π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，它包括地面系統(tǒng)和井下儀器串。地面系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱、工控機(jī)、地面壓力傳感器、深度編碼器，該地面壓力傳感器設(shè)于放置在井口的泥漿循環(huán)系統(tǒng)的管道內(nèi)壁上，地面壓力傳感器、深度編碼器與數(shù)據(jù)采集箱連接，數(shù)據(jù)采集箱與工控機(jī)連接。井下儀器串包括從上到下依次組裝相連的主閥、泥漿脈沖發(fā)生器、井下發(fā)電機(jī)、整流器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、探管、伸縮短節(jié)、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀。本實(shí)用新型可對(duì)聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值進(jìn)行全面測(cè)量，實(shí)時(shí)獲得的井斜、方位、鉆具工具面等地層參數(shù)真實(shí)、精準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向功能，鉆井周期短，運(yùn)行費(fèi)用低，風(fēng)險(xiǎn)小。
【專利說(shuō)明】π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，屬于石油測(cè)井【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣田勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中，鉆井之后必須進(jìn)行測(cè)井，以便了解地層的含油氣情況。目前國(guó)內(nèi)通常是在鉆井完工之后，用電纜將儀器串放入井中進(jìn)行測(cè)量，以獲得相關(guān)測(cè)井資料，然而對(duì)于某些特殊情況，如大斜度井、水平井，用電纜便很難將儀器串放下去進(jìn)行測(cè)井，此外，當(dāng)井壁狀況不好發(fā)生坍塌或堵塞時(shí)，更難取得測(cè)井資料。
[0003]對(duì)于先鉆井再電纜測(cè)井這種完井電測(cè)方式，由于鉆井過(guò)程中要用鉆井液循環(huán)來(lái)帶出鉆碎的巖屑，鉆井液要侵入地層，因此，鉆完之后再測(cè)井，地層的各種參數(shù)與剛鉆開(kāi)地層時(shí)會(huì)有所差別。因此出現(xiàn)了隨鉆測(cè)井技術(shù)，就是將測(cè)量?jī)x器放在鉆頭上，一邊鉆進(jìn)一邊獲取地層的各種參數(shù)，這樣不僅對(duì)任何狀況的井都可以實(shí)現(xiàn)測(cè)井，而且利用測(cè)得的鉆井參數(shù)和地層參數(shù)可做到及時(shí)調(diào)整鉆頭軌跡，使鉆頭沿目的層方向順利鉆進(jìn)。
[0004]由于隨鉆測(cè)井技術(shù)獲得的地層參數(shù)是剛鉆開(kāi)的地層參數(shù)，因此它最接近地層的原始狀態(tài)，用于對(duì)復(fù)雜地層的含油、氣進(jìn)行評(píng)價(jià)比完井電測(cè)方式更精準(zhǔn)。但是，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的隨鉆測(cè)井儀器串僅具有中子孔隙度、密度或聲波測(cè)量功能，并沒(méi)有電阻率與伽馬測(cè)量功能，而這兩種功能是進(jìn)行精確測(cè)井的有效保證，由此可見(jiàn)，有待對(duì)已有隨鉆測(cè)井儀器串進(jìn)行改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，該η隨鉆測(cè)井系統(tǒng)可對(duì)聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值進(jìn)行全面測(cè)量，實(shí)時(shí)獲得的井斜、方位、鉆具工具面等地層參數(shù)真實(shí)、精準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向功能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于:它包括地面系統(tǒng)和井下儀器串，其中:該地面系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱、工控機(jī)、地面壓力傳感器、深度編碼器，該地面壓力傳感器設(shè)于放置在井口的泥漿循環(huán)系統(tǒng)的管道內(nèi)壁上，該地面壓力傳感器的信號(hào)傳輸端口、該深度編碼器的信號(hào)傳輸端口分別與該數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口、相應(yīng)數(shù)字信號(hào)端口連接，該數(shù)據(jù)采集箱的數(shù)據(jù)傳送端口與該工控機(jī)的通訊端口連接；該井下儀器串包括從上到下依次組裝相連的主閥、泥漿脈沖發(fā)生器、井下發(fā)電機(jī)、整流器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、探管、伸縮短節(jié)、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀，該井下發(fā)電機(jī)經(jīng)由該整流器為該驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、探管、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀供電，該隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀的信號(hào)傳輸端口、該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸端口分別與該探管的相應(yīng)信號(hào)端口連接，該探管的電脈沖信號(hào)輸出端口經(jīng)由該驅(qū)動(dòng)器與該泥漿脈沖發(fā)生器的脈沖信號(hào)輸入端口連接。
