CN104533394A - 一种随钻地层压力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随钻地层压力测量装置包括:信号处理模块、泵站系统、油路电磁阀、推靠阀、探头、放气阀、抽吸阀、第一压力传感器和第二压力传感器。泵站系统为推靠阀、探头、放气阀和抽吸阀提供高压油液,放气阀和抽吸阀与探头配合,使第一通道、第三通道、地层压力孔和地层压力腔形成密闭腔体,探头将地层压力引入密闭腔体,放气阀的环空压力孔引入环空压力,第一压力传感器采集环空压力孔内的环空压力,第二压力传感器采集密闭腔体内的地层压力,第一压力传感器和第二压力传感器将采集到的压力传输给信号处理模块。本方案提供的装置能够实现地层压力和环空压力的实时测量,实现地层压力的监测,有效防止潜在问题的发生。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域,特别涉及一种随钻地层压力测量装置。
背景技术
在陆地上和海上石油的钻井过程中会经常钻遇到异常压力地层,且钻遇到的高压地层比低压地层更为常见。异常高压地层严重影响钻井的安全,如果未能及时检测或预测可能钻遇到的异常高压地层,就会出现以下几方面的问题:如果使用的钻井液柱压力小于地层压力,会引起严重的井涌或井喷事故;如果所用钻井液柱压力大于地层的破裂压力时,又将导致井漏,并且严重污染已被钻开油气储层,尤其对天然气藏影响更大,导致压死油气层,造成气测仪器检测不到气测异常,试气过程中不能出油气。现有技术中没有有效的测量地层压力装置,使得地层压力不能及时有效的反馈给现场工作人员,导致上述问题的出现。
因此,如何实现地层压力的监测,有效防止潜在问题的发生,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种随钻地层压力测量装置,以实现地层压力的监测,有效防止潜在问题的发生。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种随钻地层压力测量装置,包括:
钻铤,所述钻铤内沿其轴线方向设置有空腔,所述钻铤的两端设置有螺纹;
与外部电源连接的信号处理模块,所述信号处理模块通过安装骨架设置在第一壳体上,所述第一壳体与所述外部电源连接头固定连接;
用于提供高压油液的泵站系统,所述泵站系统包括泵站壳体、设置在所述泵站壳体内的电机和与所述电机连接的柱塞泵,所述泵站壳体与所述第一壳体固定连接,所述电机与所述信号处理模块通信连接,所述柱塞泵与所述随钻地层压力测量装置的油箱连通;
设置在所述泵站壳体内的油路电磁阀,所述油路电磁阀包括二位四通电磁阀、液压双向锁、第一二位二通电磁阀和第二二位二通电磁阀,所述二位四通电磁阀通过第一油路与所述柱塞泵连通,所述液压双向锁的第一工作位置通过第二油路与所述二位四通电磁阀连通,所述液压双向锁的第二工作位置通过第三油路与所述二位四通电磁阀连通,所述第一二位二通电磁阀设置在所述第三油路上,所述二位四通电磁阀与所述第二二位二通电磁阀通过第四油路连通;
与所述泵站壳体连接的安装块,所述第一壳体、所述泵站壳体和所述安装块与所述钻铤的内壁之间设置有用于泥浆通过的泥浆通道,所述安装块上设置有推靠阀和探头,所述推靠阀包括推靠阀体和设置在所述推靠阀体内的推靠阀芯,所述推靠阀体和所述推靠阀芯形成第一推靠油腔和第二推靠油腔,所述探头包括探头阀体和设置在所述探头阀体内的探头阀芯,所述探头阀芯内设置有能够与所述泥浆通道连通的第一通道,所述探头阀体与所述探头阀芯形成第一推靠油腔和第二推靠油腔,所述第一推靠油腔通过第一主通道与所述液压双向锁的第一工作位置连通,所述第二推靠油腔通过第一支路通道与所述第二主通道连通,所述第二主通道与所述液压双向锁的第二工作位置连通,所述第一探头油腔通过所述第一主通道与所述液压双向锁的第一工作位置连通,所述第二探头油腔通过第二支路通道与所述第二主通道连通,所述钻铤上设置有用于供所述推靠阀和所述探头进出的孔,所述推靠阀和所述探头相对布置;
