地层压力测量短节和地层压力模拟测量装置制造方法及图纸

技术编号:13136298 阅读:105 留言:0更新日期:2016-04-06 22:09
本发明专利技术涉及一种地层压力测量短节和地层压力模拟测量装置。所述地层压力测量短节包括:短节本体,其内设置有供钻井液穿过的流体通道;测量控制系统,其设置于所述短节本体内,所述测量控制系统包括电气控制模块、液压驱动模块和数据采集模块;其中,所述短节本体的下端设置有压力承载组件,所述压力承载组件包括接触头和贯通所述接触头的泄压通道,所述电气控制模块能够控制所述液压驱动模块实现所述接触头自所述短节本体伸出以及收回,以使所述接触头能够抵靠至井壁上,所述数据采集模块能够采集所述泄压通道内的压力值,并将所述压力值发送给所述电气控制模块。采用这种地层压力测量短节能够准确地测量地层压力,提高钻井效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气开采等
的测量装置,特别涉及一种地层压力测量短节。此外,本专利技术还涉及一种包括该测量短节的地层压力模拟测量装置。
技术介绍
地层压力是油气开采
的重要参数,特别是钻井作业中,地层压力的准确掌握一方面可以优化泥浆重度和当量循环密度等作业参数,防止井涌、井喷、地层损害或者意外地层压裂等事故的发生,另一方面可以帮助施工队优化预测地层压力的算法,作出更好的作业决策,同时为地质模型的优化提供重要参考,从而提高钻井作业的质量和效率。钻井过程中,当钻井液柱压力小于地层压力时,会引起严重的井涌或井喷等事故,但是钻井液柱压力大于地层的破裂压力时,又会出现井漏,污染已经钻好的油气储层,严重的情况下压死油气层,造成气测仪器检测不到气测异常,而试气过程中不能出油气。但是传统的电缆地层压力测试器下入井内深处较难。因此,急需一种测量准确、提高钻进效率的地层压力测量短节。
技术实现思路
针对上述的问题,本专利技术提出了一种地层压力测量短节,钻井时采用这种测量短节能够实现准确地测量地层压力,提高钻进效率。此外,本专利技术还提出了一种包括这种测量短节的地层压力模拟测量装置。根据本专利技术的第一方面,提出了一种地层压力测量短节,其包括:短节本体,其内设置有供钻井液穿过的流体通道;测量控制系统,其设置于短节本体内,测量控制系统包括电气控制模块、液压驱动模块和数据采集模块;其中,短节本体的下端设置有压力承载组件,压力承载组件包括接触头和贯通接触头的泄压通道,电气控制模块能够控制液压驱动模块实现接触头自短节本体伸出以及收回,以使接触头能够抵靠至井壁上,数据采集模块能够采集泄压通道内的压力值。采用本专利技术的测量短节进行钻井的过程中,当需要测量地层压力时,接触头伸出以抵靠至井壁上,由于地层压力和泄压通道内的压力不相等,所以地层内的流体介质会透过井壁向泄压通道内渗透,直到井壁两侧的压力平衡为止。在这个过程中数据采集模块可以持续采集泄压通道内的压力值,并且将该压力值转换为传输信号发送至地面或者发送至电气控制模块,由此现场钻井人员能够获取地层压力的精确值,从而为钻井作业和地质模型提供参考。在一个实施例中,短节本体的下端设置有横向贯通的容纳通孔,压力承载组件设置于容纳通孔的一端内,压力承载组件还包括承载滑块,承载滑块可在容纳通孔内滑动,以带动接触头自短节本体伸出以及收回。由此可以通过控制承载滑块的移动来实现接触头的伸出和收回。在一个实施例中,容纳通孔的另一端设置有推靠组件,推靠组件包括推靠滑块,推靠滑块在容纳通孔内可滑动,以自短节本体伸出以及收回。采用这样的结构使得接触头抵靠在井壁上时,推靠滑块也伸出以抵靠在相对的井壁上,由此保证接触头抵靠井壁的可靠性。在一个实施例中,短节本体内沿轴线方向设置有与流体通道互不连通的平衡孔,电气控制模块和驱动模块设置于平衡孔内,电气控制模块控制驱动模块通过第一换向阀调节承载滑块和推靠滑块之间伸缩腔内流体的压力。平衡孔能够通过第一换向阀流体连通于伸缩腔,由此可以保证短节本体外侧的压力与伸缩腔内的压力相平衡,以能够顺利地实现接触头和推靠滑块的伸出或者收回。在一个实施例中,平衡孔内设置有可上下移动的平衡活塞套,平衡活塞套与平衡孔的内壁密封接触,以将平衡孔分为上敞开段和下密封段,下密封段内容纳有液压油,电气控制模块和液压驱动模块设置于下密封段内,其中电气控制模块通过第一换向阀实现伸缩腔与下密封段流体连通。采用这样的结构使得下密封段内流体的压力可以与伸缩腔内流体的压力保持平衡。在一个实施例中,平衡活塞套上设置有电连接块,以使电信号从中传导。由此能够将信号采集模块所采集的参数信号实时地传输至地面,并且能够根据实际作业情况随时向电气控制模块发送控制信号。在一个实施例中,短节本体的侧壁上设置有导压孔,以连通上敞开段和短节本体的外侧。由此能够使得短节本体外侧的压力和平衡孔内的压力相平衡,进而保证伸缩腔内的压力与短节本体外侧的压力相平衡,从而确保接触头的顺利伸出和收回。在一个实施例中,短节本体的外壁上形成有抽吸腔,抽吸腔内设置有抽吸组件,抽吸组件的抽吸活塞能够在抽吸腔内滑动,以在抽吸活塞的两侧分别形成引流腔和挤压腔,引流腔流体连通于泄压通道,电气控制模块控制液压驱动模块通过第二换向阀调节受压腔内流体的压力大小,以使抽吸活塞朝向挤压腔的一侧移动。由此通过抽吸活塞的移动来实现地层内的流体介质较快地渗透至泄压通道,提高测量效率。