困难，曾遇到的情况，定向接头加工误差，定向接头接反，限流环冲翻。

12、现象：杂波多

分析：泵压表正常，传输线路附近可能有干扰源。

解决：检查90米电缆附近有电焊机施工，停掉电焊机后信号恢复正常。其它可能原因：压力传感器压力传感器振动松扣会直接导致杂波的出现。压力传感器与连接电缆插头连接处进水也会导致杂波多，该故障隐蔽，较难查找，因此电缆各插头连接处务必用防水胶带缠好。

另外，井场冬季环境温度很低时，压力传感器可能被冻住，如用蒸汽喷容易损坏内部电路，可加毡垫或用其它方式保护好压力传感器。

13、现象：杂波多

分析：泥浆含气较多，严重影响信号

解决：更换主阀芯限流环提高信号强度起不到多大作用，必须降低泥浆含气，从根源上解决问题。

14、现象：专用机缓存灯常亮。

分析：系统缓存满。

解决：关闭防火墙及其他程序，重启专用机。

15、现象：未设置序列3而连续发送序列3。

分析：探管存储器损坏。

解决：起钻更换探管。

16、现象： Gt、Bt或地磁倾角不准。

分析：正常Gt=1±1%，Bt=1±10%，如不准，上传数据不