电缆射孔磁定位仪的改进.doc

电缆射孔磁定位仪的改进 严明 中石化西南石油工程有限公司测井分公司四川成都610100 摘要：面对油田的不断开发，要获取更多的油气，对渗透层进行射孔作业，形成油气开采通道是必然的。特别是电缆射孔作业，在油气开采中，显得尤为重要。磁定位仪是电缆射孔中必可少的仪器。从施工安全角度出发，针对以前的磁定位存在的问题，进行了比较大的改进，在使用方便的同时，大大地提高了磁定位仪的使用稳定性及安全性。 关键词：射孔；磁定位仪；改进 0引言 磁定位仪作为电缆射孔作业中必不可少的仪器，其稳定性、安全性是直接影响施工时效、质量和安全的重要因素。为止，针对临盘地区，在使用过程中，经过大家的不断使用发现和总结，以前的电缆射孔磁定位仪存在很多不足的地方，返修率高、维修不方便、存在一些不确定的安全隐患。为了提高电缆射孔施工的时效、质量和安全，针对磁定位仪存在的不足和安全隐患，经过大家的不断总结经验，对磁定位仪进行了大范围的改进，外形相似，内部各个结构进行了不同的改进，有力地提高了磁定位仪的使用稳定性和安全性。 1射孔磁定位仪原理及作用 工作原理：由于与节箍连接的上下两根套管或油管的根部是不接触的，存在一定距离的间隔，形成管柱钢材厚度较大变化。磁定位仪在通过节箍时穿过线圈的磁力线发生较大的剧烈的变化，由线圈切割磁力线产生的电动势（电压）发生较大的剧变，测井系统记录的磁定位曲线是磁定位仪产生的电压或电流的曲线。 射孔磁定位是电缆传输射孔最常用的仪器之一，主要有两个作用：淤连接电缆和射孔器；于在地面系统配合下，在相应的软件控制下，测量射孔所需的套管、油管或钻杆接箍曲线，从而完成定位射孔。 2改进前射孔磁定位仪存在的问题 改进前的磁定位整体外形如图1所示，各部件结构及名称如图2所示。这种磁定位在多年的实际应用过程中，发挥了重要的作用，但在使用过程中，结合实际，不断发现了存在一定的设计缺陷，现场使用故障率高，维护保养不方便，存在一定的安全隐患。大致存在以下几个问题。 容易发现退扣从而发生掉射孔器事故。磁定位仪各个连接部位都没有采取防退扣措施，在各种外力的综合作用下，容易发生丝扣退扣形象，发生掉射孔器事故。特别是正反扣，发生的几率最大，一般掉射孔器就是从正反扣与引线头连接部位掉的。 磁定位线圈故障率比较高。如图2所示，磁定位线圈点火线和信号线共用，是单芯结构，并且是裸露在外面的。加上本身未加防转措施，在各种外力综合作用下，磁钢会产生上下震动或左右转动，共用引线容易被磁钢上键槽口损坏，甚至磨断，从而造成无测量信号返工。 绝缘性能容易破坏。表现比较突出的就是引线头与打捞帽引出的电缆连接处。正反扣起连接打捞帽和引线头的作用，该处未加密封措施，是不防水的。打捞帽与电缆的连接是采用高压胶包扎的，在使用过程中受正反扣内液体的长期侵泡，就会逐渐降低或直接破坏绝缘，造成返工。特别是在射孔井段在3200米以上时，受高温高压的影响，更容易破坏。好点的，下二趟左右返工一次，有时甚至一支磁定位仪只能完成一趟次，就必须维修。 维护保养很不方便。由于磁定位仪本身结构设计缺陷，每一次下井前，必须对各个连接部位用管钳进行紧固，预防在施工过程中有丝扣退扣发生，发生掉射孔器事故。在操作过程中，容易造成某个部位丝扣滑扣而不知，在施工中也会发生掉射孔器事故。或者造成某部分部件外形受损或变形。 双向二极管易被击穿。双向二极管的作用是在引爆射孔器的瞬间，自动形成单向导通，阻止爆破瞬间产生的高频电流对磁定位仪线圈的冲击，保护线圈。