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让钻头在地下随心所欲

发布时间:2019-07-12 21:46:56

让钻头在地下“随心所欲”

原标题:让钻头在地下“随心所欲”

2013年3月,中石化召开科技表彰大会,胜利油田钻井院申报的“近钻头地质导向技术”获得2012年中国石化集团公司技术发明一等奖。

作为中国石化集团公司高含金量的奖项,这项“宁缺毋滥”的科技奖励,2011年的一等奖为空缺。

地质导向是在水平井的钻进过程中,根据随钻测井及测量数据,实时调整井眼轨迹的测量控制技术。而近钻头,就是让测量仪器距离钻头更近。钻井院这项成果,便是让仪器向钻头方向移近了约15米,达到了距离钻头0.6米的位置。

15米,是一个成年人15步的距离;对于钻井院来说,15米的距离,他们走了3年。

一小步和一大步

2009年春,黄河岸边。一口水平井正在施工,虽然不是技术服务方,但杨锦舟依然来到井场。

杨锦舟是钻井院首席专家,他面对的这口井是薄层水平井。由于特殊的地下条件,对钻井技术要求苛刻,施工方不得不请进外援,使用“近钻头多方位伽马地质导向技术”。

那时,近钻头技术被国际石油工程巨头垄断,钻井的服务方是一家国外企业。

杨锦舟此行的目的,就是要了解这台设备有啥“道道”。虽然钻井院的地质导向已日趋成熟,但近钻头技术尚未实现。国内的地质导向技术,测量仪器位于钻头之后大约十五米左右的距离。

“别小看这十几米的距离,直接导致测量信息滞后。”杨锦舟说,“往往是地上监测仪器发现油层时,钻头已经越前10多米,严重影响井眼轨迹控制的实时性和地质导向的准确性。”

这些仪器不仅精细,而且自成系统。要将测量仪器移动,安装在那里合适?线路又如何走向?这些,无疑是牵一发而动全身的工程。区区十几米的距离,却困扰钻井技术人员多年。

那时,国内尚无经验可以借鉴,谁能率先掌握这个技术,无疑便能占领钻井技术的制高点。

国外都采用无线接收,杨锦舟发现,“虽然他们技术先进,但无线毕竟不如有线,抗干扰能力不强。”

杨锦舟决定,不仅要将近钻头研究出来,还要实现有线传输。随后课题立项就此展开。

3年的时间,他们就完成了这件事——把测量仪器向前移动了15米。杨锦舟说,“对于设备来说,这是一小步,但对钻井技术来说,这是一大步。”

给钻头装“眼睛”

钻井院测控所,杨全进坐在实验台前,对着面前的放大镜,研究着一个巴掌大的线路板。路板的旁边,放着一个书本大小的模具,模具中放着三样东西:伽马测量仪、井斜测量仪及电路板。

这三样设备是类似于电脑CPU最核心的设备。“井斜用于控制钻井轨迹,伽马测量地质情况。”杨全进是测控所专家,他解释,这些设备就好比为钻头装上了眼睛,不仅能看到地层情况,而且指到那儿钻头就打到那儿。

他们要将这些眼睛进行分解、重新安装。这三种设备大小都从0.5米到1米不等,他们大胆试验,将设备进行分离,一点点将仪器微型化,并对不同地层、不同温度展开试验。

如果说压缩仪器打基础,那么后期配套便是实现近钻头的核心问题。“眼睛”装的近了,容易引起数据失真或设备损坏,距离远了,又达不到效果。如何才能保证效果的同时,最大程度向前移动?

最终,他们在钻头后方0.6米的扶正器上开了一个“天窗”,将微型化后的模块植入其中。然而,数据要通过有线方式传输到后方的接收装置中,如何跨过旋转的动力钻具?新的问题让所有人都皱起了眉头。

他们发动头脑风暴,一个大胆的想法被提出来:可以在钻具上做文章,大家一拍即合,试验随之展开。

这样的试验,一试就是三年。在攻关组,有一个不成文的规定,有事请假,周末也不例外,周末就是平时。

三年过去了,伽马传感器、井斜传感器和处理电路终于安装在了动力钻具弯壳体上;2012年,近钻头地质导向技术开始在油田进行试验并推广应用。

“基本实现了钻头在地下的‘随心所欲’。”使用方高兴地说,“终于用上了自己的高端仪器。”

其实,不仅在油田内部,近钻头技术如今已经享誉外部市场。3月底,江苏油田的向钻井院提出申请,请求再次提供近钻头地质导向服务。就在去年,他们已经实施了多口井的服务。

“然而,相对于国外技术,我们还有不足。”杨锦舟说,国外的仪器精细到能准确判断地层边界,我们现在还没有实现,“创新,我们还有很长的路要走。”

原标题:让钻头在地下“随心所欲”

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稿源:人民

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