CN103132994A - 一种井下随钻硫化氢检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于石油钻井检测井下井筒内硫化氢含量的硫化氢随钻检测装置，包括外筒、内筒、硫化氢检测电极和检测电路。外筒用于与钻具连接并保持钻具的强度，内筒置于外筒之内与外筒之间采用螺纹连接保持与井筒之间的密封；检测电路置于内、外筒之间的预留空间内并用绝缘胶固定；硫化氢传感器安置在外筒中部带金属丝网凹槽的安装孔中。该装置可以用于在井下监测是否有硫化氢侵入，并通过随钻信号传输系统实时传输到地面，解决了目前石油钻井缺少随钻检测井下硫化氢工具的问题，为含硫地区的钻井施工安全提供了一种新的监测手段。

Description

一种井下随钻硫化氢检测装置

技术领域

本发明涉及一种石油钻井检测井下硫化氢的随钻硫化氢检测装置，属于石油、天然气生产领域的硫化氢检测防护。

背景技术

地下油气藏中硫化氢含量对完井、地面生产和作业设计有重大影响。原油中的硫化氢含量会直接影响产出油气的价值，产出水中的硫化氢会导致重大生产问题，这些都将对油气运输和销售产生不利的影响。  　　通常，原油中的硫含量为０．３％～０．８％（重量百分比），天然气中的硫化氢含量为０．０１％～０．４％（重量百分比）。但据报道，天然气中的硫化氢含量最高可达３０％。过去１０～２０年，原油中的硫含量在不断增加，预计今后还将进一步增加。 硫化氢不但对人员安全构成危害，还造成了石油工业２０％的金属腐蚀损失，因此需要及时准确地测量其含量。 

目前石油钻井硫化氢的检测主要是在地面监测，从发生硫化氢气侵到该气体到达地面要经历较长时间，而从井涌发展到井喷经历的时间却较短。因此，硫化氢的地面监测有很大的滞后性和风险性，一方面硫化氢在井筒中的上返过程中会对套管、钻柱等造成严重腐蚀；另一方面在地面发现硫化氢侵入后没有足够的时间准备，就可能对地面人群、设备造成伤害。所以，将现场硫化氢监测从地面转向地下，利用井下硫化氢传感器对井下硫化氢等有害气体随钻检测，做到早发现、早处理，对安全钻井意义重大。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型井下随钻硫化氢检测装置，解决石油钻井硫化氢井下测量的问题。该装置可以用于在井下监测是否有硫化氢侵入，并通过随钻信号传输系统实时传输到地面，解决了目前石油钻井缺少随钻检测井下硫化氢工具的问题，为含硫地区的钻井施工安全提供了一种新的监测手段。

本发明采用的技术方案是:

一种随钻井下硫化氢检测装置，包括外筒、内筒、电路板、硫化氢测量传感器。其中，外筒用于连接钻具并保持接头的强度，内筒与外筒之间螺纹连接并设有密封圈，电路板置于内筒外侧的预留槽中用绝缘胶固定，硫化氢传感器安装在外筒中部带金属丝网凹槽的预留孔中，用于测量环空上返钻井液中硫化氢的浓度，测量的原始数据存储在电路板的存储器中，每隔一定时间通过随钻数据传输电路经泥浆脉冲发生器传至地面并在上位机显示。

所述的井下随钻硫化氢检测装置，其敏感原件硫化氢测量传感器可以是所有现有技术中的传感器，尤其是电化学固体传感器。

所述的井下随钻硫化氢检测装置，其敏感原件硫化氢测量传感器的安装采用三级密封，固定螺栓直径不大于20mm，电极固定螺栓直径8mm，传感器体积很小满足井下空间狭小的要求。

本发明的有益效果是：系统结构较简单，使用方便，抗温抗压性好，可以在井下实时、连续检测井筒内钻井液中硫化氢含量并随钻上传，为及时有效处理井下硫化氢侵入，采取合理措施、减轻硫化氢的损害提供了有效的手段。

以下通过对本发明的机构并结合其附图的描述，可进一步了解本发明所述的目的、具体结构特征与优点。

 

附图说明:

附图1为本发明结构示意图。

图2为本发明采用丝状电极的安装示意图。

图3为本发明采用纽扣状电极的安装示意图。

图4 为井下硫化氢随钻检测系统原理结构图。

图中：1、外筒 2、内筒 3、环形密封 4、电路板 5、测量电极 6、带金属网的凹槽 7、密封垫圈 8、螺帽 9、电极 10、密封圈 11、检测电极 12、电极引线

具体实施方式:

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种新型井下随钻硫化氢检测装置，包括外筒1、内筒2、环形密封3、电路板4、硫化氢测量传感器5、带金属网的凹槽6。外筒用于连接钻具，内筒与外筒之间螺纹连接并设有密封圈，将电路板置于内筒外侧的预留槽中用绝缘胶固定，其敏感固件采用电化学固体传感器，硫化氢测量电极插入外筒中部带金属丝网凹槽6的预留孔中。

电极可采用丝状电极，安装如图2所示，在两个不锈钢垫片之间设置密封垫圈，可避免密封圈的位移等问题，确保可靠密封，而最上面的密封垫圈在紧固螺栓上的密封腔中被限位，密封性能可靠；图3采用纽扣状电极安装，将原来单独分开的测量电极和参比电极集成到一起，电极与外筒壁间采用O型密封圈密封，简化了结构。

整套装置抗温性好，工作温度可达180 ℃，工作压力可达0-60MPa。

虽然本发明已参照如上所述的具体实施例来描述，但本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用以说明本发明而不是限制本发明，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都应落入本申请的权利要求书请求保护的范围内。

Claims (4)

1.一种井下随钻硫化氢检测装置，包括外筒(1)、内筒(2)、环形密封(3)、电路板(4)、硫化氢测量传感器(5)、带金属网的凹槽(6)，其特征在于:外筒用于连接钻具，在内外筒之间采用螺纹连接，并设有密封圈，将电路板(4)置于内筒(2)外侧的预留槽中用绝缘胶固定，硫化氢测量电极(5)安置在外筒(1)中部凹槽(6)的预留孔中，凹槽外面带有金属丝网。

2.根据权利要求1所述的井下随钻硫化氢检测装置，其特征在于：其敏感原件硫化氢测量传感器采用电化学固体传感器。

3.根据权利要求1所述的井下随钻硫化氢检测装置，其特征在于：敏感原件硫化氢测量传感器的安装采用三级密封，固定螺栓直径不大于20mm，电极固定螺栓直径8mm。

4.根据权利要求1所述的井下随钻硫化氢检测装置，其特征在于：采集得到的硫化氢含量信号通过随钻信号传输系统实时传输到地面并利用上位机显示。

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