综合录井仪常见故障分析及维护保养措施探讨

郭洪庆

（大庆钻探工程公司地质录井一公司地质研究中心，黑龙江大庆 163000）

1 概述

油气钻井过程中，地质录井在钻井现场发挥重要作用，通过分析从井底返出的岩屑、地层气体、钻井液实现对油气显示的监测，通过实时采集各项钻井工程参数、钻井液数据、气测数据，实现对钻井工程异常的预警与监测。综合录井仪是录井现场最核心的装备之一，其组成零部件多、结构复杂、分析灵敏度高。由于录井现场多处野外环境，自然条件恶劣，风沙雨雪都会对综合录井仪工作造成影响，加之井场扬尘、震动等因素影响，仪器工作稳定性受到影响。此外录井作业场所不固定，一口井完钻后，需要拆装搬家，到下一口重新安装，安装拆装周期最短一个星期，并且搬家过程中路况不好，颠簸震动等都会对仪器造成影响。由于录井设备组成部件多，色谱仪等属于精密仪器，对工作条件要求苛刻，传感器种类多且安装复杂，频繁的安装拆卸，对仪器工作稳定性造成影响。加之录井现场仪器操作人员专业技能及责任意识参差不齐，导致综合录井仪维护保养差，故障率偏高。综合录井仪属于随钻录井设备，一旦出现故障，导致不能实时录取数据，影响录井录取资料质量。在仪器维修过程中不能继续钻进，增加了钻井等停时间，推高了钻井施工成本。因此，分析综合录井仪常见故障，做好综合录井仪日常维护保养，使仪器长期处于良好状态，对于提升录井工作质量具有重要意义。

2 综合录井仪组成简介

综合录井仪组成部分主要有传感器系统、烃类气体检测系统、数据采集管理平台系统及计算机硬件组成。传感器系统由安装在井场各个部位的多种类型的传感器及CAN总线装置组成，常用的传感器有钻井液出口流量传感器、密度传感器、温度传感器、电阻率传感器，钻井液入口流量传感器、密度传感器、温度传感器、电阻率传感器，大钩负荷传感器、绞车传感器、转盘转速传感器、力压传感器、套压传感器、扭矩传感器、泵冲传感器，此外还有硫化氢传感器等，这些不同类型的传感器能够测定不同的参数。传感器通过接线连接到CAN 总线装置，然后连接到综合录井数据采集机；烃类气体检测系统由脱气器、气测管路、气相色谱仪、氢气发生器等组成，脱气器安装在泥浆池，通过内部的搅拌棒将钻井液中气体脱离出来，然后将气体输送到气测管路中，气测管路前端安装有干燥管，能够将气体进行干燥，干燥后的气体盐气测管路输送到气相色谱处，成为样品气，在载气的携带下，进入色谱仪，与氢气发生器产生的氢气在燃气助燃下发生燃烧，使得烃类气体中碳元素离子化，由氢火焰鉴定器（FID）检测到，最后记录下全烃和组分含量，实现对烃类气体检测；综合录井仪软件平台系统由数据采集、处理、存储及应用等部分组成，通过实时采集处理传感器数据、气测数据，对数据进行深入应用，实现对随钻烃类气体检测、钻井工程异常监测、钻井优化等，记录下来的各项参数为后期分析及解释评价提供重要参考；综合录井仪计算机系统由采集机和服务器组成，为了防止系统出现故障，导致不能正常录井，通常采集机分为主采集机和副采集机，主服务器和副服务器，当一台采集机或服务器出现故障，备份的采集机或服务器可以正常使用，避免了出现不能录取数据的情况，提升了仪器工作的稳定性，减少了因设备维修造成的等停时间，也保证了录取资料的质量。

3 综合录井仪常见故障及维护

3.1 烃类气体检测系统常见故障及维护

烃类气体检测系统属于较为精密的仪器，也是故障率偏高的仪器。由于钻井液液面变化频繁，当液面上升没过脱气器时，容易导致钻井液被吸入气测管路，污染管路，需要及时调整脱气器高度。当干燥剂因吸水过多导致失效时，需要及时更换干燥剂。气测管路容易出现漏气情况，要及时更换管线。色谱仪是较为精密的仪器，气检测精度高、气路复杂，容易出现各种故障，常见的有以下几种：①色谱仪基线不稳或者有毛刺，正常情况下，色谱仪基线应该是直线，当出现基线不稳或者毛刺的情况，可能是氢火焰鉴定器长期工作产生积碳，需要将积碳进行清除。也有可能是微电流放大器元器件出现故障，导致性能不稳，需要更换微电流放大器。还有可能是离子信号线绝缘度不够，导致氢火焰鉴定器的信号受到干扰，需要对离子信号线进行绝缘处理；②FID 点火故障。导致FID 点火出现问题的情况较多，当出现点不着火的情况时，可能是点火源电压不够，或者是氢气、助燃气等流量太小，不能满足点火要求。当出现FID 自动熄灭的情况时，可能是氢气和助燃气流量不稳定，导致自动熄火，需要对气路进行检修；③烷烃组分谱图显示异常。当出现谱图错位时，由于谱图出峰时间与载气流量相关，当谱图出峰时间提前，可能是载气流量太小，此时需要对载气流量进行调整。当出现谱图组分显示不全时，可能是色谱柱的分离温度不在正常范围内，需要对控制色谱柱温度的电路进行调整；④色谱仪拉杆阀切换有问题。拉杆阀是控制色谱仪分析和反吹的阀门，当拉杆阀切换不到位，可能是气路出现了泄漏，需要对动力气路进行检修。

3.2 综合录井仪传感器系统常见故障及维护

综合录井仪传感器数量多、型号各异，有的传感器长期浸没在钻井液中，有的传感器安装在钻台上，有的安装在泵冲上，有的安装在立管上，受高温、高压、振动等影响，加之传感器频繁的拆装安装，容易出现各种故障。一旦传感器测定数据出现故障，要摸清是传感器本身故障，还是线路接口故障。如果是传感器本身故障，需要对传感器进行检修，重新进行校验。如果是线路接口故障，需要检查接线情况。在排查传感器故障时，对于压力传感器、密度传感器，可以用手按压传感器头，看测试电流是否有变化，有变化即可排出传感器故障。对于温度、电导率、体积、流量等传感器，可以接入低压电源，然后连上万用表，查看万用表电流，即可排查是否是传感器故障。当传感器正常，需要对接线进行检查，重点查看CAN总线装置出接线情况。

3.3 综合录井仪软硬件故障及维护

综合录井仪软件系统属于封闭系统，由于不连接网络，系统漏洞不能下载补丁，杀毒软件也无法更新，系统抵御病毒的能力很差。而操作人员防病毒意识差，在拷贝综合录井仪数据时，通常会将移动存储设备之间插入服务器，容易导致服务器中毒，一旦中毒很难修复好，只有通过恢复系统才能正常使用。为保障综合录井仪运行稳定，需要加强管理，规范化操作，避免出现系统中毒情况。此外综合录井仪软件系统人为设置不当也会出现一些故障，需要进行合理设置。综合录井仪硬件系统故障相对较少，一旦出现故障，及时摸清故障源，更换系统配件即可。

4 结束语

综合录井仪是地质录井的核心装备之一，录取的工程及气测参数对于及时发现油气显示、监测工程异常情况、安全高效钻井具有重要意义。为确保录井参数的准确性，避免出现因设备故障导致的录取数据不全，减少因设备检修导致的钻井等停，必须加强对综合录井仪的日常维护及管理，使设备处于良好运行状态，提升录取资料质量，发挥综合录井在油气勘探中的重要作用。