井下随钻气测录井测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种井下随钻气测录井测试装置，包括液压模块，气体检测模块，控制模块和泥浆脉冲发生器，通过该液压模块中活塞的移动，使环空钻井液流入该液压模块中，该气体检测模块测量环空钻井液内甲烷气体的含量，并由该测量值，确定地层中的甲烷气体的浓度，并将气体浓度数据传输到该控制模块，该控制模块处理该气体检测模块传来的数据，并将需要上传到地面系统的数据传送到该泥浆脉冲发生器，该泥浆脉冲发生器将需要上传到地面系统的数据信号转变成泥浆脉冲信号，并传输给地面系统，地面系统将泥浆脉冲信号解读后得到上传数据。该井下随钻气测录井测试装置可以实时、在线实现井下气体参数检测，提升测试结果的准确性。

Downhole drilling gas measurement and logging test device

The invention provides a testing device for the downhole drilling gas measurement and logging, including the hydraulic module, the gas detection module, the control module and the mud pulse generator. Through the movement of the piston in the hydraulic module, the annular drilling fluid is inflow into the hydraulic module, and the gas detection module is used to measure the content of the methane gas in the annular drilling fluid. The concentration of methane gas in the formation is determined by the measured value, and the gas concentration data is transmitted to the control module. The control module deals with the data transmitted by the gas detection module and transfers the data to the ground system to the mud pulse generator, and the mud pulse generator will need to be uploaded to the ground. The data signal of the surface system is changed into a mud pulse signal and transmitted to the ground system. The ground system interprets the mud pulse signal and gets the uploaded data. The downhole logging while drilling gas logging device can detect gas parameters in real time and online, and improve the accuracy of test results.