设置在所述安装块内的放气阀,所述放气阀上开设有地层压力孔和能够与所述泥浆通道连通的环空压力孔,所述环空压力孔和所述地层压力孔相互垂直布置且连通,所述地层压力孔通过第三通道与所述第一通道连通,所述放气阀包括放气阀阀体和放气阀阀芯,所述放气阀阀体和所述放气阀阀芯形成第一放气阀油腔和第二放气阀油腔,所述第一放气阀油腔与所述第三油路通过第五主通道连通,所述第二放气阀油腔与所述第二主通道通过第六主通道连通;
与所述放气阀的所述地层压力孔通过所述第三通道连通的抽吸阀,所述抽吸阀设置在所述安装块内,所述抽吸阀包括抽吸阀阀体和抽吸阀阀芯,所述抽吸阀阀体与所述抽吸阀阀芯形成第一抽吸阀油腔、第二抽吸阀油腔和与所述第三通道连通地层压力腔,所述第一抽吸阀油腔通过第四主通道与所述第二二位二通电磁阀连通,所述第二抽吸阀芯油腔通过第七主通道与所述第二主通道连通;
与所述环空压力孔连通用于采集所述环空压力孔内压力的第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述信号处理模块通信连接;
与所述第三通道连通用于采集所述地层压力孔内压力的第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述信号处理模块通信连接。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述泵站壳体通过上部连接头与所述钻铤连接,所述上部连接头的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述上部连接头上设置有用于采集测试点温度的温度传感器和用于采集测试点泥浆通道压力的管柱压力传感器,所述温度传感器和所述管柱压力传感器均与所述信号处理模块通信连接。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,还包括平衡活塞,所述平衡活塞的上端与所述环空压力孔连通,所述平衡活塞的下端与所述油箱连通,所述平衡活塞通过第二壳体与所述安装块连接。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述抽吸阀位于所述平衡活塞的下方,所述抽吸阀通过第三壳体与所述第二壳体连接,且所述第一压力传感器与所述第二压力传感器设置在所述第三壳体内,所述第二壳体和所述第三壳体与所述钻铤的内壁之间设置有所述泥浆通道;还包括与所述第三壳体连接的下部连接头,所述下部连接头与所述钻铤固定连接,所述下部连接头的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,还包括与所述下部连接头连接的心轴支撑块,所述心轴支撑块与所述钻铤螺纹连接。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述钻铤的外壁设置有扶正翼片,所述扶正翼片设置在靠近所述推靠阀的位置。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述推靠阀的个数为2个,且所述推靠阀位于所述探测阀芯的上下两侧,所述扶正翼片靠近位于下方的所述推靠阀设置。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,所述探头和所述推靠阀均包括设置在所述安装块内的部分和设置在所述安装块外的部分。
优选的,在上述随钻地层压力测量装置中,还包括一端与所述第一油路连通,另一端与所述油箱连通的第五油路,所述第五油路上设置有溢流阀;所述第四主通道上设置有节流阀,所述节流阀位于所述第二二位二通电磁阀与所述抽吸阀之间。
