Sondex爬行器

9O 油气田地面工程第 29卷第 4期 (2010．4) doi：10．3969／j．issn．1006—6896．2010．04．055 Sondex爬 行 器 罗学东 穆红旭。 陈光建 靳关成 严磊 孙 秀梅 (1．中国石油大学 (华东)地球资源与信息学院；-2．中国石油集团测井有限公司华北事业部； 3．中国石油集团测井有限公司长庆事业部；4．中国石油集团长城钻探工程有限公司顶驱技术分公司) 摘 要：Sondex爬行器是 一种新型的测 井仪器输送 工具 ，它与常规 的送进技 术相 比，克服 了井眼弯曲使测井仪器难 以下放的 困难 ，同时也提 高了测井的质量和可靠性 。 应用该爬行器，为套管井水平井测井提供了 更快捷 、更经济、更安全的新工艺。 关键词 ：爬 行 器；水 平 井；参 数；原 理；应用 通过钻水平井增加水平井井段长度来提高油、 气采收率已成为油气田提高产量的一个重要途径。 但由于水平井特殊的井身结构，特别是在套管井 中，测井仪器无法依靠重力顺利下放到水平井段， 使得油田科技人员无法了解和分析油气藏的动态 特性。 Sondex爬行器作为一种新型的测井仪器输送 工具 ，与常规的送进技术相比较 ，它既克服了井眼 弯曲使测井仪器难以下放的困难，同时又提高了测 井的质量和可靠性。应用该爬行器，为套管井水平 井测井提供了更快捷、更经济、更安全的新工艺。 1 爬行器的组成、作用及 Sondex爬行器主要 由硬件系统和软件 系统组 成。硬件系统包括井下牵引器和地面控制面板，井 下牵引器将测井仪器送到目的层；地面控制面板为 井下牵引器提供动力。软件系统包括模拟软件 (Well Entry Simulation Toolkit，简 称 WEST) 和驱动软件 (MULE Driver Software)，模拟软件 利用井身构造数据等参数进行测井模拟，对作业进 行预测和可行性分析；驱动软件远程控制井下牵引 器，实时监控其工作状况。 井下牵引器的工作参数如下： 最大连续负载：270 kg；面板输入电压：250 V； 抗拉强度 ：4 500 kg；耐 温：150℃；耐压：100 MPa；仪器 外径 ：54 mm；总 长：7．4 m；重量 ： 85．4 kg；爬行 电机工作 电压 ：6O～660 VDC；爬 行电机工作 电流：3O～2 000 mA。 2 工作原理 Sondex爬行器各部分的连接方法见图 1。当 进行测井作业时，爬行器的作用是将生产测井仪器 送达目的层。通过计算机模拟软件，进行到达目的 层所需载荷的估算，完井细节资料的研究，爬行器 工作时存在的潜在风险判断等测井作业前的可行性 分析之后，驱动软件显示井下仪器相关数据，向井 下发送命令。 图 1 爬行器各部分连接 井下牵引器上端与已连接好测井电缆的单芯马 笼头连接 ，下端直接与生产测井仪器连接。通过驱 动软件进行开腿作业，地面控制面板为井下牵引器 提供动力，推动测井仪器开始爬行。当测井仪器到 达 目的层后 ，通过驱动软件收拢驱动臂 ，绞车上提 电缆，带动测井仪器进行测井作业。 井下牵引器的工作过程：通过地面控制面板完 成通讯，并为井下牵引器提供动力。在电机的带动 下，动力传递给中心轴，中心轴旋转，通过其上的 锥齿轮完成动力换向，并通过特殊链条将动力传递 给链轮，进而将动力传递给 4个行星齿轮，最后将 动力传递给与套管壁紧贴的驱动轮，通过驱动轮的 转动，达到仪器输送的目的。井下牵引器机械驱动 油气田地面工程第 29卷第 4期 (2010．4) 91 doi：10．