一种钻井漏失层位识别系统技术方案

本发明专利技术提供一种钻井漏失层位识别系统，可用于判识漏失发生的准确位置。本发明专利技术采用外嵌式测量短节，通过测量环空的压力、流量和温度三种参数，对钻井液漏失发生位置进行测量和综合分析，从而准确得出漏失层位，并通过射频技术，对存储数据进行快速读取。该仪器以短节的形式安装于近钻头位置，对漏失参数进行记录和存储，然后利用射频标签对数据进行读取，在地面对读取数据进行处理分析，该技术对钻井施工影响较小，有利于减少井控风险。

A drilling leak identification system

The invention provides a drilling leak location identification system, which can be used to identify the exact location of leakage. The invention adopts the embedded type measuring short, by measuring the annulus pressure, flow rate and temperature of three kinds of parameters of drilling fluid leakage location measurement and comprehensive analysis, thus obtains accurate leakage zone, and through radio frequency technology, fast reading of data storage. The instrument is based on the short form of installation in the near bit position of leakage parameters were recorded and stored, and then use the RFID tag to read data, read the data in the analysis of face processing, the technology has little effect on the drilling construction, to reduce the risk of well control.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井漏失层位识别系统
本专利技术涉及一种石油钻井用仪器，特别涉及一种漏失层位测量仪器。
技术介绍
在油气钻探过程中，钻井漏失通常是一个复杂而棘手的问题。漏失发生后，要尽快准确地确定漏失层的位置，以便及时采取有效的堵漏措施，保证钻井正常进行。我国在20世纪70年代开始研制漏层测量仪器，这些仪器大多是借助于流体动力学的原理研制的,它要么将漏失发生时流体流动转化成膜片的位移进行测量,要么借鉴涡轮流量计测量原理进行流量测量。近年来才出现了采用多种方法互补测量漏失位置的技术，精确性有了较大提高。如公开号为102383784A的专利公开了一种存储式漏层位置综合测量仪，该仪器采用井温、噪声及声波等综合测量方法，测量以采用井下存储方式，利用钻杆推进或电缆下放，在一定程度上提高了精确性。公开号为101446194A的专利公开了一种电磁式测漏装置，采用超声波传感器测量钻井液流速，同时采用电磁法测量地层特性，测量精度高，操作方便。但这些方法仍存在一些问题，如井漏后采用电缆或者钻杆推进的方式进行测量，存在一定的风险性，如井壁坍塌易造成卡钻事故，施工起来也比较复杂；又如大多数仪器需要在发生漏失后，进行起钻作业，然后下入仪器进行测量。这样不仅增加了井控的风险，而且造成了施工的复杂和繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种钻井漏失层位识别系统，可用于判识漏失发生的准确位置。本专利技术采用外嵌式测量短节，通过测量环空的压力、流量和温度三种参数，对钻井液漏失发生位置进行测量和综合分析，从而准确得出漏失层位，并通过射频技术，对存储数据进行快速读取。该仪器以短节的形式安装于近钻头位置，对漏失参数进行记录和存储，然后利用射频标签对数据进行读取，在地面对读取数据进行处理分析，该技术对钻井施工影响较小，有利于减少井控风险。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种钻井漏失层位识别系统，主要由测量电路和射频标签、流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1组成，测量电路主要由磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储器、仪器电路、电池组成，射频标签主要由射频芯片12和外壳体11组成，数据存储器与射频标签读取方式为射频技术读取，其中：所述数据存储器、仪器电路和电池设置在密封舱内，密封舱与射频信号读写器3、磁场天线2整体连接构成漏失测量电路总成，漏失测量电路总成通过径向设置的绝缘支撑杆10与外部的外筒短节8固定连接；流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1内嵌在外筒短节8外壁上，且流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1分别通过绝缘支撑杆10实现与测量电路总成的线路连接和结构连接。