在一个实施例中,抽吸活塞的外壁上形成向内的凹槽,以形成复位腔,复位腔均与引流腔和挤压腔隔离,电气控制模块控制液压驱动模块通过第二换向阀调节复位腔内流体的压力大小,以使抽吸活塞复位。测量结束后通过复位腔内流体压力的控制实现抽吸活塞的复位,引流腔与泄压通道内的流体压力变大,从而使得接触头易于脱离井壁。在一个实施例中,容纳通孔内设置有包括导流腔的导流管架,引流腔通过导流腔流体联通于泄压通道。由此实现泄压通道与伸缩腔的隔离。在一个实施例中,数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和温度传感器,第一压力传感器用于采集引流腔内压力的大小,第二压力传感器用于采集流体通道内压力的大小,第三压力传感器用于采集短节本体外侧压力的大小,温度传感器靠近短节本体的内壁,用于采集短节本体外侧的温度。从而在获取地层压力的同时,还能够测量钻杆内的压力、环空的压力以及井底的温度。在一个实施例中,接触头的外端部设置有密封垫。提高接触头与井壁接触的密封性,确保测量实现的可靠性。根据本专利技术的第二方面,提出了一种地层压力模拟测量装置,其包括根据上文所述的测量短节。在一个实施例中,模拟测量装置还包括测量工装件,测量工装件与短节本体的上端口配合,以将测量短节安装至井筒内。由此实现短节本体牢固地安装至井筒内。在一个实施例中,测量工装件上设置有上下贯通的电缆通孔,以使连接电气控制模块的电缆从中穿出。在模拟测量试验时电缆可以从中穿出,由此现场试验人员能够实时地获取地层压力等的测量结果,并且能够根据需要向电气控制模块发送控制信号。与现有技术相比,本专利技术的优点在于,钻井过程中将本专利技术的地层压力测量短节连接至钻杆上,优选地连接至靠近钻头的位置,钻井过程中该测量短节的接触头以及推靠滑块抵靠在井壁上,通过抽吸活塞抽吸引流腔使得与引流枪腔体连通泄压通道内的压力出现负压,由此地层内的流体,例如原油通过井壁渗透到泄压通道内,从而实现井本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地层压力测量短节,其特征在于,包括:短节本体,其内设置有供钻井液穿过的流体通道;测量控制系统,其设置于所述短节本体内,所述测量控制系统包括电气控制模块、液压驱动模块和数据采集模块;其中,所述短节本体的下端设置有压力承载组件,所述压力承载组件包括接触头和贯通所述接触头的泄压通道,所述电气控制模块能够控制所述液压驱动模块实现所述接触头自所述短节本体伸出以及收回,以使所述接触头能够抵靠至井壁上,所述数据采集模块能够采集所述泄压通道内的压力值,并将所述压力值发送给所述电气控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种地层压力测量短节,其特征在于,包括:
短节本体,其内设置有供钻井液穿过的流体通道;
测量控制系统,其设置于所述短节本体内,所述测量控制系统包括电气控
制模块、液压驱动模块和数据采集模块;
其中,所述短节本体的下端设置有压力承载组件,所述压力承载组件包括
接触头和贯通所述接触头的泄压通道,所述电气控制模块能够控制所述液压驱动
模块实现所述接触头自所述短节本体伸出以及收回,以使所述接触头能够抵靠至
井壁上,所述数据采集模块能够采集所述泄压通道内的压力值,并将所述压力值
发送给所述电气控制模块。
2.根据权利要求1所述的测量短节,其特征在于,所述短节本体的下端设
置有横向贯通的容纳通孔,所述压力承载组件设置于所述容纳通孔的一端内,所
述压力承载组件还包括承载滑块,所述承载滑块可在所述容纳通孔内滑动,以带
动所述接触头自所述短节本体伸出以及收回。
3.根据权利要求2所述的测量短节,其特征在于,所述容纳通孔的另一端
设置有推靠组件,所述推靠组件包括推靠滑块,所述推靠滑块在所述容纳通孔内
可滑动,以自所述短节本体伸出以及收回。
4.根据权利要求3所述的测量短节,其特征在于,所述短节本体内沿轴线
方向设置有与所述流体通道互不连通的平衡孔,所述电气控制模块和所述驱动模
块设置于所述平衡孔内,所述电气控制模块控制所述驱动模块通过第一换向阀调
节所述承载滑块和所述推靠滑块之间伸缩腔内流体的压力。
5.根据权利要求4所述的测量短节,其特征在于,所述平衡孔内设置有可
上下移动的平衡活塞套,所述平衡活塞套与所述平衡孔的内壁密封接触,以将所
述平衡孔分为上敞开段和下密封段,所述下密封段内容纳有液压油,所述电气控
制模块和所述液压驱动模块设置于所述下密封段内,其中所述电气控制模块通过
第一换向阀实现所述伸缩腔与所述下密封段流体连通。
6.根据权利要求5所述的测量短节,其特征在于,所述平衡活塞套上设置有
电连接块,以使电信号从中传导。
7.根据权利要求5所述的测量短节,其特征在于,所述短节本体的侧壁上设<...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛新明郑俊华王磊宗艳波钱德儒夏赣民王强刘宇辉凌勇
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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