3969／j．issn．1006—6896．2010．04．056 远 控 安 全 钻 观 察 孔装 置 刘可 忠 谷 爱民 (中原石油勘探局井下特种作业处) 摘要 ：远控安全钻观察孔装置由连接放 喷部分、钻孔部分、加压部分、液压动力及 压力调节部分等组成。防爆电钻的加压和退 出靠液压动力装置 实现 ，钻 头行程 40 mm。 目前油田现场套管壁厚一般在 12 mm左右 ， 满足钻透套管要求。该装置钻观察孔时既能 实现远距 离操作 ，提高了施工的安全性，又 可以将套管环虚油气放喷进罐，避免了环境 污染，值得大力提倡和进一步推广。 关键词 ：远距离控制；安全钻 ；应用 随着油气田开发的进行，生产套管损坏井越来 越多，取换套管是常用的修复手段之一。由于生产 套管破损与外层套管连通，油气势必会在生产套管 与外层套管的环空积聚，如果直接动用气焊割外层 套管，积聚在环空的油气被引燃，后果将不堪设 想。因此在割井口之前，先用电钻钻观察孔，将环 空的油气压力卸掉，再进行割井口作业。原来打观 察孔的做法是先用钻头将套管钻剩余 1～2 mm左 右，再用榔头敲击钢钎，将套管击穿。这种做法的 风险是当生产套管与外层套管环形空间压力很高 时，强大的气流会推动钢钎，使钢钎脱手飞出，易 出现伤人事故，同时对于喷涌而出的油气流没有办 法进行控制，会造成环境污染。科研人员经过几年 的努力，成功研制出远控安全钻观察孔装置。该装 置可以远距离控制完成钻观察孔的操作，既保证了 施工人员的安全，又保护了环境，提高了施工效 率。经现场 18口井的应用，证明该装置性能良好， 操作方便 。 1 装置的结构和作用 (1)连接放喷部分。该部分由油管接箍、三通 和密封装置组成。作用：①将钻孔部分与套管连接 在一起，并提供一个稳定的受力支点；②放喷管线 连接至循环罐，具有放喷功能，并可使循环罐的水 回流，对钻头有冷却作用；③与钻孔部分连接处用 密封件密封，当观察孔钻穿时，可密封油气流不外 泄，使油气流从放喷管线进罐。 (2)钻孔部分。该部分由防爆电钻、密封件、 电钻框架和连接机构组成。作用：①与连接部分共 同形成密封，可以实现放喷功能；②防爆电钻提供 大扭矩、平稳的旋转动力；③提供连接出口，使钻 孑L部分与加压部分可以实现连接。 (3)加压部分。加压部分由连接架、缸体、活 部分示意图见图 2。 图 2 井下牵 引器机械驱动部分 其中，两对驱动轮互成 9O。以避免仪器发生翻 转，它们是爬行器工作的直接执行部件 。 3 现场应用 2006年 11月，Sondex爬行器 在长庆 油 田某 水平井中进行现场应用。CCL接箍显示井下牵引 器将测井仪器顺利输送到目的层。通过爬行器负载 曲线可以看出，井下牵引器工作负载较小，爬行器 工作正常；通过缆头张力可以看出，井下牵引器拖 动的电缆重量逐渐增加，说明爬行器工作正常。 在该井的现场作业过程中，爬行器顺利地将 40臂井径仪、磁测仪器送至 目的层，成功地解决 了该井射孔问题。 4 结语 近几年来，通过在长庆油田多 口井的现场使 用，Sondex爬行器充分显示出了其时效高、操作 简单等技术特色，大大缩短了测井时间，降低了生 产成本。爬行器技术的使用和推广，为水平井的动 态监测提供了一种全新的技术手段，对确定剩余油 分布、提高油气采收率具有十分重要的意义。 由于驱动部分主要是机械结构，各种传动件、 专用电机的选择，小直径主传动轴的加工，小直径 深孔加工和各零件之间的基准定位等有关问题要特 别注意，否则将直接影响爬行器的整体性能。 (栏目主持 樊韶华)