上述方案进一步包括：数据存储器、仪器电路和电池依次设置在数据存储舱4、仪器电路舱6和电池舱7，并通过数据存储舱4依次一次与射频信号读写器3、磁场天线2相连；绝缘支撑杆10连接在仪器电路舱6与外筒短节8之间。流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1装在外筒短节8外壁刻槽中，并由密封塞密封。本专利技术的原理是：漏失测量短节安装于近钻头位置，随钻具组合下入井下，发生漏失后，对漏失井段进行测量，采集压力、流量和温度数据，并进行存储。然后从井口投入射频标签，并利用钻井液循环，将射频标签带入钻具和井眼环空内，最终在震动筛附近得到回收。在射频标签接近漏失测量短节时，短节内存储的数据通过射频技术写入射频标签，并在地面回收射频标签后，利用信息处理装置对数据进行回放解析，从而得到漏层位置的相关信息。本专利技术具有如下优点：①压力、温度、流量传感器外嵌于短节外壁，有利于测量环空的三种参数，提高漏层判断的准确性。②仪器以短节的形式安装于近钻头位置，可随时记录和存储漏失参数。测量过程中不用将钻具全部起钻至地面，既减少了起下钻的时间，也减少井控风险。③采用射频技术快速读取数据，方便快捷，安全可靠，减少了众多读取数据的环节。附图说明图1为漏失测量短节结构示意图。图2为射频标签结构简图。具体实施方式结合图1、图2本专利技术实施过程进行说明。漏失测量短节由磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储舱4、仪器电路舱6、电池舱7、绝缘支撑杆10、流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1及外筒短节8组成。磁场天线2与射频信号读写器3通过数据传输线相连。外筒短节8由钻铤制成，在外壁刻槽，装有流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1，并打孔通过电路，用密封塞密封。在外筒短节8内壁开孔处分别装有绝缘支撑杆10，绝缘支撑杆10内部安装电路，电路一端分别与三个传感器相连，电路另一端连于测量总成的仪器电路舱6；绝缘支撑杆10一端与仪器电路舱6相连，另一端与短节本体8相连。从上到下依次，磁场天线2与射频信号读写器3相连、射频信号读写器3与数据存储舱4相连、数据存储舱4与仪器电路舱6相连、仪器电路舱6与电池舱7相连。射频标签由射频芯片12和外壳体11组成。上述实施例中的所涉及的磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储器（舱）4、仪器电路（舱）6与流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1均可以采用现有采集电路技术，这里不再详述。钻井漏失层位识别系统使用时，首先接通漏失测量短节电池，使仪器处于工作状态，然后安装于近钻头位置，随钻具组合下入井下。发生漏失后，随即对漏失井段进行测量，采集压力、流量和温度数据，并进行存储。然后从井口投入射频标签，利用钻井液将射频标签在井眼内循环一周，并在地面回收。在射频标签接近漏失测量短节时，短节内存储的数据通过射频技术写入射频标签，并在地面回收射频标签后，利用信息处理装置对数据进行回放解析，从而得到漏层位置的相关信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井漏失层位识别系统，主要由测量电路和射频标签、流量传感器（5）、温度传感器（9）和压力传感器（1）组成，测量电路主要由磁场天线（2）、射频信号读写器（3）、数据存储器、仪器电路、电池组成，射频标签主要由射频芯片（12）和外壳体（11）组成，数据存储器与射频标签读取方式为射频技术读取，其特征是：所述数据存储器、仪器电路和电池设置在密封舱内，密封舱与射频信号读写器（3）、磁场天线（2）整体连接构成漏失测量电路总成，漏失测量电路总成通过径向设置的绝缘支撑杆（10）与外部的外筒短节（8）固定连接；流量传感器（5）、温度传感器（9）和压力传感器（1）内嵌在外筒短节（8）外壁上，且流量传感器（5）、温度传感器（9）和压力传感器（1）分别通过绝缘支撑杆（10）实现与测量电路总成的线路连接和结构连接。

【技术特征摘要】
1.一种钻井漏失层位识别系统，主要由测量电路和射频标签、流量传感器（5）、温度传感器（9）和压力传感器（1）组成，测量电路主要由磁场天线（2）、射频信号读写器（3）、数据存储器、仪器电路、电池组成，射频标签主要由射频芯片（12）和外壳体（11）组成，数据存储器与射频标签读取方式为射频技术读取，其特征是：所述数据存储器、仪器电路和电池设置在密封舱内，密封舱与射频信号读写器（3）、磁场天线（2）整体连接构成漏失测量电路总成，漏失测量电路总成通过径向设置的绝缘支撑杆（10）与外部的外筒短节（8）固定连接；流量传感器（5）、温度传感器（9）和压力传感器（1）内嵌在外筒短...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振东，王传富，李公让，赵金海，明玉广，高杨，刘国亮，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11