摘要:分析了深井电子压力计故障原因,并提出了其最佳合理发放方法及改进措施,提高了资料录取的成功率,可有效防止压力计故障发生,延长压力计使用寿命。应用表明,资料录取成功直接与录取资料质量及压力计的发放有关,录取资料质量的好坏,直接关系到勘探测试成果,是进一步解释地层参数和开发方案的重要依据。
关键词:压力计,预防措施,改进,合理使用,建议
一、故障分析
(1)射孔联作影响。射孔联作测试井,由于有强烈震动,会对压力计造成损坏。今年六月份徐深213井压力计采集的数据曲线,数据未采全,电路板晶振坏。在徐深21-4井和肇深13井也出现过这种状况。见图1。
图1徐深213井压力计采到的数据曲线 图2徐深21-3井压力计所采集到的数据曲线
(2)密封圈影响。深井井况特殊,可能含硫化氢、二氧化碳或其它有腐蚀性的物质,有害气体含量很高,防硫密封圈密封失效,导致电路板进气,致使压力计传感器接线柱腐蚀断裂,电路板短路烧毁元器件。见图2。
二、深井压力计发放方法
1.1优化合理配发
SPT压力计和DDI金加压力计整体性能比较稳定,但成本比较高;我们年初启用了20支国产SEI高温压力计,试验效果良好,目前应用于3500m以下的井中。施工方式的不同造成对电子压力计的影响也有所不同。如射孔联作测试施工,对电子压力计造成的影响主要来源于射孔枪在起爆时所产生的强震动,都有可能引起压力计传感器内部断极,曲线出现非点,或晶振损坏,压力计无法通讯等。而压裂带排液和钢丝作业,对电子压力计造成的影响主要是井下长时间的高温环境对电路板造成的损坏,使得工作元器件寿命缩短,性能不稳定,压力计出现漏采,提前断电等故障现象;同时也会对电池造成损坏,电池遇高温容易变质,导致化学物质腐蚀通讯接头、电路板及元器件,造成压力计的损坏。严格划分了压力计的使用界限,测试井就用测试井专用的压力计,压裂井就用压裂井专用的压力计,钢丝作业就用钢丝作业井专用的压力计。
1.2检查与使用
(1)选好压力计后,首先检查压力计上的密封圈是否完好齐全,电池筒是否对号配套。接下来就对压力计进行在线检测,检测它的压力和温度是否合格,压力要在±0.098MPa之间,温度为室温。对于检测不合格压力计的就不能发出。
(2)DDI金加压力计在进行在线检测后,还要检查它的存储模块使用情况。存储模块相当于压力计的电路板,使用3-4井次后就要更换模块,压力计如同又换了一支新电路板,这样做就是为确保成功录取资料。
(3)联作测试井、压裂井施工时,会产生瞬时的压变,直接作用在压力计探头上,致使压力计损坏严重。所以发这种施工方式的井时,要注意发放一种带缓冲管的压力计。
(4)在钢丝作业井中没有突变的压力,就不用加装缓冲管,就可直接发压力计。
三、正确选择电池、激活电池、发挥电池的潜能
3.1电池的激活
(1)DDI电池。DDI金加压力计所需的电池也是金加压力计专用的高温电池,要选用在发放前事先激活好的(即编程采点激活),电量要达到3.2v以上才可用。高温锂电池即使是激活好的,也不要在冰箱内存放太长时间。要是存放时间过久,在电池表面还会形成一层保护膜即电池钝化现象,还会回复到没有激活前的休眠状态,要是在这样的情况下下井,易造成电池在低温段工作时电压不稳定,压力计采点不正常,出现大量非点或不采点现象。因而发这种电池时优先选用近几天新激活的电池,最好通过不断编程采点回放至少3次,直至电压达到规定电量,且回放没有非点,才能下井使用。
(2)国产SEI压力计电池。国产SEI高温压力计的电池不用激活,电量达到3.5V以上就可下井使用,编程传送工作表后,确保断电一分钟以上再试电池,试完电池再重新编程发出。
(3)激活SPT电子压力计电池。电池要激活好才能下井,它不用事先激活,现发放现激活。
