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摘 要：正脉冲无线随钻测量仪器是利用泥浆作为传输介质的一种随钻测斜仪。根据仪器的工作原理，采用系统的分析方法，制定切实可行的检查方法，帮助施工人员查找仪器故障，提高工作效率。在无线随钻的使用过程中，泥浆的冲蚀对仪器造成主要磨损，所以仪器及配件的冲蚀进行评估很有意义，采用评估对于仪器整体状态进行检查，使现场工作人员做到心中有数，适时采取措施。仪器信号波形的初始记录也能够帮助对于仪器进行状态评估。
关键词：正脉冲 信号判断检查方法 泥浆冲蚀程度评估 施工过程的检查对比
目前各个油田大量使用正脉冲无线随钻测斜仪作为比较成熟的主力无线随钻测斜仪器进行定向井和水平井的测量施工工作，但是测量中根据操作规程进行操作，必要的检查和检查方法没有进一步提高，影响了施工人员对于故障分析、判断和排除。本文意在根据仪器原理和特点进行测量检查和方法的使用，提高正脉冲仪器的使用水平和效果。
一、判断正脉冲无线随钻类仪器是否正常工作的思路
1.正脉冲无线随钻测斜仪是利用蘑菇头的伸缩控制泥浆流量造成泵压变化而传递信号，通过推升泥浆压力来传递信号的
泥浆的压力变化造成泥浆循环系统的立管一定幅度的压力变化，这个压力变化被安装于立管的传感器感知，变成电信号传递给地面仪器进行解码，获得真实井底测斜数据。
通过分析，可以看到一个脉冲的传输路径：井下仪器，泥浆传输，传感器接受，电缆传输信号，地面接收设备，计算机
判断传感器到地面传输系统的问题，可以通过短接传输线等方式观察这个系统正常与否，或者通过开停泵来检测计算机上的压力值变化情况来辨识这条线链接和工作正常情况。如果出现压力不变的情况，逐个进行传感器、滚子线、防爆箱、接口箱等环节检查。
2.通过钻台立管泵压表进行脉冲信号的判断
由于井下仪器工作造成泥浆压力变化，能够体现在钻台泵压表上，对于井下仪器情况判断，可以通过观察立管压力表在泥浆泵开泵情况下的泵压变化情况进行分析。因为此时泥浆泵和仪器发出的脉冲信号不是同频率，泵压出现一定的叠加，造成泵压变化不同于泥浆泵造成的泵压表的跳动。
当我们观察到一个不同于泥浆泵的变化频率且时间周期类似于正脉冲仪器发出的叠加信号的时候，说明井下仪器目前是正常工作的。
如果我们观察不到这个波动，说明井下仪器很可能是不工作的，那么需要进行进行检查。
二、泥浆对井下仪器的冲蚀
井下仪器始终工作在泥浆环境中，受到泥浆的不断冲蚀，随着时间仪器及配件会受到一定的损害，这是井下仪器配件损坏的一个主要原因。
含沙量和排量是影响仪器冲蚀程度最主要的因素。因为井深的原因造成不同的机械钻速，含沙量和排量随井深也有一定的变化，井下仪器的冲蚀速度就会随井深表现不同。
从图表中我们可以看到：磨损速度随井深而降低。仪器配件的冲蚀速度在2000米以内的井相对于深井5000米以上的井，冲蚀速度约是三倍。这里我们主要分析浅井仪器的冲蚀情况。
1.浅井由于地层相对比较软，钻机的机械钻速快，造成泥浆含沙量的提高，对于井下设备的冲蚀极为明显，排量相对比较大，这个因素会造成仪器配件和本身的损坏速度大为提高。于是在浅井的施工钻井中，震动筛、除沙器、除泥器等固控设备开启对于降低仪器的冲蚀速度显得尤为重要。
2.井下仪器 转子偏磨情况出现原因分析
MWD仪器施工使用过程中，转子偏磨是一个发生比较大损失的情况，有时由于转子的偏磨造成脉冲器本体的损坏，如果遇到转子被卡住或者转子中有下落的金属物时，由于转子的高速转动，会造成脉冲发生器本体被割断的情况。
下轴承套和转子内衬套的磨损造成，大斜度井中转子旋转发生中心的偏移，加之泥沙的在转子内的存积从而造成局部磨损速度加快从而造成偏磨。