从上述技术方案可以看出,本发明提供的随钻地层压力测量装置,包括信号处理模块、泵站系统、油路电磁阀、推靠阀、探头、放气阀、抽吸阀、第一压力传感器和第二压力传感器,泵站系统为推靠阀、探头、放气阀和抽吸阀提供高压油液,使推靠阀和探头同时伸出与井壁贴合或者同时缩回与井壁分离,放气阀和抽吸阀与探头配合,使第一通道、第三通道、地层压力孔和地层压力腔形成密闭腔体,探头将地层压力引入密闭腔体,放气阀的环空压力孔引入环空压力,第一压力传感器采集环空压力孔内的环空压力,第二压力传感器采集密闭腔体内的地层压力,第一压力传感器和第二压力传感器将采集到的压力传输给信号处理模块。本方案提供的装置能够实现地层压力和环空压力的实时测量,实现地层压力的监测,有效防止潜在问题的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的主视图;
图2为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的左视图;
图3为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的局部结构示意图;
图4为本发明实施例提供的液压原理图。
1、钻铤,2、第一壳体,3、信号处理模块,4、第一油路,5、泵站系统,51、电机,52、柱塞泵,53、泵站壳体,6、二位四通电磁阀,7、液压双向锁,8、第二油路,9、第三油路,10、第一二位二通电磁阀,11、第二二位二通电磁阀,12、第一主通道,13、推靠阀,131、第一推靠阀油腔,132、第二推靠阀油腔,133、推靠阀体,134、推靠阀芯,14、第一通道,15、第二主通道,151、第一支通道,152、第二支通道,16、探头,161、第一探头油腔,162、第二探头油腔,163、探头阀体,164、探头阀芯,17、放气阀,171、环空压力孔,172、地层压力孔,173、第一放气阀油腔,174、第二放气阀油腔,18、第三主通道,19、抽吸阀,191、第一抽吸阀油腔,192、第二抽吸阀油腔,193、地层压力腔,20、第四主通道,21、第四油路,22、温度传感器,23、管柱压力传感器,24、第五主通道,25、第六主通道,26、第七主通道,27、上部连接头,28、平衡活塞,29、下部连接头,30、心轴支撑块,31、溢流阀,32、第五油路,33、节流阀。
具体实施方式
本发明公开了一种随钻地层压力测量装置,以实现地层压力的监测,有效防止潜在问题的发生。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4,图1为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的主视图;图2为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的左视图;图3为本发明实施例提供的随钻地层压力测量装置的局部结构示意图;图4为本发明实施例提供的液压原理图。
一种随钻地层压力测量装置,包括:
钻铤1,钻铤1内沿其轴线方向设置有空腔,钻铤1的两端设置有螺纹,用于连接上下钻杆或者其他工具;
与外部电源连接的信号处理模块3,信号处理模块3通过安装骨架设置在第一壳体2上,第一壳体2与外部电源连接头固定连接,外部电源能够为信号处理器3供电,同时也为随钻地层压力测量装置的其他部分供电,信号处理模块3用于控制电机51、二位四通电磁阀6、第一二位二通电磁阀10和第二二位二通电磁阀11的开启和关闭,信号处理模块3与外部电池通过电池接头连接,电池接头包括两个电连接器,其中一个电连接器固定与外部电池的上,电连接器包括一个插头和一个插座,能够与外部电池和其他钻井工具的电气部分的电缆连接,另一个电连接器通过电缆与信号处理模块3连接,该电连接器包括一个插座和两个插头,两个电连接器与外部电池均通过螺纹连接,信号处理模块3与钻铤1的内壁通过第一壳体连接,第一壳体一方面对信号处理模块3和外部电池起到安装载体的作用另一方面也起到保护信号处理模块3和外部电池的作用,以保证信号处理模块3和外部电池的正常工作;