3.2操作事项
(1)DDI金加压力计。插上锂电池后,电池指示灯暂时不亮,待过一分钟,灯亮,先慢闪1下,接着快闪15下。
(2)国产SEI高温压力计。传送一次压力计内部已有的工作表,断电一分钟以上插上锂电池,电池指示灯长亮,延时30秒后闪6下,之后延时一分钟。当延时结束后,压力计应按工作表的设置采集数据。这期间要确保电池组与压力计的配合正常,检查所配电池组是否有弯针、断针等情况。
(3)SPT压力计。插上锂电池后,电池指示灯快闪3下,接着慢闪6下。三种电池如果指示灯指示都正常时,证明电池自检通过,如果指示灯指示工作状态异常,则这组电池不能下井,要更换新的电池。
3.3合理编程
电池下井工作时间的长短与电池的性能、工作温度、采样速率等有密切的关系,我们的电池要在高温环境下尽量长时间工作,所以我们要精编采样速率,让电池有充裕的电量供给压力计。因此,在编程时不仅要考虑施工方式所需的采样速率,同时要考虑留一些电量用在特殊情况下个别电子压力计不能及时起出所需的供电时间,合理的编程是电子压力计应用的关键。根据不同施工方式、不同施工阶段对资料的要求程度不同和施工周期所消耗的电池电量不同,采取分段设计采样速率,严格制定出了一套压力计编程时间设置。
3.4完成工序
填写完整的电子压力计发放记录,要求领取人确认后签字。把压力计放入专用的压力计运输箱里。再次检查密封圈及挡圈是否完好,轻轻带上几扣电池筒。把电池组的顶部都套好绝缘套,包好,放入。需要配发托筒接头的,根据压力的不同型号配不同的托筒接头。根据压力计的型号配发扳手。为了进一步密封和防止丝扣粘扣,要带上少量的密封脂和丝扣油,要求前线操作员在压力计下井前把密封脂涂抹在压力计的密封圈上,把丝扣油涂抹在电池外筒与压力计连接处的丝扣上。并且避免进入电池插头。向前线操作员交代运输中的注意事项和其他注意事项。
四、技术改进
(1)采用联作防震防震圈和防震垫。我们发现联作专用托筒和压力计之间有空隙,压力计在拖筒内虽然纵向稳固,但横向间隙较大,左右可晃动。加工了SPT压力计外箍防震圈(图3)和SEI压力计防震垫(图4),每次发放都保证一支压力计配一对防震圈或防震垫,杜绝此类情况的再次发生。
图3SPT压力计外箍防震圈 图4SEI压力计防震垫
(2)高温密封圈改进。普通密封圈虽然密封效果好,但它不能阻止硫化氢气体的进入。所以只要是下深井我们都把普通密封圈改换为防硫密封圈,但后来我们发现即使更换了防硫密封圈,还是有压力计进气、进液情况的发生,导致录取不上资料。经分析原因为测试时间过长,防硫密封圈受不了长时间高温、高压,导致“O”圈失效。选出将要发出的压力计后,将压力计的第一道密封采用防硫密封圈,第二道密封采用普通密封圈,既起到了密封的作用又防止了硫化氢的进入。建议上级部门对深井、压裂井、射孔测试联作井要优化施工设计,优化工艺,尽量缩短施工周期,减少压力计长时间在高温环境下工作的时间,减轻压力计的损坏程度,提高录取资料的成功率。
五、结束语
分析了目前高温电子压力计和施工环境现状,采取了综合预防措施,应用效果明显。提高压力计的下井成功率,重点抓好四个方面工作:(1)建议改进压力计的性能指标和电路板,提高电路板的耐高温、抗腐蚀性能,长时间高温对电路板损坏,导致压力计无法通讯,即使通过维修手段也无法获取完整数据;(2)在满足各项资料录取的基础上,在施工方式上尽可能缩短施工周期,减少长时间高温对压力计的损害,在施工工艺上,应进一步开展防震、减震方面的研究,把震动影响降到最低点;(3)重视技术革新的运用,创新和尝试新工艺;(4)对人员的培训,敢于创新,熟练掌握压力计整套工作流程的专业人员。
参考文献:
[1]罗英俊.采油技术手册[M].北京:石油工业出版社,1990.