另外老式转子上部叶轮部分由于相对质量大于下部，造成质量分布不均匀，在大斜度井情况下，前部磨损随时间快速增大，造成整个转子上下部不同轴，从而造成叶轮内部的内径不均匀扩大，长时间导致磨损直至损坏脉冲发生器。
解决的办法：1）检查下轴承套的尺寸和下井转子的衬套的磨损程度，将他们的尺寸控制在一个低磨损程度，让转子跟脉冲器本体留有足够空间，降低偏磨。
2）改变使用新式中叶轮转子，因为他的中部叶轮设计降低了质量分布均匀问题，另外对于转子和下轴承套的尺寸进行检查，对于尺寸过小的情况需要予以更换。
3.在深井的正脉冲无线随钻测量，往往受到泥浆排量小的影响，因为实际的泥浆排量往往比设想的要小，这是实际操作中很容易忽视的一个原因，造成了无线正脉冲测斜仪不出信号或者信号不好。正脉冲仪器，推升压力波动需要能力比较大，由于泥浆静液压力的大幅度提升，造成脉冲器推动能力相对降低，于是压力信号传送的立管时已经比较微弱，当然这里有一个信号衰竭的问题。
增加井下仪器脉冲信号强度，就是减小蘑菇头跟孔板之间的限流值，从而增加脉冲信号强度。
信号的强度的衰减跟泥浆的黏度和密度密切相关。对于脉冲信号我们这里可以改变影响强度的因素是，泥浆的排量或者是初始压力信号的大小。
在超深井的施工中，限流值已经低于仪器孔板和蘑菇头的限流最小范围，可以采取将脉冲器的推杆推进冲程长度略微调大的方法提高脉冲信号强度。
4.无线随钻仪器在泥浆中受到不断的冲刷，造成配件冲蚀，这种冲蚀在开泵循环过程中始终存在，影响仪器的使用，达到相当程度就会造成仪器损坏和信号无法正常产生和发出。
4.1定子支撑管和定转子的以及蘑菇头等主要配件都影响到信号的产生和发出，直至信号的上传。针对这种情况，采取在一定时间进行检查，进行冲蚀程度的评价是很有必要的。这个评估不但是对现有情况作出评估，同时进行单位时间现有泥浆性能和循环系统对仪器及配件造成的冲蚀进行评估，有利于仪器及配件能够维持多长时间的正常使用进行分析，可以基本计算出未来施工过程中，多长时间需要进行配件的更换以及进行检查。
4.2对于仪器性能的评价，在首次仪器下井进行正常工作中，仪器初始波形对于未来对比有着重要意义。记住初始波形，为检查仪器在井底的情况提供一个基本参考。
脉冲信号的初始值，大小，随着仪器工作时间可能发生变化，这个变化能够帮助我们，进行判断脉冲器的性能和状态。比如，脉冲信号突然检测不到，那么通过钻台观察的方法可以检测出实际是否有脉冲的发出。如果没有，那么我们对于信号消失前的波形以及初始信号，可以基本判断是脉冲发生器问题还是探管问题。因为探管发生问题前多数会表现出数据不稳定。而脉冲发生器问题多数表现是，脉冲信号幅度以及虚假信号增加现象以及波形的变化。
4.3参与钻井技术参数，例如水眼，排量要求的控制等是保证仪器正常工作的基本要求。近年来，仪器出现问题，跟现场提供仪器工作参数在仪器工作的范围之外，超出了仪器自身的工作要求范围，是造成若干施工失败的原因。测量工程师参与水眼和排量的设置，泥浆泵空气包冲压情况，以及现场施工措施的落实是非常必要的。
五、结论
1.逐个判断仪器传输路径状态，能够快速排除故障，分析故障原因，理清思路。
2.重视转子偏磨问题，检查引起偏磨的原因，及时更换配件，降低偏磨造成的损失。
3.重视泥浆对仪器配件的冲蚀，进行冲蚀检查和评估，为仪器的使用预估使用时间。有效降低仪器损坏，防止仪器损失扩大化。
4.参与泥浆性能和工程参数制定，使之达到仪器的需要，有效提高仪器的测量成功率，降低仪器故障发生。
参考文献
[1]刘伟、任凌云、刘洪亮.钻井液脉冲信号传输影响因素分析.石油钻探技术.
