测井仪器 转接头的研制与现场应用

测井仪器 转接头的研制与现场应用

于海军

中国石油集团渤海钻探工程有限公司 天津市滨海新区 300280

摘要：随着油田开发的不断深入，油、水井各种资料的录取显得尤为重要。转接头测井仪器井，是测井和钻井相互配合的一种水平井施工工艺。转接头钻具传输测井仪器井是一种对付各种复杂井、疑难井、大斜度定向井，测井仪器井工艺是行之有效的技术，能够获得比常规电缆测井更为显著的经济效益，有着广阔的发展前景。但同时，它也是一种高风险的工作，稍有不慎，就会造成极大的经济损失，后果不堪设想。目前水平井完井测井越来越多，遇到的特殊情况也越来越复杂，施工难度越来越大。在以往的转接头水平井施工中，出现过许多的问题，造成巨大的人力物力浪费，现将部分问题整理归纳并提供预防措施。本文就 测井仪器转接头的研制与现场展开探讨。

关键词：转接头；内部通讯插座；铠装

引言

电缆测井工艺是由电缆绞车提供动力，由车载发电机提供电源，通过计算机、地面数控仪、单芯铠装电缆、电缆马笼头与下井仪器相连接，由地面数控仪对下井仪器进行通讯和控制，计算机上的测井软件将所录取的资料进行记录并保存。电缆测井的优点是直观性强，在地面可以随时观察和了解下井仪器的工作状态是否正常，并及时进行处理。

1钻杆输送转接头测井仪器井工艺

想要保障仪器测量状态和适应井眼的曲线率，就要使用整套的测井仪器辅助工具，钻杆和测井仪器通过过渡短节连接在一起。因为水平井的井身结构原因，测井仪器无法像测量直井一样，通过自身的重量，自由运行到测量井段，所以测井仪器想要到达测量井段就需要通过钻杆进行输送，当达到目标层后，电缆穿过旁通短节，下放母接头总成，此时井下接头在泥浆中和公接头进行机械和通电连接，以上过程为转接头对接。电缆从侧面进入旁通短节，在旁通短节上用电缆夹夹住旁通外的部分测井电缆，防止因电缆的滑动而断开公母转接头的连接。在旁通短节上面的测井电缆，利用井口电缆导向器和天地滑轮等引导装置连接绞车。为了防止测井电缆被损坏，理论要求测井过程中的旁通短节都不出套管，即旁通在套管内的运行距离要大于测量井段的长度，所以转接头对接位置选择尤为重要。如果下入井内的套管长度过少，就需要进行多次转接头对接，以完成测井任务。仪器供电一定要在转接头全部连接好以后进行，仪器和设备的状态保持正常的情况下，将电缆和钻杆同步下到井内，直到达到测量目标层的位置，然后进行下放和上提测井，当旁通短节到达井口时，测井作业完成。

2测井中的几个问题及解决措施

2.1施工前的注意事项

起钻前钻头在悬挂器位置旋转打磨几次，以保证此处内径规则。（2）起钻前大排量循环洗井，使大块杂物全部返出井眼。（3）起钻前除将钻井液粘切适当降低外，其他性能维持完钻时性能。（4）下钻时将入井钻具逐根通内径，以检查内径尺寸并清除内径杂物。（5）钻具下到预定位置接旁通接头前，先开泵循环正常后，再接旁通接头下仪器。（6）测井时钻具下放速度保持在每分钟6m～8m内，并使电缆与钻具同步起下。