用于提供高压油液的泵站系统5,泵站系统包括泵站壳体53、设置在泵站壳体53内的电机51和与电机51连接的柱塞泵52,泵站壳体53与第一壳体2固定连接,电机51与信号处理模块3通信连接,柱塞泵52与随钻地层压力测量装置的油箱连通;
设置在泵站壳体53内的油路电磁阀,油路电磁阀包括二位四通电磁阀6、液压双向锁7、第一二位二通电磁阀10和第二二位二通电磁阀11,二位四通电磁阀6通过第一油路4与柱塞泵52连通,液压双向锁7的第一工作位置通过第二油路8与二位四通电磁阀6连通,液压双向锁7的第二工作位置通过第三油路9与二位四通电磁阀6连通,第一二位二通电磁阀10设置在第三油路9上,二位四通电磁阀6与第二二位二通电磁阀11通过第四油路21连通;
与泵站壳体53连接的安装块,第一壳体2、泵站壳体53和安装块与钻铤1的内壁之间设置有用于泥浆通过的泥浆通道,安装块上设置有推靠阀13和探头16,推靠阀13包括推靠阀体133和设置在推靠阀体133内的推靠阀芯134,推靠阀体133和推靠阀芯134形成第一推靠油腔131和第二推靠油腔132,探头16包括探头阀体163和设置在探头阀体163内的探头阀芯164,探头阀芯164内设置有能够与泥浆通道连通的第一通道14,探头阀体163与探头阀芯164形成第一推靠油腔161和第二推靠油腔162,第一推靠油腔131通过第一主通道12与液压双向锁7的第一工作位置连通,第二推靠油腔132通过第一支路通道151与第二主通道15连通,第二主通道15与液压双向锁7的第二工作位置连通,第一探头油腔161通过第一主通道12与液压双向锁7的第一工作位置连通,第二探头油腔162通过第二支路通道152与第二主通道15连通,钻铤1上设置有用于供推靠阀13和探头16进出的孔,推靠阀13和探头16相对布置;
设置在安装块内的放气阀17,放气阀17上开设有地层压力孔172和能够与泥浆通道连通的环空压力孔171,环空压力孔171和地层压力孔172相互垂直布置且连通,地层压力孔172通过第三通道18与第一通道14连通,放气阀17包括放气阀阀体和放气阀阀芯,放气阀阀体和放气阀阀芯形成第一放气阀油腔173和第二放气阀油腔174,第一放气阀油腔173与第三油路9通过第五主通道24连通,第二放气阀油腔174与第二主通道15通过第六主通道25连通;
与放气阀17的地层压力孔172通过第三通道18连通的抽吸阀19,抽吸阀19设置在安装块内,抽吸阀19包括抽吸阀阀体和抽吸阀阀芯,抽吸阀阀体与抽吸阀阀芯形成第一抽吸阀油腔191、第二抽吸阀油腔192和与第三通道18连通环空压力腔193,第一抽吸阀油腔191通过第四主通道20与第二二位二通电磁阀11连通,第二抽吸阀芯油腔192通过第七主通道26与第二主通道15连通;
与环空压力孔172连通用于采集环空压力孔172内压力的第一压力传感器,第一压力传感器与信号处理模块3通信连接;
与第三通道18连通用于采集地层压力孔172内压力的第二压力传感器,第二压力传感器与信号处理模块3通信连接。
油路电磁阀内包括二位四通电磁阀6、液压双向锁7、第一二位二通电磁阀10和第二二位二通电磁阀11,油路电磁阀可以将通过第一油路4的油分成多股,且二位四通电磁阀6、液压双向锁7、第一二位二通电磁阀10和第二二位二通电磁阀11均与信号处理模块3通信连接,实现了装置工作的自动化。
第一油路4内的油经过二位四通电磁阀6的第一工作位置进入第三油路9、第五主通道24和第四主通道20,分成三路,第一路为通过第三油路9经过液压双向锁7的第一工作位置进入第一主通道12,由第一主通道12进入推靠阀13的第一推靠阀油腔131和探头16的第一探头油腔161,将推靠阀13的推靠阀芯134和探头16的探头阀芯164推出,使推靠阀芯134和探头阀芯164与井壁贴合,探头16上开设与地层连通的第一通道14,将地层压力引入,推靠阀13保证探头16能够与井壁贴合,第二路为通过第五主通道24进入放气阀17的第一放气阀油腔173,推动放气阀阀芯运动,阻断环空压力孔171和地层压力孔172之间的连通,此时第一压力传感器采集环空压力孔17内的环空压力参数,第三路为通过第四主通道20进入抽吸阀19的第一抽吸阀油腔191,推动抽吸阀阀芯运动,减小地层压力腔193内的空气压力,从而将第一通道14采集的地层压力引入第三通道18,此时地层压力孔172、第三通道18、第一通道14和地层压力腔193形成密闭腔体,第二压力传感器采集密闭腔体内的地层压力参数。