[2]何树山、刘秀善钻井液正脉冲信号的衰减分析.钻采工艺.
关键词：正脉冲 信号判断检查方法 泥浆冲蚀程度评估 施工过程的检查对比
目前各个油田大量使用正脉冲无线随钻测斜仪作为比较成熟的主力无线随钻测斜仪器进行定向井和水平井的测量施工工作，但是测量中根据操作规程进行操作，必要的检查和检查方法没有进一步提高，影响了施工人员对于故障分析、判断和排除。本文意在根据仪器原理和特点进行测量检查和方法的使用，提高正脉冲仪器的使用水平和效果。
一、判断正脉冲无线随钻类仪器是否正常工作的思路
1.正脉冲无线随钻测斜仪是利用蘑菇头的伸缩控制泥浆流量造成泵压变化而传递信号，通过推升泥浆压力来传递信号的
泥浆的压力变化造成泥浆循环系统的立管一定幅度的压力变化，这个压力变化被安装于立管的传感器感知，变成电信号传递给地面仪器进行解码，获得真实井底测斜数据。
通过分析，可以看到一个脉冲的传输路径：井下仪器，泥浆传输，传感器接受，电缆传输信号，地面接收设备，计算机
判断传感器到地面传输系统的问题，可以通过短接传输线等方式观察这个系统正常与否，或者通过开停泵来检测计算机上的压力值变化情况来辨识这条线链接和工作正常情况。如果出现压力不变的情况，逐个进行传感器、滚子线、防爆箱、接口箱等环节检查。
2.通过钻台立管泵压表进行脉冲信号的判断
由于井下仪器工作造成泥浆压力变化，能够体现在钻台泵压表上，对于井下仪器情况判断，可以通过观察立管压力表在泥浆泵开泵情况下的泵压变化情况进行分析。因为此时泥浆泵和仪器发出的脉冲信号不是同频率，泵压出现一定的叠加，造成泵压变化不同于泥浆泵造成的泵压表的跳动。
当我们观察到一个不同于泥浆泵的变化频率且时间周期类似于正脉冲仪器发出的叠加信号的时候，说明井下仪器目前是正常工作的。
如果我们观察不到这个波动，说明井下仪器很可能是不工作的，那么需要进行进行检查。
二、泥浆对井下仪器的冲蚀
井下仪器始终工作在泥浆环境中，受到泥浆的不断冲蚀，随着时间仪器及配件会受到一定的损害，这是井下仪器配件损坏的一个主要原因。
含沙量和排量是影响仪器冲蚀程度最主要的因素。因为井深的原因造成不同的机械钻速，含沙量和排量随井深也有一定的变化，井下仪器的冲蚀速度就会随井深表现不同。
从图表中我们可以看到：磨损速度随井深而降低。仪器配件的冲蚀速度在2000米以内的井相对于深井5000米以上的井，冲蚀速度约是三倍。这里我们主要分析浅井仪器的冲蚀情况。
1.浅井由于地层相对比较软，钻机的机械钻速快，造成泥浆含沙量的提高，对于井下设备的冲蚀极为明显，排量相对比较大，这个因素会造成仪器配件和本身的损坏速度大为提高。于是在浅井的施工钻井中，震动筛、除沙器、除泥器等固控设备开启对于降低仪器的冲蚀速度显得尤为重要。
2.井下仪器 转子偏磨情况出现原因分析
MWD仪器施工使用过程中，转子偏磨是一个发生比较大损失的情况，有时由于转子的偏磨造成脉冲器本体的损坏，如果遇到转子被卡住或者转子中有下落的金属物时，由于转子的高速转动，会造成脉冲发生器本体被割断的情况。
下轴承套和转子内衬套的磨损造成，大斜度井中转子旋转发生中心的偏移，加之泥沙的在转子内的存积从而造成局部磨损速度加快从而造成偏磨。
另外老式转子上部叶轮部分由于相对质量大于下部，造成质量分布不均匀，在大斜度井情况下，前部磨损随时间快速增大，造成整个转子上下部不同轴，从而造成叶轮内部的内径不均匀扩大，长时间导致磨损直至损坏脉冲发生器。
