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MWD无线随钻测斜仪信号判断分析及磨损评估方法

摘要：正脉冲无线随钻测量仪器是利用泥浆作为传输介质的一种随钻测斜

仪。根据仪器的工作原理，采用系统的分析方法，制定切实可行的检查方法，帮

助施工人员查找仪器故障，提高工作效率。在无线随钻的使用过程中，泥浆的冲

蚀对仪器造成主要磨损，所以仪器及配件的冲蚀进行评估很有意义，采用评估对

于仪器整体状态进行检查，使现场工作人员做到心中有数，适时采取措施。仪器

信号波形的初始记录也能够帮助对于仪器进行状态评估。

关键词：正脉冲信号判断检查方法泥浆冲蚀程度评估施工过程的检查

对比

目前各个油田大量使用正脉冲无线随钻测斜仪作为比较成熟的主力无线随

钻测斜仪器进行定向井和水平井的测量施工工作，但是测量中根据操作规程进行

操作，必要的检查和检查方法没有进一步提高，影响了施工人员对于故障分析、

判断和排除。本文意在根据仪器原理和特点进行测量检查和方法的使用，提高正

脉冲仪器的使用水平和效果。

一、判断正脉冲无线随钻类仪器是否正常工作的思路

1.正脉冲无线随钻测斜仪是利用蘑菇头的伸缩控制泥浆流量造成泵压变化

而传递信号，通过推升泥浆压力来传递信号的

泥浆的压力变化造成泥浆循环系统的立管一定幅度的压力变化这，个压力变

化被安装于立管的传感器感知，变成电信号传递给地面仪器进行解码，获得真实

井底测斜数据。

通过分析，可以看到一个脉冲的传输路径：井下仪器，泥浆传输，传感器接

受，电缆传输信号，地面接收设备，计算机

判断传感器到地面传输系统的问题，可以通过短接传输线等方式观察这个系

统正常与否，或者通过开停泵来检测计算机上的压力值变化情况来辨识这条线链

接和工作正常情况。如果出现压力不变的情况，逐个进行传感器、滚子线、防爆

箱、接口箱等环节检查。

2.通过钻台立管泵压表进行脉冲信号的判断

由于井下仪器工作造成泥浆压力变化，能够体现在钻台泵压表上，对于井下

仪器情况判断，可以通过观察立管压力表在泥浆泵开泵情况下的泵压变化情况进

行分析。因为此时泥浆泵和仪器发出的脉冲信号不是同频率，泵压出现一定的叠

加，造成泵压变化不同于泥浆泵造成的泵压表的跳动。

当我们观察到一个不同于泥浆泵的变化频率且时间周期类似于正脉冲仪器

发出的叠加信号的时候，说明井下仪器目前是正常工作的。

如果我们观察不到这个波动，说明井下仪器很可能是不工作的，那么需要进

行进行检查。

二、泥浆对井下仪器的冲蚀

井下仪器始终工作在泥浆环境中，受到泥浆的不断冲蚀，随着时间仪器及配

件会受到一定的损害，这是井下仪器配件损坏的一个主要原因。

含沙量和排量是影响仪器冲蚀程度最主要的因素。因为井深的原因造成不同

的机械钻速，含沙量和排量随井深也有一定的变化，井下仪器的冲蚀速度就会随

井深表现不同。

从图表中我们可以看到：磨损速度随井深而降低。仪器配件的冲蚀速度在

2000米以内的井相对于深井5000米以上的井，冲蚀速度约是三倍。这里我们主

要分析浅井仪器的冲蚀情况。

1.浅井由于地层相对比较软，钻机的机械钻速快，造成泥浆含沙量的提高，

对于井下设备的冲蚀极为明显，排量相对比较大，这个因素会造成仪器配件和本

身的损坏速度大为提高。于是在浅井的施工钻井中，震动筛、除沙器、除泥器等

固控设备开启对于降低仪器的冲蚀速度显得尤为重要。

2.井下仪器转子偏磨情况出现原因分析

MWD仪器施工使用过程中，转子偏磨是一个发生比较大损失的情况，有时

由于转子的偏磨造成脉冲器本体的损坏，如果遇到转子被卡住或者转子中有下落

的金属物时，由于转子的高速转动，会造成脉冲发生器本体被割断的情况。

下轴承套和转子内衬套的磨损造成，大斜度井中转子旋转发生中心的偏移，

加之泥沙的在转子内的存积从而造成局部磨损速度加快从而造成偏磨。

另外老式转子上部叶轮部分由于相对质量大于下部，造成质量分布不均匀，

在大斜度井情况下，前部磨损随时间快速增大，造成整个转子上下部不同轴，从

而造成叶轮内部的内径不均匀扩大，长时间导致磨损直至损坏脉冲发生器。

解决的办法：1）检查下轴承套的尺寸和下井转子的衬套的磨损程度，将他

们的尺寸控制在一个低磨损程度，让转子跟脉冲器本体留有足够空间，降低偏磨。

2）改变使用新式中叶轮转子，因为他的中部叶轮设计降低了质量分布均匀

问题，另外对于转子和下轴承套的