海蓝MWD在吉林油田的应用
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摘要：随着钻井工艺技术的不断进步，MWD无线随钻测量技术的应用领域也不断扩大。文章介绍了海蓝mwd的结构工作原理，根据它在吉林油田的实际应用情况总结了该仪器的优缺点。井对施工过程中常见的问题及解决方法做了说明。
关键词：海蓝MWD系统；测斜仪；无线随钻测量；钻井工程
中图分类号：TE927 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2011)01-0071-02
海蓝科技开发有限责任公司于2000年3月完成对YST-48×无线随钻测斜仪脉冲发生器、探管、数据处理仪、远程数据处理器等主要部件的组装调试工作，并在3月底完成两套样机的试制工作。2000年4～6月先后进行了数百小时整机地面试验，2D00年七月在油田下井一举成功，为今后无线随钻的国产化和普及打下了坚实的基础。
吉林油田于2001年底引进一套MWD无线随钻测量系统，通过现场实际应用，充分体现了无线随钻系统的先进性，大大缩短了钻井周期，降低了钻井综合成本。2005年开始在吉林油田普及MwD无线随钻测量系统，经过两年积极推广应用，2007年MWD无线随钻测量系统取代了有线随钻，全年为钻井队提供了1000余井次的随钻定向服务，为钻井工程提供了技术支持与保障。
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海蓝MWD结构及原理(YST-48x)
海蓝MWD无线随钻测斜仪由地面设备和井下仪器两部分组成。地面设备包括压力传感器、专用数据处理仪。远程数据处理器、电缆盘等。井下测量仪器主要由探管、电池、泥浆脉冲发生器、打捞头、六翼扶正器等。
海蓝MWD无线随钻测斜仪是以钻井液作为信号传输通道，它的基本原理是，探管中的磁通门传感器和重力加速度传感器来测量井眼状态(井斜、方位、工具面参数)，并由探管内的编码电路编码，将数码转换成与之对应的电脉冲信号。这一信号通过功率放大驱动电磁机构，进一步控制主阀阀头与限流环之间的泥浆过流面积，由此产生钻柱内压力的变化。
在主阀头提起时，钻柱内泥浆可以顺利通过限流环，在主阀阀头压下时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。主阀头提起或压下的时间取决于脉冲信号，从而控制了泥浆脉冲的宽度和间隔。安装在立管上的压力传感器可以检测到这个脉冲序列，再由远程数据处理器完成对泥浆脉冲的采样、滤波、识别、编码和显示，并将相关数据传送给专用数据处理仪。
2 海蓝MwD与国内外仪器的对比
目前国内油田使用较多的无线随钻系统主要有Sperw-Sun公司的MWD650系统，Scientific DrillingInternat~onal公司的Mud PuIse MWD，Tensor公司的QDT系统，Anadrill sliml系统，Geolink公司的负脉冲、正脉冲系统，北京普利门公司的PMwD系统和北京海蓝公司的随钻测斜系统(YST-48X)。
与国内外仪器比较海蓝MWD无线随钻测斜系统具有以下优点：
(1)轻便、灵活。海蓝公司的YsT-48X型无线随钻测斜仪外径为48mm，总长为6.8米。由于其外径小、重量轻，维修、组装、运输、使用都相当方便。
(2)可打捞。海蓝公司的YsT-4BX型无线随钻测斜仪是坐键在无磁钻铤中的，在遇到井下复杂情况(例如卡钻)钻具不能取出时，可用电缆绞车将专用打捞工具下八钻具中将其打捞出井，这样最大限度地避免了仪器埋井的风险。
(3)探管抗冲击性强，结构小巧。海蓝公司的YST-48X型无线随钻测斜仪探管采用磁液悬浮重力加速度计，该加速度计具有在工艺性好、抗冲击能力强、可靠性高、成本低等优点。探管的电路板也设计成高密度组装，按功能分块，尽量去掉接插件，保证了可靠性。探管结构上采用工字梁结构，缩短了探管总长，加强了轴向减震，提高了抗冲击能力。探管各部件之间采用十芯抗压接插件，并设置了引导槽使现场安装极为方便。