压力采集完成后,二位四通电磁阀6通电换向,油经过二位四通电磁阀6的第二工作位置进入第二油路8经过液压双向锁7的第二工作位置进入第二主通道15,分成三路,第一路为通过第六主通道25进入放气阀17的第二放气阀油腔174,推动放气阀阀芯运动,使环空压力孔171和地层压力孔172连通,地层压力孔172和第三通道18内的地层压力释放到泥浆通道内,第二路为经过均与第二主通道15连通的第一支路通道151和第二支路通道152,油通过第一支路通道151进入第二推靠阀油腔132,推靠阀13的推靠阀芯134回缩,油通过第二支路通道152进入第二探头油腔162,探头16的探头阀芯164回缩,第三路为通过第七主通道26进入第二抽吸阀油腔192,推动抽吸阀阀芯运动,将抽吸阀19的环空压力腔193内的气体排出,且有利于推靠阀13的推靠阀芯134和探头16的探头阀芯164的回缩。推靠阀13和探头16的一次伸出和回缩过程实现随钻地层压力测量装置的一次测量过程,本方案提供的装置能够根据生产的需要,随时对地层压力和环空压力进行测量,并将测得的参数反馈到信号处理模块3,方便工作人员通过地上控制装置检测井下地层压力和环空压力,防止潜在问题的发生,且能即使改善钻井操作,降低作业风险。
在采集地层压力和环空压力时,推靠阀13和探头16均与井壁贴合,放气阀17的阀芯阻断地层压力孔172与环空压力孔171之间的连通,此时第一压力传感器只采集环空压力孔171内的压力,探头16的第一通道14、第三通道18、环空压力腔193和第三通道18形成密闭腔体,第一通道14将地层压力引入密闭腔体内,第二压力传感器采集该密闭腔体内的地层压力;地层压力和环空压力采集完成后,推靠阀13和探头16回缩至钻铤1内,探头16和推靠阀13均与井壁分离,环空压力孔171和地层压力孔172连通,抽吸阀19的抽吸阀芯将环空压力腔193内的环空压力通过第三通道18送入环空压力孔171排出。
本方案提供的装置是将推靠阀13和探头16通过安装块安装在钻铤1上,能够根据钻井的需要控制推靠阀13和探头16的工作,在设置有推靠阀13和探头16的位置安装块的直径相应较大,能够保证推靠阀13和探头16的安装强度,本方案提供的随钻地层压力测量装置能够为孔隙压力模型提供实时校验点,实时采集地层压力和环空压力,降低钻井风险,工作人员一旦通过采集的结果发现地层压力变化,即可优化配置钻井液密度,确保钻机能够按照最佳钻速钻井,提高了钻井效率,也可以根据测得的地层压力选择套管的下入深度,避免下套管过早或者下套管井深不正确,从而降低了钻井成本;采用本方案提供的随钻地层压力测量装置,在作业过程中工作人员可以根据测得的地层压力数据进行地质导向和地质停钻快速决策,降低由于钻入压力衰竭层造成的能源浪费,且能保护计划侧钻开发或者完井的原始压力层;根据随钻地层压力测量装置获取的地层压力数据可以对未动用和已开发的油气储层进行分析,在未动用储层,可以压力剖面和随钻测得地层压力结合建立静态储层模型,压力剖面确定了压力梯度和流体接触点,结合生产历史和静态储层模型模拟油藏动态压力,对于提高采收率有重要的意义;通过随钻压力地层测量装置测得环空压力,环空压力是反映井矿的一个重要指标,当测得的环空压力增加时,则说明钻屑清除和井眼净化不理想,有可能造成井漏,环空压力下降则预示着有气涌、水涌或者油涌,提醒使工作人员及时采取补救措施;通过液压传动,装置工作稳定可靠。
将第一压力传感器和第二压力传感器设置在井下,相对于传统的地面测量能够更早的发现地层压力和环空压力的变化,提早发现溢流和井涌现象,同时还可以降低由于油井意外压裂和坍塌引起事故的风险。
本方案提供的装置能够实时进行连续测量,也可以在高温高压环境下进行作业。