[0008]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，從上到下依次組裝相連的所述主閥、所述泥漿脈沖發(fā)生器、所述井下發(fā)電機(jī)、所述整流器、所述驅(qū)動(dòng)器、所述存儲(chǔ)器、所述探管、所述伸縮短節(jié)、所述隨鉆聲波儀、所述井徑校正中子儀、所述隨鉆密度儀、所述電阻率儀、所述伽馬儀設(shè)于鉆鋌內(nèi)。
[0009]所述伽馬儀的底部安裝有伸出所述鉆鋌的鉆具。
[0010]較佳地，本實(shí)用新型還可設(shè)有司鉆顯示器、鉤載與工控顯示器、打印機(jī)。司鉆顯示器的IO傳輸端口與所述數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。鉤載的IO傳輸端口與所述數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。工控顯示器、打印機(jī)的IO傳輸端口分別與所述工控機(jī)的相應(yīng)IO信號(hào)端口連接。
[0011]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]本實(shí)用新型運(yùn)行可靠、成本低，可對(duì)聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值進(jìn)行全面測(cè)量，實(shí)時(shí)獲得的井斜、方位、鉆具工具面等地層參數(shù)真實(shí)、精準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向功能，引導(dǎo)井眼軌跡進(jìn)入油層并在目的層穿行，大大節(jié)省了鉆井施工時(shí)間，縮短了鉆井周期，運(yùn)行費(fèi)用低，風(fēng)險(xiǎn)小，經(jīng)濟(jì)效益高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的組成示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的井下儀器串的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1和圖2，本實(shí)用新型π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)包括地面系統(tǒng)和井下儀器串10，其中:
[0016]該地面系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱22、工控機(jī)21、地面壓力傳感器29、深度編碼器23，該地面壓力傳感器29設(shè)于放置在井口的泥漿循環(huán)系統(tǒng)28的管道內(nèi)壁上，該地面壓力傳感器29的信號(hào)傳輸端口、該深度編碼器23的信號(hào)傳輸端口分別與該數(shù)據(jù)采集箱22的相應(yīng)模擬信號(hào)端口、相應(yīng)數(shù)字信號(hào)端口連接，該數(shù)據(jù)采集箱22的數(shù)據(jù)傳送端口與該工控機(jī)21的通訊端口連接，該工控機(jī)21內(nèi)裝有專用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井配套軟件Advantage ；
[0017]該井下儀器串10包括從上到下依次組裝相連的主閥101、泥漿脈沖發(fā)生器102、井下發(fā)電機(jī)103、整流器104、驅(qū)動(dòng)器105、存儲(chǔ)器106、探管107、伸縮短節(jié)108、隨鉆聲波儀
109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113，該井下發(fā)電機(jī)103經(jīng)由該整流器104為該探管107、驅(qū)動(dòng)器105、存儲(chǔ)器106、隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀
110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113供電，即該井下發(fā)電機(jī)103的電能輸出端口經(jīng)由該整流器104與該探管107、驅(qū)動(dòng)器105、存儲(chǔ)器106、隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113的供電端口連接，該隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113的信號(hào)傳輸端口、該存儲(chǔ)器106的數(shù)據(jù)傳輸端口分別與該探管107的相應(yīng)信號(hào)端口連接，該探管107的電脈沖信號(hào)輸出端口經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器105與該泥漿脈沖發(fā)生器102的脈沖信號(hào)輸入端口連接。
[0018]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如圖2，從上到下依次組裝相連的主閥101、泥漿脈沖發(fā)生器102、井下發(fā)電機(jī)103、整流器104、驅(qū)動(dòng)器105、存儲(chǔ)器106、探管107、伸縮短節(jié)108、隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113設(shè)于鉆鋌115內(nèi)。伽馬儀113的底部安裝有伸出鉆鋌115的鉆具114。
[0019]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，地面系統(tǒng)還可包括司鉆顯示器26，如圖1，司鉆顯示器26的IO傳輸端口與數(shù)據(jù)采集箱22的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。地面系統(tǒng)還可包括鉤載27，如圖1，鉤載27的IO傳輸端口與數(shù)據(jù)采集箱22的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。如圖1，連接地面壓力傳感器29、司鉆顯示器26、鉤載27的模擬線纜可共同經(jīng)由一個(gè)集后接線盒32后再與數(shù)據(jù)采集箱22的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接，而連接深度編碼器23的數(shù)字線纜也可經(jīng)由一個(gè)集后接線盒31后再與數(shù)據(jù)采集箱22的相應(yīng)數(shù)字信號(hào)端口連接。