【技术实现步骤摘要】
井下随钻气测录井测试装置
本专利技术涉及油气勘探开发领域，特别是涉及到一种井下随钻气测录井测试装置。
技术介绍
传统的气测录井技术通过收集返回地面的钻井液中的气体(包括甲烷、二氧化碳和硫化氢等混合物)，测量其物质组分，间接地对地层进行评价。但是，钻井液从目的地层返回到地面需要经过较长环空管路(随着钻井深度不同，管路长度不同，一般长达几千米)的流动，信息滞后严重，无法实时反映井下钻头处相关信息；同时，在钻井液经环空上返至地面的流动过程中，温度、压力等相关环境条件随钻井液在管路的流动而动态发生改变，钻井液中的溶解气也可能在流动过程中向游离态转化，部分气体会随着钻井液进入到脱气器进行脱气，但也有部分气体则可能会由钻井液上升到地面后通过液面直接逸失到空气中，影响后续气体检测数据的精度。近年来钻井速度与效率要求越来越高，对气体分析、安全等要求越来越严格，传统的气测录井技术已难以满足油气勘探开发需求。为此我们专利技术了一种新的井下随钻气测录井测试装置，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在井下高温、高压环境中对溶解在钻井液中的气体进行在线、实时检测分析的井下随钻气测录井测试装置。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：该井下随钻气测录井测试装置包括液压模块，气体检测模块，控制模块和泥浆脉冲发生器，通过该液压模块中活塞的移动，使环空钻井液流入该液压模块中，该气体检测模块连接于该液压模块，测量环空钻井液内甲烷气体的含量，并由该测量值，确定地层中的甲烷气体的浓度，并将气体浓度数据传输到该控制模块，该控制模块连接于该气体检测模块，处理该气体检测模块传来的数据，并将需要上传到地面系统的数据传送到该泥浆脉冲发生器，该泥浆脉冲发生器连接于该控制模块，将需要上传到地面系统的数据信号转变成泥浆脉冲信号，并传输给地面系统，地面系统将泥浆脉冲信号解读后得到上传数据。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：该井下随钻气测录井测试装置还包括过滤模块，该过滤模块位于该液压模块的下方，以去除环空钻井液内的岩屑。该井下随钻气测录井测试装置还包括压力补偿模块，该压力补偿模块连接于该液压模块，使得该液压模块的油箱压力略高于环空压力，并实现不同深度下该液压模块的油箱压力自动调节。该井下随钻气测录井测试装置还包括井下电源模块，该井下电源模块连接于该液压模块，该气体检测模块，该控制模块和该泥浆脉冲发生器，以提供电源。该井下电源模块包括高温电池组和泥浆涡轮发电机，该泥浆涡轮发电机为该井下随钻气测录井测试装置的主电源，该高温电池组为备用电源。该液压模块还包括温度传感器、压力传感器和位移传感器，该温度传感器、该压力传感器和该位移传感器采集井下温度、压力及位移数据。本专利技术中的井下随钻气测录井测试装置，可以实时、在线实现井下气体(如：甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体)参数检测，解决传统气测录井在地面检测时所带来的信息滞后问题，提升测试结果的准确性，为后续的勘探开发提供有价值的指导信息。附图说明图1为本专利技术的井下随钻气测录井测试装置的一具体实施例的结构图；图2为本专利技术的一具体实施例中井下随钻气测录井测试装置的原理图。具体实施方式为使本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。如图1和图2所示，图1为本专利技术的井下随钻气测录井测试装置的结构图，图2为井下随钻气测录井测试装置的原理图。该井下随钻气测录井测试装置包括泥浆脉冲发生器1、井下电源模块2、控制模块3、压力补偿模块4、气体检测模块5、液压模块6、过滤模块7。过滤模块7，用于去除环空钻井液内的岩屑，以避免大颗粒进入液压系统，对液压缸、液压阀造成严重的损坏。由于井下工具需要有3～4天无故障工作时间，要求过滤模块7能够在较长时间内连续、正常过滤，即具有防止泥饼的形成的功能，该过滤模块7可以是滤网，也可以是离心机，其特点是防堵塞。液压模块6连接于过滤模块7，液压模块是该装置的动作执行机构，其包括液压泵、液压集成块、液压阀、液压缸、温度传感器、压力传感器、位移传感器等。其主要作用是执行泥浆吸入、泥浆降压及泥浆外排动作。气体检测模块5连接于液压模块6，通过电路与井下电源模块2、控制模块3相连，用于测量环空钻井液内甲烷等气体的含量，并由该测量值，确定地层中的甲烷等气体的浓度，并将气体浓度数据传输到控制模块。压力补偿模块4连接于液压模块6，其活塞一侧与液压模块6的油箱相连，另一侧与环空泥浆和压缩弹簧相连，液压模块的油箱压力与不同井深下环空压力及弹簧压力能够保持动态平衡，使得液压模块6的油箱压力略高于环空压力，即只允许液压油向环空单向泄漏，不允许环空中的钻井液进入液压模块6内。同时随着测试装置下井深度的变化，该模块实现不同深度下液压模块6的油箱压力自动调节。控制模块3连接于压力补偿模块4，通过电路与泥浆脉冲发生器1、井下电源模块2、控制模块3相连，用于接收地面系统传到井下的操作指令，然后利用单片机程序控制液压模块6、收集、存储、处理测试装置中传感器的状态信息(在一实例中包括温度传感器、压力传感器、位移传感器)；处理气体检测模块5传来的数据，并将需要上传到地面系统的数据传送到泥浆脉冲发生器1。井下电源模块2连接于泥浆脉冲发生器1、控制模块3、气体检测模块5和液压模块6，包括高温电池组、泥浆涡轮发电机。由于本专利技术在井下长时间工作，因此采用泥浆涡轮发电机作为测试装置的主电源，对液压模块6中浸油电机、电磁阀等耗电量大的元件供能；采用高温电池组作为备用电源，对泥浆脉冲发生器1、控制模块3、气体检测模块5供电，保证在泥浆涡轮发电机失效时测试装置控制正常。泥浆脉冲发生器1连接于控制模块3，通过电路与井下电源模块2相连，将需要上传到地面系统的数据信号转变成泥浆脉冲信号，并传输给地面系统，地面系统将泥浆脉冲信号解读后得到上传数据测试装置的外筒通过转接头8与标准钻铤9连接，并布置在靠近钻头10处；测试装置中的各个模块利用电气连接插头、流体连通接头完成模块之间的电气协调和流体传输。本专利技术的井下随钻气测录井测试装置的运行过程如下：第一步，通过液压模块6中活塞的移动，使液压缸的无杆腔容积从零开始增大，测试装置内部将形成低压，环空钻井液则经过孔71流入液压模块6中液压缸的无杆腔内。在流入过程中，过滤模块7去除钻井液中的岩屑。第二步，控制模块3使液压模块6中的截止阀关闭，所述截止阀一端与环空连通，另一端与液压缸无杆腔连通。同时继续增大液压缸无杆腔的容积，由于流入液压缸无杆腔内的钻井液质量不变，但钻井液的体积增大，则钻井液快速从高压降低到低压，并伴随着气体析出。此时气体检测模块5可在低压环境中对析出的气体进行检测，并将数据发送给控制模块3。控制模块3处理、分析数据后，将结果通过泥浆脉冲发生器1传送给地面系统。第三步，气体测量完毕后，液压模块6通过打开截止阀和推动活塞返回，使液压缸内已完成检测的钻井液排送至环空中。在一实例中，钻井液从测试装置内经过孔71排至环空。在另一实例中，从液压模块6内与环空连通的另一小孔排至环空。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.井下随钻气测录井测试装置，其特征在于，该井下随钻气测录井测试装置包括液压模块，气体检测模块，控制模块和泥浆脉冲发生器，通过该液压模块中活塞的移动，使环空钻井液流入该液压模块中，该气体检测模块连接于该液压模块，测量环空钻井液内甲烷气体的含量，并由该测量值，确定地层中的甲烷气体的浓度，并将气体浓度数据传输到该控制模块，该控制模块连接于该气体检测模块，处理该气体检测模块传来的数据，并将需要上传到地面系统的数据传送到该泥浆脉冲发生器，该泥浆脉冲发生器连接于该控制模块，将需要上传到地面系统的数据信号转变成泥浆脉冲信号，并传输给地面系统，地面系统将泥浆脉冲信号解读后得到上传数据。

【技术特征摘要】
1.井下随钻气测录井测试装置，其特征在于，该井下随钻气测录井测试装置包括液压模块，气体检测模块，控制模块和泥浆脉冲发生器，通过该液压模块中活塞的移动，使环空钻井液流入该液压模块中，该气体检测模块连接于该液压模块，测量环空钻井液内甲烷气体的含量，并由该测量值，确定地层中的甲烷气体的浓度，并将气体浓度数据传输到该控制模块，该控制模块连接于该气体检测模块，处理该气体检测模块传来的数据，并将需要上传到地面系统的数据传送到该泥浆脉冲发生器，该泥浆脉冲发生器连接于该控制模块，将需要上传到地面系统的数据信号转变成泥浆脉冲信号，并传输给地面系统，地面系统将泥浆脉冲信号解读后得到上传数据。2.根据权利要求1所述的井下随钻气测录井测试装置，其特征在于，该井下随钻气测录井测试装置还包括过滤模块，该过滤模块位于该液压模块的下方，以去除环空钻井液内的岩屑。3.根据权利要求1所述的井...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟慎德，刘其春，姚金志，万亚旗，周建立，王伟东，王文，袁科杰，崔学广，吴宝影，
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地质录井公司，
类型：发明
国别省市：北京,11