为了进一步优化上述技术方案,在本发明的一具体实施例中,泵站壳体53通过上部连接头27与钻铤1连接,上部连接头27的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽,上部连接头27上的凹槽能够保证泥浆的顺利流通,优选的上部连接头27的下端与泵站壳体53通过螺纹连接,上端与第一壳体2螺纹连接,上部连接头27能够保证内部装置稳定的固定在钻铤1内,保证装置与钻铤1的连接强度。
为了进一步优化上述技术方案,在本发明的一具体实施例中,上部连接头27上设置有用于采集测试点温度的温度传感器22和用于采集测试点泥浆通道压力的管柱压力传感器23,温度传感器22和管柱压力传感器23均与信号处理模块3通信连接,能够实时监测油井内的温度和管柱压力,方便工作人员实时了解油井内信息。
为了平衡系统内的压力,还包括平衡活塞28,平衡活塞28的上端与环空压力孔171连通,平衡活塞28的下端与油箱连通,当环空压力孔171内的压力发生变化或者油箱内的压力发生变化,平衡活塞28的活塞会沿着平衡活塞28的壳体相应滑动,起到一定的保护作用;平衡活塞28与环空压力孔171的连通处设置有环空过滤器,防止较大的颗粒堵塞环空压力孔171,影响装置的使用。为了保证平衡活塞28的连接强度,平衡活塞28设置在第二壳体内,第二壳体对平衡活塞28起到一定的保护作用;平衡活塞28通过第二壳体与安装块连接,第二壳体与安装块通过螺纹连接。
为了有效保护抽吸阀19、第一压力传感器和第二压力传感器,抽吸阀19位于平衡活塞28的下方,抽吸阀19通过第三壳体与第二壳体连接,且第一压力传感器与第二压力传感器设置在第三壳体内,第二壳体和第三壳体与钻铤1的内壁之间设置有泥浆通道,泥浆通道为第一壳体2、泵站系统53、安装块、第二壳体、第三壳体、下部连接头29与钻铤1的内壁之间的空间;还包括与第三壳体连接的下部连接头29,下部连接头29与钻铤1固定连接,下部连接头29的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽,下部连接头29进一步起到对内部装置的固定作用,保证装置稳定工作。
为了进一步优化上述技术方案,在本发明的一具体实施例中,还包括与下部连接头29连接的心轴支撑块30,第一壳体2、泵站壳体53、安装块、第二壳体和第三壳体组成的结构成为心轴,心轴支撑块30用于心轴与钻铤1的内壁之间的同轴度,调整心轴的安装位置,保证推靠阀13和探头16可以顺利从钻铤1的孔内伸出或者回缩;心轴支撑块30与钻铤1螺纹连接,方便装置的安装和拆卸。
为了进一步优化上述技术方案,在发明的一具体实施例中,钻铤1的外壁设置有扶正翼片,扶正翼片设置在靠近推靠阀13的位置,保证钻铤1与井筒的同轴度,避免钻铤1在井筒内大幅度晃动,保证随钻地层压力测量装置的测量效果。
为了进一步优化上述技术方案,在发明的一具体实施例中,探头16和推靠阀13均包括设置在安装块内的部分和设置在安装块外的部分,使用时,首先将探头16和推靠阀13位于安装块内的部分进行安装,当安装块安装到钻铤1内后,再分别将位于安装块外的部分安装在相应的位置,位于安装块外的探头16和推靠阀13分别与位于安装块内的探头16和推靠阀13螺纹连接。
为了保证随钻地层压力测量装置工作的稳定性,推靠阀13的个数为2个,且推靠阀13位于探测阀芯16的上下两侧,扶正翼片靠近位于下方的推靠阀13设置,推靠阀13能够保证探测阀芯16上下两侧受力均匀,保障证探测阀芯16能够紧贴井壁,避免由于探测阀芯16与井壁贴合不紧造成测量有误。
为了进一步优化上述技术方案,在本发明的一具体实施例中,还包括一端与第一油路4连通,另一端与油箱连通的第五油路32,第五油路32上设置有溢流阀31,溢流阀31可以起到定压溢流的作用,保证柱塞泵52的泵出口压力稳定,实现过载保护,使装置的系统压力不再增加,经过溢流阀31的油液回流到油箱内;第四主通道20上设置有节流阀33,节流阀33位于第二二位二通电磁阀11与抽吸阀19之间,通过节流阀33可以控制抽吸阀19的抽吸速度,从而改变第二压力传感器采集到的抽吸压降速率。