2.2张力信号的开通以及服务表的编辑

直井和角度小于30度的定向井测井方法就是将测量仪器与测井电缆直接连接，通过仪器自身的重量，自由下放到测量井段，在井口或盘缆器上安装张力测量装置，电缆上的拉力变化主要通过张力测量装置反映出来，以此判断井下仪器是否遇卡或遇阻。转接头测井仪器井技术使用的是通过钻杆输送测井仪器，因此在井口或盘缆器上安装的张力测量装置，不再是用于判断仪器在井下是否遇卡或遇阻的测量装置。钻杆抗拉屈服强度相比较测井仪器十分巨大，有的钻杆能够承受几十吨甚至上百吨的拉力，而测井仪器和辅助连接设备能够承受的拉力十分有限，一般只能承受4吨甚至更少，超出仪器机械性能范围就会造成仪器和设备的损坏。因此在仪器和设备上一定要连接张力短节，能够准确的反映出仪器串所承受拉（压）力的数值。一般情况下是将张力短节安装在下井仪器串的顶部，相关张力数据和信号通过处理后传输到地面，地面接收信号后进行处理工作，在测井软件和地面张力仪表中显示出张力值的具体变化。在张力短节中重要的部件就是张力传感器。生产厂家主要使用的材料为铂金丝，铂金丝将张力变化信号转化为电信号，电信号通过脉冲的形式传输到井下仪器内的脉冲解码器进行处理，处理后的信号和其他测井信号一起通过电缆传输到地面。想要地面仪器能够准确的接收到井下传输的信号，需要加强信号通道的处理工作。由于张力信号传输时使用的不是经常使用的传输通道，需要将收到信号送到地面测井系统，利用相关软件进行解码修改后，才能满足测井使用需要。

2.3公接头主体常见故障

公接头主体最常见的故障是：绝缘不好、虚短虚断、或绝缘环与导电环之间定位销变形造成两导电环之间短路。针对绝缘不好的现象一般是密封圈密封性变坏，更换密封圈。对于多次出现虚短虚断现象，经过认真分析查找出原因：由于公接头主体导电环内空间小，导电环上的接线柱是用专用冲头铆接到导电环上的，这就经常出现在井内复杂的条件下断线或接触不良的情况。一旦有一个环的接线柱接触不好，就意味着转接头对接失败，必须起出全部钻具，更换公接头，耗时费工，增加施工时间。对于指导书中装配过程的铆接接线柱带来的接触不良导致对接失败问题，我们通过多次试验，改为用焊台焊接接线柱。这就有效地解决了铆接不牢固以及每个人铆接的力度不一致带来的隐患，大大提高仪器的一次下井成功率。既节约了施工成本，也大大提高了测井时效。

2.4带推靠仪器在井眼内的姿态控制

在测井仪器井中若使用密度、微球等带推靠器的仪器进行测量时，就需要推靠器的测量探头紧密贴靠井壁。而井下仪器与钻杆采用硬连接的方式，若无其他辅助设备，那么测井过程中，与钻杆连接的仪器串就不会旋转，这样会造成测量探头不能有效的贴靠井壁下方，导致测井资料准确性下降。测井仪器井的通常解决办法就是将一套姿态保持器（俗称人字爬行器）加一个或多个旋转短节组合安装在测井仪器串中，使得测量探头可以更好地贴靠井壁下方。工作原理主要是使用旋转短节来消除钻杆的旋转阻力、姿态保持器通过带动推靠器翻转使得测量探头贴靠井壁下方。

2.5测井过程中转接头松脱

分析原因主要有:（1）锁紧弹簧强度变弱，已磨损或分开不够。转接头自锁质量欠佳(标准仪器附加拉力在8.5kN～10kN之间,才能将其拔脱。（2）在钻具内外存在压力差，当压差达到容限值时，可能将转接头锁死装置顶开，造成通信短路。（3）对接过程中，线路接通锁紧装置未完全到位。预防措施：（1）每次测井前最好更换锁紧装置配件，连接到位。（2）作业时，在钻具内打入一定数量的重泥浆，并在下测过程中最好每5-10根钻具应该灌一次泥浆，确保钻具内外压力平衡。（3）转接头井下对接采用较高泵压辅助对接技术，确保锁死装置完全起作用。

结语

测井仪器转接头应用效果明显，同一辆电缆测井绞车在转换测井项目时不再需要重新铠装电缆马笼头，每年只需加工一种电缆马笼头，降低了操作员工的劳动强度和测井成本，节约了人力、物力，极大提升了测试效率和资料上报的及时率。

参考文献

[1]周云龙，张学清，孙斌.应用电导探针技术识别气液两相流流型方法及电导波动信号噪声的辨识[J].传感技术学报，2018，21（10）.

[2]卢世春、王爱英、雷真田等，转接头式测井仪器井原理和仪器改进[J]，石油仪器，2017,26（6）44-45.