一種井下引流鉆井液方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種井下引流鉆井液方法，該方法由電機、旋轉(zhuǎn)凸輪、氣缸、隔板、連桿、入口壓力傳感器、入口電磁閥、活塞、鉆具短節(jié)、主動錐齒輪、從動錐齒輪、固定凸輪、出口壓力傳感器、出口電磁閥、程序控制單元所組成。鉆井液在鉆具短節(jié)中從上至下流動，電機在程序控制單元的控制下旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動主動錐齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)凸輪的凸點逐漸靠近固定凸輪的凸點時，活塞向下運動，上部氣室容積變小壓力增加，下部氣室容積變大壓力降低，當(dāng)入口壓力傳感器檢測到下部氣室內(nèi)的壓力低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，該信息反饋到程序控制單元，再由程序控制單元控制入口電磁閥的通斷，使其環(huán)形空間的鉆井液從入口管道進入下部氣室，獲取所需的鉆井液。
【專利說明】一種井下引流鉆井液方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田鉆井錄井地面氣體檢測技術(shù)，尤其是一種在井下隨鉆引流鉆井液，為井下隨鉆氣體檢測提供定量氣液分離的鉆井液或者直接提供定量鉆井液給檢測器檢測的一種井下弓I流鉆井液方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井錄井上，鉆井液脫氣通常借助于三種方式:破碎鉆井液，運用機械攪拌使鉆井液中的氣體易于解析，增強自然釋氣；提高鉆井液溫度，使鉆井液中溶解氣乃至吸附氣易于解析；降低鉆井液壓力，便于氣體解析并使氣體逸出。三種方式脫氣需要的鉆井液一方面直接來自返沖罐，另外來自泵的引流，它們都不需控制提取鉆井液的入口。一般地面氣體檢測技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長足進步。但是，由于受到鉆井過程多種因素的影響，無法真正實時檢測鉆頭位置處的地層信息。近年來，井下隨鉆氣體檢測技術(shù)研究在國外已經(jīng)逐步成為熱點。國外在隨鉆氣體檢測方面已經(jīng)取得了初步的研究成果，這些研究成果可能在不久的將來發(fā)展成為可供商業(yè)應(yīng)用的儀器或設(shè)備，氣體檢測技術(shù)向井筒遷移已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢。開發(fā)井下隨鉆氣體檢測技術(shù)，要解決的問題比較多，其中包括一種井下引流鉆井液方法。
[0003]目前，井下隨鉆氣體檢測技術(shù)還處于研究階段，其文獻大部分來自于專利的報道，如中國專利；CN201110123192.1 一種光纖式激光拉曼鉆井液多參數(shù)分析裝置。其中，國內(nèi)專利很少，大部分來自國外。從檢索國外的專利來看，目前，隨鉆氣體檢測裝置主要為短節(jié)集成設(shè)計和模塊化集成設(shè)計，短節(jié)集成即將輕烴氣體分離及檢測裝置集成在一個短節(jié)上，模塊化集成即將氣體分離單元和檢測單元分別模塊化，置于不同的短節(jié)。由于隨著鉆進井深的增加井下的壓力很大，致使在井下鉆井液的入口處配有通斷裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種井下引流鉆井液方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，一方面解決在井下隨鉆引流鉆井液的技術(shù)難題，另一方面為井下隨鉆氣體檢測提供定量氣液分離的鉆井液或者直接提供定量鉆井液給檢測器檢測。
[0005]本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的:一種井下引流鉆井液方法，該方法由電機、旋轉(zhuǎn)凸輪、氣缸、隔板、連桿、入口壓力傳感器、入口電磁閥、活塞、鉆具短節(jié)、主動錐齒輪、從動錐齒輪、固定凸輪、出口壓力傳感器、出口電磁閥、程序控制單元所組成。鉆井液在鉆具短節(jié)中從上至下流動，電機在程序控制單元的控制下旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動主動錐齒輪旋轉(zhuǎn)，通過主從動錐齒輪組合的傳遞帶動旋轉(zhuǎn)凸輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)凸輪的凸點逐漸靠近固定凸輪的凸點時，施加在活塞向下的壓力逐漸變大，活塞向下運動，上部氣室容積變小壓力增加，下部氣室容積變大壓力降低，當(dāng)入口壓力傳感器檢測到下部氣室內(nèi)的壓力低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，該信息反饋到程序控制單元，再由程序控制單元控制入口電磁閥的通斷，使其環(huán)形空間的鉆井液從入口管道進入下部氣室，獲取所需的鉆井液。反之，凸輪施加在活塞向下的壓力逐漸變小，當(dāng)入口壓力傳感器檢測到下部氣室內(nèi)的壓力弱低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，入口電磁閥關(guān)閉。此時，在上部氣室高壓下推動活塞向下移動，下部氣室容積變小壓力變大，當(dāng)出口壓力傳感器檢測到下部氣室內(nèi)的壓力高于鉆具短節(jié)內(nèi)的壓力一定值時，程序控制單元控制出口電磁閥的通斷，使其內(nèi)的鉆井液通過出口管道流入鉆具短節(jié)內(nèi)，按照上述流程，經(jīng)過連續(xù)的運轉(zhuǎn)提取所需鉆井液。
