个人改进和收获井壁取心器收获率影响因素与改进方法分
析
摘 要:对井壁取心作业的好坏进行衡量的重要指标就是收获率。本文细致、全面的分析了对撞击式井壁取心器的收获率造成影响的各种因素后,针对下井作业、地面装枪技术、取心药量选取、取心器设备等方面提出了一些建议和方法,对井壁取心器收获率的提高具有一定的借鉴意义。
关键词:井壁取心器 收获率 取心药盒 选发器
:P634.5 :A :1672-3791(xx)07(b)-0118-01
1 影响因素与改进方法
1.1 引火螺丝的安装方式及改进
常规安装引火螺丝的方法是用绝缘环氧树脂垫作承压件,用耐酸碱、耐油材料的橡胶垫作密封件。由于存在缝隙,当高压高温气体在此处产生作用时,绝缘环氧树脂垫就会发生变形,直接造成密封件密封不严,导致火药受潮、引火螺丝绝缘值降低。后果是对引火螺丝的使用寿命造成了影响,取心收获率、发射率降低,火药不能被引爆。
高温固化安装引火螺丝的方法是,通过运用环氧树脂来进行调配合成的粘合剂,而对绝缘环氧树脂垫承压的粘合是按照液体填充的原理来进行的,就此对缝隙做到了密封的效果。当高温高压在该处发生反应作用时,在高温状态下环氧树脂就会被固化,所以它就具备了很强的抗冲击的应变能力,而绝缘环氧树脂垫的承压件是不会发生任何变化的,并且其密封的性能最好,如果引火螺丝利用这种工艺来进行安装的话,返修率极低,使用寿命长,可以使收获率得到极大的提高。
1.2 取心器药室、弹道几何尺寸形状的影响及改进
国内采用的撞击式井壁取心器的药室和弹道大体分作中式型和仿美型两种。
药室和弹道分离是中式型取心器主体的特点,地线贴在台阶上和弹道壁呈90°,药盒在药室中,井中的压力越大,而药盒在接触电阻时就会变得越小,电流上的消耗也就会越小,发射的概率就会越大。但是因为弹道上的密封度不是很高,所以就造成了火药上的能量使用的概率就会不是很高,而且在获取岩心的时候长度上就会很短,进而就会影响到了其收获率。
仿美型弹道具有较深的密封高度,较高的火药能量利用率,获取的岩心较长。但因为药室、弹道的几何形状是直筒形,药室和弹道共
用,是由岩心筒来控制药室有效空间的,弹道壁和所装药盒的地线处于平行。取心器在地面时弹道朝上,火药盒和地(弹道壁)、引火螺丝的接触良好；在井下竖直时,药盒和取心器的位置就会相对的发生改变,弹道内壁和地线的紧密程度也会相应的产生变化,接触电阻就会变大,使点火电流在一定程度上被损耗,产生了在井下取心器发射不好的现象,但在地面查不出问题。
1.3 选发器的功能及改进
取心器的指挥中心就是选发器,它的作用是根据操作工程师的要求,有选择的把对应弹道药室里的引火螺丝和点火电流接通,以便使火药被引燃。国内的绝大部分油田目前仍使用机械选发器,它是使用同心圆的方法通过电磁原理来完成选发工作的。受火药点燃引爆产生的震动、材料性能及加工工艺等因素的影响,通常会导致同心圆产生偏移,引起直流线圈磁轴吸不动或吸合缓慢、跳空挡、卡档,导致下井取心器药室里60％的引火螺丝无法根据要求和点火电流接通,降低了取心收获率。中油测井华北事业部研发了电子选发器,以 __改善选发器的性能。它使用的是数字逻辑电路原理,即地面对数字控制信号进行发送,井下电子选发器分析和处理信号,且经驱动器驱动后把电流传送至与其对应的引火螺丝上。其特点是返修率很低、性能稳定可靠、档位准确。
1.4 电缆上提、下放速度及应注意的问题
当带钢丝绳的岩心筒瞬间进入地层、火药被引爆时,盘放在绳槽内的钢丝绳形态就会突然变化,无法及时将原有的弹力释放形成螺旋状。如果这时的电缆下放和上提速度过快,就很容易导致在固定螺丝附近处钢丝绳被拉断,使岩心筒滞留在井壁上。只有保证下放和上提的速度缓慢,才能使钢丝绳自由调整角度,将其原有的额定拉断力保持住。因此,当岩心筒进入地层时,速度应控制在500m／h左右,保证慢速上提,同时要对张力的变化情况进行观察。如果张力变大就表明岩心筒还没有退出地层,必须把速度控制在1000m／h以内,慢速下放然后再上提,重复几次待岩心筒拔出为止。
1.5 取心药盒及应注意的问题
取心药盒由火药、火药桥丝、盒体组成。火药桥丝具备把流过的电能转化为热量的作用,在高温状态下使在其周围附着的火药分解且产生气体。主要由桥丝的质量决定了火药的分解速度和气体产生的多少。若火药桥丝的长度一定,桥丝的截面积越大,功率就会越大,产生的温度也会越高,火药的分解速度就会加快,就会聚集越多的能量,爆发力也就越大,就能使岩心筒进入的地层越深。相反,其截面积越小,功率就会越小,产生的温度就会越低,所以火药的分解速度就会越慢。在井下,如果火药没有完全分解,产生气体的冲击力无法克服钻井液
等因素对取心筒的压力,就很难把其推进地层。岩性相同的地层由于其形成的地质年代时间不同,其硬度也各不相同。为确保取心的收获率和成功率,在相同药量的前提下,对取心药盒进行选择时要选用火药桥丝较粗的一种；在对药量进行确定时,需要对岩性形成的地质年代和所定岩心的深度位置进行关注,且要及时的对药量进行调整。
1.6 地层岩性井壁(井筒)质量
取心作业与底层岩性井壁的质量有关,主要包括井眼轨迹、井深、粘度、钻井液密度、泥饼、地温梯度等。由于各区域井地温梯度各异,相同深度位置的温度也有所不同。各种取心火药型号燃点不同,井下温度如接近火药燃点时,会引燃火药。而钻进液密度、泥饼厚度、粘度会在岩心筒发射时产生阻力,使岩心筒进入地层力量削弱。若岩心筒无法与井壁连接,会降低收获率。因此,取心作业人员应详细了解井眼轨迹、井深、粘度、钻井液密度、泥饼、地温梯度等数据。根据井眼大写,选择合适的钢丝绳。根据井深、粘度、钻井液密度、泥饼、井温等参数,选择火药的量大小及火药温度类型,以保证所取岩心完整。
2 结语
撞击式井壁取心作业是一项具有一定危险性而且很细致的施工作业项目。一定要对取心器设备做必要的技术改进,把地面装枪的各项具体工作都认真做好,以提高取心收获率,此外还必须按照井下的工程数据选好取心火药,对各个操作步骤进行高度的关注,以减少施工风险,提高取心作业时效,最终达到使取心收获率得到提高的目的。 __
[1] 陈金宏,刘志良,武卫琴,等.新型井壁取心器的研制与应用[J].石油仪器,xx(4).
[2] 程林峰,马林,吴凤秋.完善旋转式井壁取心器的综合性能[J].石油仪器,2000(3).
[3] 武卫琴,霍红蕊,谯晓容,等.井壁取心器收获率影响因素分析及改进措施[J].石油仪器,xx(2).
内容仅供参考
个人改进和收获井壁取心器收获率影响因素与改进方法分析