[0020]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，地面系統(tǒng)還可包括工控顯示器24、打印機(jī)25，該工控顯示器24、打印機(jī)25的IO傳輸端口分別與工控機(jī)21的相應(yīng)IO信號(hào)端口連接。
[0021]在地面系統(tǒng)中，深度編碼器23為一種用于井深實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量的設(shè)備，鉤載27為一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量下放井下儀器串10的線纜40最大荷載的設(shè)備，泥漿循環(huán)系統(tǒng)28設(shè)置于井口，用于向井50中產(chǎn)生鉆井液(泥漿)并進(jìn)行循環(huán)，主要包括鉆井液振動(dòng)篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、液氣分離器、攪拌器、砂泵、剪切泵、離心機(jī)、電子點(diǎn)火裝置、混合漏斗、射流混漿裝置、泥漿罐等設(shè)備。地面壓力傳感器29為一種感測(cè)泥漿壓力脈沖信號(hào)的壓力傳感器。
[0022]下面對(duì)井下儀器串10中的各種設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹:
[0023]主閥101:主要包括限流環(huán)承載總成、主閥總成，用于放大壓力脈沖信號(hào)。
[0024]泥漿脈沖發(fā)生器102:用于接收探管107傳送來(lái)的電脈沖信號(hào)，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖信號(hào)，主要包括主閥總成、主閥控制總成。
[0025]井下發(fā)電機(jī)103:實(shí)現(xiàn)發(fā)電，輸出交流電電壓范圍為O?100V，主要包括控制主閥總成、渦輪總成、發(fā)電器、扶正器、擴(kuò)展接頭。
[0026]整流器104:將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，且有穩(wěn)壓作用，輸出30V直流。
[0027]驅(qū)動(dòng)器105:擴(kuò)大電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)泥漿脈沖發(fā)生器102。
[0028]存儲(chǔ)器106:存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，最大存儲(chǔ)容量為8M。
[0029]探管107:用于探測(cè)井斜、方位、工具面、溫度等，采集與接收電阻率、中子孔隙度、伽瑪值、聲波等信號(hào)，主要包括3個(gè)重力加速計(jì)、3個(gè)磁通門(mén)、探頭。
[0030]伸縮短節(jié)108:主要作用為調(diào)配井下儀器串長(zhǎng)度及通訊走貫通線使用。
[0031]隨鉆聲波儀109:主要包括上部短節(jié)、生源電子線路部分、全向生源、聲波隔離器、接收器陣列、接收器電子線路、下部短節(jié)，用于在鉆井噪聲環(huán)境下進(jìn)行高質(zhì)量的聲波時(shí)差測(cè)量。
[0032]井徑校正中子儀110:利用超聲井徑對(duì)中子孔隙度進(jìn)行校正，主要包括源(Am-241/Be源)、探測(cè)器(包括長(zhǎng)、短探測(cè)器和信號(hào)前置放大板)、信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)、供電模塊(包括MODEM、電路電源與高壓模塊)。
[0033]隨鉆密度儀111:測(cè)量地層的巖性和密度，主要包括源(使用CS-137)、探測(cè)器(包括長(zhǎng)、短探測(cè)器和前置放大板)、處理模塊、供電模塊(包括MODEM、電路電源與高壓模塊)、ASO槽(采用3個(gè)超聲波探測(cè)器)和AZI槽(主要測(cè)量磁性工具面)。
[0034]電阻率儀112:以電磁波傳播形式來(lái)測(cè)量電阻率，即通過(guò)發(fā)射線圈激發(fā)電磁波，使電磁波信號(hào)在地層中傳播，其相位和振幅發(fā)生改變，根據(jù)變化量判斷地層的電性參數(shù)特征。
[0035]伽馬儀113:測(cè)量鉆進(jìn)過(guò)程中不同深度地層的伽瑪值，以判斷地層巖性的變化。
[0036]在本實(shí)用新型中，數(shù)據(jù)采集箱22、地面壓力傳感器29、深度編碼器23、鉤載27、泥漿循環(huán)系統(tǒng)28、主閥101、泥漿脈沖發(fā)生器102、井下發(fā)電機(jī)103、整流器104、驅(qū)動(dòng)器105、存儲(chǔ)器106、探管107、伸縮短節(jié)108、隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113、鉆具114均為本領(lǐng)域的熟知設(shè)備或已有設(shè)備，故其具體構(gòu)成不在這里詳述。
[0037]隨鉆測(cè)井時(shí)，經(jīng)由線纜40將井下儀器串10下放到井50中，井下儀器串10—邊由鉆具114進(jìn)行鉆進(jìn)，一邊由隨鉆聲波儀109、井徑校正中子儀110、隨鉆密度儀111、電阻率儀112、伽馬儀113分別測(cè)量聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值等地層巖石物理參數(shù)，并將測(cè)得的測(cè)量結(jié)果傳送給探管107進(jìn)行初步分析處理后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器106中，待起鉆后讀取(伽瑪值、電阻率、聲波、中子孔隙度、密度等地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù))，而探管107自身測(cè)得的數(shù)據(jù)(井斜、方位、鉆具工具面、溫度等信息)則以電脈沖信號(hào)形式經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器105進(jìn)行信號(hào)放大后傳送給泥漿脈沖發(fā)生器102，在泥漿循環(huán)系統(tǒng)28向井50中產(chǎn)生并循環(huán)泥漿(鉆井液)的條件下，泥漿脈沖發(fā)生器102通過(guò)控制鉆鋌115內(nèi)的泥漿進(jìn)出泥漿脈沖發(fā)生器102內(nèi)閥門(mén)的流量大小