[0006]本發(fā)明中電機、主動錐齒輪和從動錐齒輪封裝在密封的箱體中，其箱體焊接在鉆具短節(jié)內(nèi)壁，旋轉(zhuǎn)凸輪安裝在從動錐齒輪軸端，固定凸輪安裝在氣缸的上部活塞上面。氣缸焊接在鉆具短節(jié)內(nèi)壁，由兩活塞和隔板分成上下氣室，活塞由連桿連接，下部氣室有鉆井液入口管道和出口管道，在入口管道上安裝入口壓力傳感器和入口電磁閥，在出口管道上安裝出口壓力傳感器和出口電磁閥。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以控制提取井下鉆井液，給井下隨鉆氣體檢測儀引流檢測源提供保障，為實現(xiàn)井下隨鉆氣體檢測系統(tǒng)起到了重要作用。本發(fā)明降低了錄井小隊人員的勞動量和勞動強度，實現(xiàn)由地面錄井向井下錄井的轉(zhuǎn)變，減少井筒的影響，提高錄井資料的準(zhǔn)確性、及時性，進而提高油氣層判識精度，達到提高油氣勘探開發(fā)效率的目的，并推動錄井方式發(fā)生重大變革，其具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的電路控制圖。
[0010]圖1中I為電機、2為旋轉(zhuǎn)凸輪、3為氣缸、4為隔板、5為連桿、6為入口壓力傳感器、7為入口電磁閥、8為活塞、9為鉆具短節(jié)、10為主動錐齒輪、11為從動錐齒輪、12為固定凸輪、13為出口壓力傳感器、14為出口電磁閥。
[0011]圖2中I為電機、6為入口壓力傳感器、7為入口電磁閥、13為出口壓力傳感器、14為出口電磁閥、15為程序控制單元。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:如圖所示，一種井下引流鉆井液方法，該方法由電機(I)、旋轉(zhuǎn)凸輪(2)、氣缸(3)、隔板(4)、連桿(5)、入口壓力傳感器(6)、入口電磁閥(7)、活塞(8)、鉆具短節(jié)(9)、主動錐齒輪(10)、從動錐齒輪(11)、固定凸輪(12)、出口壓力傳感器(13)、出口電磁閥(14)、程序控制單元(15)所組成。鉆井液在鉆具短節(jié)(9)中從上至下流動，電機(I)在程序控制單元(15)的控制下旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動主動錐齒輪(10)旋轉(zhuǎn)，通過主從動錐齒輪組合的傳遞帶動旋轉(zhuǎn)凸輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)凸輪(2)的凸點逐漸靠近固定凸輪(12)的凸點時，施加在活塞(8)向下的壓力逐漸變大，活塞(8)向下運動，上部氣室容積變小壓力增加，下部氣室容積變大壓力降低，當(dāng)入口壓力傳感器(6)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，該信息反饋到程序控制單元(15)，再由程序控制單元(15)控制入口電磁閥(7)的通斷，使其環(huán)形空間的鉆井液從入口管道進入下部氣室，獲取所需的鉆井液。反之，凸輪施加在活塞向下的壓力逐漸變小，當(dāng)入口壓力傳感器(6)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力弱低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，入口電磁閥(7)關(guān)閉。此時，在上部氣室高壓下推動活塞(8)向下移動，下部氣室容積變小壓力變大，當(dāng)出口壓力傳感器(13)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力高于鉆具短節(jié)(9)內(nèi)的壓力一定值時，程序控制單元(15)控制出口電磁閥
(14)的通斷，使其內(nèi)的鉆井液通過出口管道流入鉆具短節(jié)(9)內(nèi)，按照上述流程，經(jīng)過連續(xù)的運轉(zhuǎn)提取所需鉆井液。
[0013]本發(fā)明電機(I )、主動錐齒輪(10)和從動錐齒輪(11)封裝在密封的箱體中，其箱體焊接在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，旋轉(zhuǎn)凸輪(2)安裝在從動錐齒輪(11)軸端，固定凸輪(12)安裝在氣缸(3)的上部活塞(8)上面。氣缸(3)焊接在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，由兩活塞和隔板
(4)分成上下氣室?；钊?8)由連桿(5)連接，下部氣室有鉆井液入口管道和出口管道。在入口管道上安裝入口壓力傳感器(6)和入口電磁閥(7)，在出口管道上安裝出口壓力傳感器(13)和出口電磁閥(14)。程序控制單元(15)封裝在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，程序控制單元