安装块、泵站壳体53、第一壳体、第三壳体和第二壳体上均铣有走线槽,用于供电缆线穿过,走线槽中攻有螺钉孔,供固定、捆扎电缆线使用。另外本方案中采用电连接器,电连接器采用插头和插座配合的形式,当需要维修时,只要将电连接器的插头与插座分离即可,无需剪断电缆线维修。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种随钻地层压力测量装置,其特征在于,包括:
钻铤(1),所述钻铤(1)内沿其轴线方向设置有空腔,所述钻铤(1)的两端设置有螺纹;
与外部电源连接的信号处理模块(3),所述信号处理模块(3)通过安装骨架设置在第一壳体(2)上,所述第一壳体(2)与所述外部电源连接头固定连接;
用于提供高压油液的泵站系统(5),所述泵站系统包括泵站壳体(53)、设置在所述泵站壳体(53)内的电机(51)和与所述电机(51)连接的柱塞泵(52),所述泵站壳体(53)与所述第一壳体(2)固定连接,所述电机(51)与所述信号处理模块(3)通信连接,所述柱塞泵(52)与所述随钻地层压力测量装置的油箱连通;
设置在所述泵站壳体(53)内的油路电磁阀,所述油路电磁阀包括二位四通电磁阀(6)、液压双向锁(7)、第一二位二通电磁阀(10)和第二二位二通电磁阀(11),所述二位四通电磁阀(6)通过第一油路(4)与所述柱塞泵(52)连通,所述液压双向锁(7)的第一工作位置通过第二油路(8)与所述二位四通电磁阀(6)连通,所述液压双向锁(7)的第二工作位置通过第三油路(9)与所述二位四通电磁阀(6)连通,所述第一二位二通电磁阀(10)设置在所述第三油路(9)上,所述二位四通电磁阀(6)与所述第二二位二通电磁阀(11)通过第四油路(21)连通;
与所述泵站壳体(53)连接的安装块,所述第一壳体(2)、所述泵站壳体(53)和所述安装块与所述钻铤(1)的内壁之间设置有用于泥浆通过的泥浆通道,所述安装块上设置有推靠阀(13)和探头(16),所述推靠阀(13)包括推靠阀体(133)和设置在所述推靠阀体(133)内的推靠阀芯(134),所述推靠阀体(133)和所述推靠阀芯(134)形成第一推靠油腔(131)和第二推靠油腔(132),所述探头(16)包括探头阀体(163)和设置在所述探头阀体(163)内的探头阀芯(164),所述探头阀芯(164)内设置有能够与所述泥浆通道连通的第一通道(14),所述探头阀体(163)与所述探头阀芯(164)形成第一推靠油腔(161)和第二推靠油腔(162),所述第一推靠油腔(131)通过第一主通道(12)与所述液压双向锁(7)的第一工作位置连通,所述第二推靠油腔(132)通过第一支路通道(151)与所述第二主通道(15)连通,所述第二主通道(15)与所述液压双向锁(7)的第二工作位置连通,所述第一探头油腔(161)通过所述第一主通道(12)与所述液压双向锁(7)的第一工作位置连通,所述第二探头油腔(162)通过第二支路通道(152)与所述第二主通道(15)连通,所述钻铤(1)上设置有用于供所述推靠阀(13)和所述探头(16)进出的孔,所述推靠阀(13)和所述探头(16)相对布置;
设置在所述安装块内的放气阀(17),所述放气阀(17)上开设有地层压力孔(172)和能够与所述泥浆通道连通的环空压力孔(171),所述环空压力孔(171)和所述地层压力孔(172)相互垂直布置且连通,所述地层压力孔(172)通过第三通道(18)与所述第一通道(14)连通,所述放气阀(17)包括放气阀阀体和放气阀阀芯,所述放气阀阀体和所述放气阀阀芯形成第一放气阀油腔(173)和第二放气阀油腔(174),所述第一放气阀油腔(173)与所述第三油路(9)通过第五主通道(24)连通,所述第二放气阀油腔(174)与所述第二主通道(15)通过第六主通道(25)连通;