，將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖信號(hào)，并經(jīng)由主閥101的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行信號(hào)放大處理，由泥漿循環(huán)系統(tǒng)28的管道內(nèi)壁上安裝的地面壓力傳感器29感測(cè)并將感測(cè)結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)采集箱22完成信號(hào)識(shí)別和解碼，由司鉆顯示器26實(shí)時(shí)顯示鉆具工具面、井斜、方位等數(shù)據(jù)，供司鉆人員現(xiàn)場(chǎng)查看，并與深度編碼器23傳送來(lái)的井深數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)井眼軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。另外，數(shù)據(jù)采集箱22還會(huì)將處理后的數(shù)據(jù)傳送給工控機(jī)21，以便工控機(jī)21進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理，以及在工控顯示器24上顯示，供鉆井工程人員查看。
[0038]在本實(shí)用新型中，井下儀器串10的外徑有以下三種尺寸:4.75〃、6.75〃、8.25〃，最大耐溫可為 150°C (302° F)、175°C (350° F)，最大耐壓為 20000Psi (138MPa)。
[0039]本實(shí)用新型運(yùn)行可靠、成本低，可對(duì)聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值進(jìn)行全面測(cè)量，實(shí)時(shí)獲得的井斜、方位、鉆具工具面等地層參數(shù)真實(shí)、精準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向功能，引導(dǎo)井眼軌跡進(jìn)入油層并在目的層穿行，大大節(jié)省了鉆井施工時(shí)間，縮短了鉆井周期，運(yùn)行費(fèi)用低，風(fēng)險(xiǎn)小，經(jīng)濟(jì)效益高。
[0040]以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種H隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于:它包括地面系統(tǒng)和井下儀器串，其中: 該地面系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱、工控機(jī)、地面壓力傳感器、深度編碼器，該地面壓力傳感器設(shè)于放置在井口的泥漿循環(huán)系統(tǒng)的管道內(nèi)壁上，該地面壓力傳感器的信號(hào)傳輸端口、該深度編碼器的信號(hào)傳輸端口分別與該數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口、相應(yīng)數(shù)字信號(hào)端口連接，該數(shù)據(jù)采集箱的數(shù)據(jù)傳送端口與該工控機(jī)的通訊端口連接； 該井下儀器串包括從上到下依次組裝相連的主閥、泥漿脈沖發(fā)生器、井下發(fā)電機(jī)、整流器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、探管、伸縮短節(jié)、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀，該井下發(fā)電機(jī)經(jīng)由該整流器為該驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、探管、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀供電，該隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、伽馬儀的信號(hào)傳輸端口、該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸端口分別與該探管的相應(yīng)信號(hào)端口連接，該探管的電脈沖信號(hào)輸出端口經(jīng)由該驅(qū)動(dòng)器與該泥漿脈沖發(fā)生器的脈沖信號(hào)輸入端口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的η隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于: 從上到下依次組裝相連的所述主閥、所述泥漿脈沖發(fā)生器、所述井下發(fā)電機(jī)、所述整流器、所述驅(qū)動(dòng)器、所述存儲(chǔ)器、所述探管、所述伸縮短節(jié)、所述隨鉆聲波儀、所述井徑校正中子儀、所述隨鉆密度儀、所述電阻率儀、所述伽馬儀設(shè)于鉆鋌內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于: 所述伽馬儀的底部安裝有伸出所述鉆鋌的鉆具。
4.如權(quán)利要求1所述的η隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于: 司鉆顯示器的IO傳輸端口與所述數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的η隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于: 鉤載的IO傳輸端口與所述數(shù)據(jù)采集箱的相應(yīng)模擬信號(hào)端口連接。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的π隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，其特征在于: 工控顯示器、打印機(jī)的IO傳輸端口分別與所述工控機(jī)的相應(yīng)IO信號(hào)端口連接。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK203742581SQ201420110192
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】陳為民 申請(qǐng)人:北京捷威思特科技有限公司