(15)與入口壓力傳感器(6)、入口電磁閥(7)、電機(I)、出口壓力傳感器(13)、出口電磁閥
(14)相連接。
[0014]本發(fā)明鉆具短節(jié)(9)的外形尺寸不大于0 200_X3000mm，氣缸(3)的外形尺寸不大于0 40_X 700mm,入口壓力傳感器(6)的外形尺寸為不大于C 8_X IOmm,入口電磁閥
(7)的外形尺寸不大于8_X10mm。程序控制單元(15)封裝在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，其外形尺寸不大于50_X50_X20_。
【權(quán)利要求】
1.一種井下引流鉆井液方法，由電機(I)、旋轉(zhuǎn)凸輪(2)、氣缸(3)、隔板(4)、連桿(5)、入口壓力傳感器(6)、入口電磁閥(7)、活塞(8)、鉆具短節(jié)(9)、主動錐齒輪(10)、從動錐齒輪(11)、固定凸輪(12)、出口壓力傳感器(13)、出口電磁閥(14)、程序控制單元(15)所組成，其特征在于鉆井液在鉆具短節(jié)(9 )中從上至下流動，電機(I)在程序控制單元(15 )的控制下旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動主動錐齒輪(10)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)凸輪(2)的凸點逐漸靠近固定凸輪(12)的凸點時，施加在活塞(8)向下的壓力逐漸變大，活塞(8)向下運動，上部氣室容積變小壓力增力口，下部氣室容積變大壓力降低，當(dāng)入口壓力傳感器(6)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，該信息反饋到程序控制單元(15)，再由程序控制單元(15)控制入口電磁閥(7)的通斷，使其環(huán)形空間的鉆井液從入口管道進入下部氣室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于當(dāng)入口壓力傳感器(6)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力弱低于環(huán)形空間內(nèi)的壓力一定值時，入口電磁閥(7)關(guān)閉，在上部氣室高壓下推動活塞(8)向下移動，下部氣室容積變小壓力變大，當(dāng)出口壓力傳感器(13)檢測到下部氣室內(nèi)的壓力高于鉆具短節(jié)(9)內(nèi)的壓力一定值時，程序控制單元(15)控制出口電磁閥(14)的通斷，使其內(nèi)的鉆井液通過出口管道流入鉆具短節(jié)(9)內(nèi)，經(jīng)過連續(xù)的運轉(zhuǎn)提取所需鉆井液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于電機(I)、主動錐齒輪(10)和從動錐齒輪(11)封裝在密封的箱體中，其箱體焊接在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，旋轉(zhuǎn)凸輪(2 )安裝在從動錐齒輪(11)軸端，固定凸輪(12 )安裝在氣缸(3 )的上部活塞(8 )上面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于氣缸(3)焊接在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，由兩活塞和隔板(4)分成上下氣室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于活塞(8)由連桿(5)連接，下部氣室有鉆井液入口管道和出口管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于在入口管道上安裝入口壓力傳感器(6)和入口電磁閥(7)，在出口管道上安裝出口壓力傳感器(13)和出口電磁閥(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于鉆具短節(jié)(9)的外形尺寸不大于C 200mmX3000mm,氣缸(3)的外形尺寸不大于C 40mmX 700mm,入口壓力傳感器(6)的外形為不大于0 8mmX IOmm,入口電磁閥(7)的外形不大于0 8mmX10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下引流鉆井液方法，其特征在于程序控制單元(15)封裝在鉆具短節(jié)(9)內(nèi)壁，程序控制單元(15)與入口壓力傳感器(6)、入口電磁閥(7)、電機(I)、出口壓力傳感器(13)、出口電磁閥(14)相連接，其外形尺寸不大于50mmX 50mmX 20mm。
【文檔編號】E21B49/08GK104005761SQ201310060370
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
【發(fā)明者】劉其春, 姚金志, 萬亞旗, 陳琳, 周發(fā)舉, 吳剛, 章江海, 普登崗 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局地質(zhì)錄井公司