(4)软件操作简单。海蓝公司的YST-48X型无线随钻测斜仪采用了专用数据处理仪代替了通用计算机进行数据处理，其处理程序直接固化在了数据处理仪中，当数据处理仪给电后，远程数据处理器的程序将自动进入主菜单，完成对泥浆脉冲的采样、滤波、识别、编码和显示，从而达到了操作简单、适应力强的目的。此外还提供了PC机接口和软件，具有更强的数据处理功能，能满足不同用户的需求。
(5)价格便宜。进口MWD价格昂贵，价格一般是国产仪器的6-8倍，而且其核心部件损坏需要返回厂家维修时，其维修周期大多在半年以上。而海蓝公司的YST-48X型无线随钴测斜仪维修周期短，能得到充分及时的技术保障。
由于其结构原理的原因海蓝MWD无线随钻测斜系统也存在一些缺点：
(1)探管精度受限制。由于探管采用的是磁液悬浮加速度计,这种加速度计的精度一般只能保证在1‰左右，应用范围受到限制。
(2)波纹管容易破裂。胶波纹管是脉冲发生器的重要组成部分，与补偿膜相连接。在气温较低时，如果波纹管表面有泥浆就会将其冻住，此时一旦接通仪器，波纹管动作就窑易破裂，造成补偿膜中的油外漏致使脉冲不能正常工作。
(3)数据传输率不高。受其脉冲编码方案的限制，该MWD系统的信号传输速度较慢，平均30s一个工具面，进口仪器一般为16s一个工具面。
(4)六翼扶正器容易受流体冲蚀。六翼扶正器起连接作用的重要部件，其端头处使用的是压缩弹簧，在钻井液通过其表面时容易在弹簧处形成涡流，使得扶正器基体冲蚀严重。大大的减小了扶正器的使用寿命。
(5)在深井、大斜度井施工中稳定性不好。海蓝公司的YST-48X型无线随钻测斜仪设计最高工作温度为125℃，在井底温度过高时电池容易损坏。2005年在昌31井施工中，井深2880米，井底循环温度95℃。仪器入井开泵循环时有信号，中途修理设备2小时，再次开泵时无信号，起钻发现电池损坏。
同时由于该仪器在井底是坐键在定向接头上的，没有防脱键设计，在下钻过快、震动大、井斜大的情况发生时可能出现脱键现象，导致仪器没有信号。
3 海蓝MWD在使用中常见的故障及处理措施
(1)井斜、方位不准：施工中出现井斜、方位不准的表情况是在不同的工具面时，井斜、方位的变化幅度很大。造成井斜、方位不准有两种原因，磁干扰或是探管需要校验。磁干扰造成的井斜、方位不准时，我们可以在工程允许的情况下，避开磁场强度高的地层再定向。如果是探管自身的问题，我们就需要及时更换探管。
(2)无信号：施工中出现无信号的原因很多，其表现就时泵压表没有压力波动(0.5-1MP)。在井口测试时无信号有三种原因：定向接头坏、脉冲发生器坏、没有坐好键。我们首先用两次坐键的方法确保坐好了键，如果还是没信号就需要认真检查接头和脉冲发生器，更换损坏零部件。
(3)无波形、有杂波：无波形的表现是泵压表显示有压力波动，但远程数据处理仪上没有正弦波。出现无波形主要是焊接螺套、压力传感器和数据处理仪的问题。我们需采取清理焊接螺套内的淤泥，更换压力传感器或数据处理仪等措施。有杂波的表现是远程数据处理仪上的波形杂乱无章。出现有杂波组要是泥浆泵或压力传感器的问题，如果在停泵的情况下仍有杂波出现就需更换压力传感器，如果不是压力传感器的问题则需要修泵。
(4)不能一致化：不能一致化指专用数据处理仪和远程数据处理仪之间不能通信，出现这种现象主要原因是电缆盘有问题。我们只需更换电缆盘或把专用数据处理仪和远程数据处理仪的设置调节一致即可。
4 结论与建议
(1)MWD随钻测量技术的推广应用，提高了钻井速度，缩短了钻井周期，从而节约了钻井成本，创造了可观的经济效益。
(2)MWD随钻测量技术的推广应用，简化了定向施工的程序，减轻了随钻技术人员的劳动强度。
(3)MWD随钻施工中，需要钻井队与随钻技术人员密切配合，保证MWD随钻测量系统良好的工作环境，提高工作效率。
(4)MWD随钻技术人员要不断的总结经验，对仪器的各项性能做到心中有数，以便更好地发挥仪器的性能。
(5)数据传输速率有待进一步提高，以满足日益增多的井下信息量的需求。
(6)国产MWD随钴测量系统与进口MWD随钻测量系统仍有很大的差距，我们需要不断的引进、吸收、创新以缩短与国际先进水平的差距。
参考文献
[1]王延恒，张炳顺，刘月军，吕志忠，宋辉无线随钴测量技术在华北地区的应用[C].钻井承包商协会论文裴，2005
[2]YST-!gX无线随钻测斜仪应用情况[c].钻井承包商协会论文集.2003.
作者简介：甘克宇(1983-).男，吉林人，大庆钻探工程，公司钻井四公司助理工程师，研究方向：随钻定向。