与所述放气阀(17)的所述地层压力孔(172)通过所述第三通道(18)连通的抽吸阀(19),所述抽吸阀(19)设置在所述安装块内,所述抽吸阀(19)包括抽吸阀阀体和抽吸阀阀芯,所述抽吸阀阀体与所述抽吸阀阀芯形成第一抽吸阀油腔(191)、第二抽吸阀油腔(192)和与所述第三通道(18)连通地层压力腔(193),所述第一抽吸阀油腔(191)通过第四主通道(20)与所述第二二位二通电磁阀(11)连通,所述第二抽吸阀芯油腔(192)通过第七主通道(26)与所述第二主通道(15)连通;
与所述环空压力孔(172)连通用于采集所述环空压力孔(172)内压力的第一压力传感器,所述第一压力传感器与所述信号处理模块(3)通信连接;
与所述第三通道(18)连通用于采集所述地层压力孔(172)内压力的第二压力传感器,所述第二压力传感器与所述信号处理模块(3)通信连接。
2.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述泵站壳体(53)通过上部连接头(27)与所述钻铤(1)连接,所述上部连接头(27)的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽。
3.根据权利要求2所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述上部连接头(27)上设置有用于采集测试点温度的温度传感器(22)和用于采集测试点泥浆通道压力的管柱压力传感器(23),所述温度传感器(22)和所述管柱压力传感器(23)均与所述信号处理模块(3)通信连接。
4.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,还包括平衡活塞(28),所述平衡活塞(28)的上端与所述环空压力孔(171)连通,所述平衡活塞(28)的下端与所述油箱连通,所述平衡活塞(28)通过第二壳体与所述安装块连接。
5.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述抽吸阀(19)位于所述平衡活塞(28)的下方,所述抽吸阀(19)通过第三壳体与所述第二壳体连接,且所述第一压力传感器与所述第二压力传感器设置在所述第三壳体内,所述第二壳体和所述第三壳体与所述钻铤(1)的内壁之间设置有所述泥浆通道;还包括与所述第三壳体连接的下部连接头(29),所述下部连接头(29)与所述钻铤(1)固定连接,所述下部连接头(29)的外壁设置有用于供泥浆通过的凹槽。
6.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,还包括与所述下部连接头(29)连接的心轴支撑块(30),所述心轴支撑块(30)与所述钻铤(1)螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述钻铤(1)的外壁设置有扶正翼片,所述扶正翼片设置在靠近所述推靠阀(13)的位置。
8.根据权利要求7所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述推靠阀(13)的个数为2个,且所述推靠阀(13)位于所述探测阀芯(16)的上下两侧,所述扶正翼片靠近位于下方的所述推靠阀(13)设置。
9.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,所述探头(16)和所述推靠阀(13)均包括设置在所述安装块内的部分和设置在所述安装块外的部分。
10.根据权利要求1所述的随钻地层压力测量装置,其特征在于,还包括一端与所述第一油路(4)连通,另一端与所述油箱连通的第五油路(32),所述第五油路(32)上设置有溢流阀(31);所述第四主通道(20)上设置有节流阀(33),所述节流阀(33)位于所述第二二位二通电磁阀(11)与所述抽吸阀(19)之间。
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