解决的办法：1）检查下轴承套的尺寸和下井转子的衬套的磨损程度，将他们的尺寸控制在一个低磨损程度，让转子跟脉冲器本体留有足够空间，降低偏磨。
2）改变使用新式中叶轮转子，因为他的中部叶轮设计降低了质量分布均匀问题，另外对于转子和下轴承套的尺寸进行检查，对于尺寸过小的情况需要予以更换。
3.在深井的正脉冲无线随钻测量，往往受到泥浆排量小的影响，因为实际的泥浆排量往往比设想的要小，这是实际操作中很容易忽视的一个原因，造成了无线正脉冲测斜仪不出信号或者信号不好。正脉冲仪器，推升压力波动需要能力比较大，由于泥浆静液压力的大幅度提升，造成脉冲器推动能力相对降低，于是压力信号传送的立管时已经比较微弱，当然这里有一个信号衰竭的问题。
增加井下仪器脉冲信号强度，就是减小蘑菇头跟孔板之间的限流值，从而增加脉冲信号强度。
信号的强度的衰减跟泥浆的黏度和密度密切相关。对于脉冲信号我们这里可以改变影响强度的因素是，泥浆的排量或者是初始压力信号的大小。
在超深井的施工中，限流值已经低于仪器孔板和蘑菇头的限流最小范围，可以采取将脉冲器的推杆推进冲程长度略微调大的方法提高脉冲信号强度。
4.无线随钻仪器在泥浆中受到不断的冲刷，造成配件冲蚀，这种冲蚀在开泵循环过程中始终存在，影响仪器的使用，达到相当程度就会造成仪器损坏和信号无法正常产生和发出。
4.1定子支撑管和定转子的以及蘑菇头等主要配件都影响到信号的产生和发出，直至信号的上传。针对这种情况，采取在一定时间进行检查，进行冲蚀程度的评价是很有必要的。这个评估不但是对现有情况作出评估，同时进行单位时间现有泥浆性能和循环系统对仪器及配件造成的冲蚀进行评估，有利于仪器及配件能够维持多长时间的正常使用进行分析，可以基本计算出未来施工过程中，多长时间需要进行配件的更换以及进行检查。
4.2对于仪器性能的评价，在首次仪器下井进行正常工作中，仪器初始波形对于未来对比有着重要意义。记住初始波形，为检查仪器在井底的情况提供一个基本参考。
脉冲信号的初始值，大小，随着仪器工作时间可能发生变化，这个变化能够帮助我们，进行判断脉冲器的性能和状态。比如，脉冲信号突然检测不到，那么通过钻台观察的方法可以检测出实际是否有脉冲的发出。如果没有，那么我们对于信号消失前的波形以及初始信号，可以基本判断是脉冲发生器问题还是探管问题。因为探管发生问题前多数会表现出数据不稳定。而脉冲发生器问题多数表现是，脉冲信号幅度以及虚假信号增加现象以及波形的变化。
4.3参与钻井技术参数，例如水眼，排量要求的控制等是保证仪器正常工作的基本要求。近年来，仪器出现问题，跟现场提供仪器工作参数在仪器工作的范围之外，超出了仪器自身的工作要求范围，是造成若干施工失败的原因。测量工程师参与水眼和排量的设置，泥浆泵空气包冲压情况，以及现场施工措施的落实是非常必要的。
五、结论
1.逐个判断仪器传输路径状态，能够快速排除故障，分析故障原因，理清思路。
2.重视转子偏磨问题，检查引起偏磨的原因，及时更换配件，降低偏磨造成的损失。
3.重视泥浆对仪器配件的冲蚀，进行冲蚀检查和评估，为仪器的使用预估使用时间。有效降低仪器损坏，防止仪器损失扩大化。
4.参与泥浆性能和工程参数制定，使之达到仪器的需要，有效提高仪器的测量成功率，降低仪器故障发生。
参考文献
[1]刘伟、任凌云、刘洪亮.钻井液脉冲信号传输影响因素分析.石油钻探技术.
[2]何树山、刘秀善钻井液正脉冲信号的衰减分析.钻采工艺.