但在实际电缆射孔施工过程中，往往容易被击穿，形成单向导通，造成信号正常，但是引爆不了射孔器，从而返工。 3射孔磁定位仪的改进 根据实际应用情况及结合磁定位仪本身存在的问题，集思广议，从提高仪器稳定性和施工安全角度出发，提出了以下的改进思路：淤改进连接部件结构，提高安全性能，防止事故发生；于改进线圈结构、走线，减少故障率，有利于安装和维护；盂增加线圈绕线匝数增强信号，改变信号引线减少故障率，信号传输与点火分离，提高成功率。 改进后的磁定位仪结构外形及各部件结构名称如图3、图4所示。 3.1磁定位仪外部结构防退扣及转动的改进。在电缆射孔作业过程中连接部位在爆破冲击力作用下产生松动，上提过程射孔器在电缆扭力作用下转动，由于射孔器与套管壁摩擦的存在，连接部位发生倒扣，导致射孔枪落井事故。在确保射孔磁定位仪抗拉强度下，每一个连接部位公头丝扣根部增加一个环形槽，母头增加2个椎6或椎8防退扣螺栓，有效解决了转动退扣问题。 3.2磁定位线圈的改进。 安装在铜套内的磁钢线圈总成在爆破冲击力作用下松动、转动，线圈引线断开或破损引起绝缘破坏导致无法完成信号采集以及起爆。首先将线圈的外引线改为内引线，线圈和磁钢采用丝扣连接。其次，磁钢外增加保护套，保护套上安装减震胶套，降低震动。为了避免总成在使用过程中转动，保护套上开固定槽，接头上增加一个螺销，达到防转效果。 线圈匝数不够，切割磁力线产生电动势小，信号弱。增加线圈匝数，增加电动势增强信号。 点火、信号采集线共用，双向二极管容易损坏。通过将信号线与点火线分离，并去掉双向二极管，单芯和铠装传输信号改为双芯传输减少磁信号干扰，同时提高密封性能。 射孔磁定位改进思路 3.3磁定位仪引线头与缆芯连接的改进。缆芯与引线使用高压胶带包扎，长时间使用胶套和胶木垫、套受潮绝缘降低，影响点火和信号采集且密封效果不佳。采用密封接头采用密封塞将点火、信号采集线上下贯通，通过注油孔在正反扣内注满硅脂，确保接通密封。 4改进后的射孔磁定位仪的使用注意事项 该磁定位由于采用防倒扣结构，组装时将组件上紧到位后安装拧紧防倒扣螺栓，组装前连接件螺扣、螺栓要涂润滑脂。在每一次下井前，要把磁定位仪各个连接部位防转或防退扣螺栓松动后再紧固，预防长时间后，在综合外力作用下造成螺栓变形松不动，给维护保养带来不便，甚至报废。在下井前，如果发现某个部位有松动的情况时，要首先松动防转或防退扣螺栓松动后，再用专用工具进行紧固后，最后拧紧各部位螺栓。否则，极易造成螺栓变形及丝扣损坏，造成无法维修，甚至报废磁定位仪。使用前正反扣内注满硅脂，确保引线头处绝缘完好。建议浅井每入井2-3次注一次硅脂，防倒扣螺栓松紧一次，深井最多不超过2次必须注一次。较长时间不用，连接部件丝扣、防倒扣螺栓以及电缆要定期进行松动及紧固，并涂抹润滑脂。 5改进后的射孔磁定位仪的应用效果 严格按照上面的使用注意事项进行准确使用，经过进三年多时间的使用，证明改造后的射孔磁定位仪操作简单，维护方便，故障率低，施工返工率低，大大提高施工时效，减少施工风险，降低劳动强度。彻底解决了以前磁定位仪所存在的问题。 在xx年11月20日临56-斜16井进行电缆射孔（射孔井段3604-3545米）单支磁定位下井9趟，成功率100%。还有在夏503-斜46、夏503-斜47、夏503-斜54等多口井（射孔深度超过3400米）施工时实现单支仪器完成10次以上入井施工记录。成功率高，时效快，获得甲方好评。 6结束语 磁定位仪作为电缆射孔施工作业中的重要仪器，虽然在经过改进后，取得了很好的应