CN104864899A - 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置 - Google Patents

一种井下闭环钻井系统的变温测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104864899A
CN104864899A CN201410063989.0A CN201410063989A CN104864899A CN 104864899 A CN104864899 A CN 104864899A CN 201410063989 A CN201410063989 A CN 201410063989A CN 104864899 A CN104864899 A CN 104864899A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cartridge heater
trend
underground
temperature
loop drilling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410063989.0A
Other languages
English (en)
Inventor
高丽萍
刘庆龙
王义峰
陈威
孙峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petrochemical Corp, Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp filed Critical China Petrochemical Corp
Priority to CN201410063989.0A priority Critical patent/CN104864899A/zh
Publication of CN104864899A publication Critical patent/CN104864899A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明提供了一种井下闭环钻井系统的变温测试装置，包括加热筒、与加热筒链接的加热装置，以及支撑在加热筒下方的支撑架，其中：所述加热筒由内外筒套装后，之间形成循环腔，其循环腔两端密封后形成中空的双层筒体，加热筒的中空与被测系统插接配合；加热装置通过管道接入加热筒循环腔的两端。该变温测试装置采用无磁材料制成，对待测测量短节无电磁干扰，能够对井下测量短节进行模拟测试、元器件温度筛选和疲劳试验，验证测量短节在20℃到150℃下测量精度，工作可靠性及耐高温能力，确保井下测量短节稳定可靠工作。

Description

一种井下闭环钻井系统的变温测试装置
技术领域
本发明涉及井下工具测试装置领域中的一种用于测试自动垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等自动化钻井系统测量精度、可靠性及耐高温能力的井下闭环钻井系统的变温测试装置。
背景技术
随着现代油气勘探开发的快速发展，大位移水平井、长水平段水平井以及三维多目标井等特殊工艺井成为油气田开发过程中提高油气采收率的重要手段，这就对钻井技术提出了更高的要求，自动化钻井技术因其所钻井眼井身轨迹控制精度高，位移延伸能力强，井下安全性高等优点，成为钻井技术发展的必然趋势，是国际石油钻井界一直追求与奋斗的目标。它集地质导向钻井、旋转导向钻井、随钻地震、随钻测井、智能钻杆传输等技术于一体，形成井下闭环钻井系统。
井下闭环钻井系统是实现自动化钻井的关键，主要由双向通讯系统、井下工具系统、井下测量系统及短程通讯系统等组成。井下闭环钻井系统因其工作于高温、高压、高振动的井下环境中，随着系统工作深度的增加以及井下温度的升高，测量系统测量计算得出的井斜角、工具面角等钻井工程参数均会受到温度影响而产生测量误差，进而影响井下工具系统做出正确的执行动作，使系统工作轨迹与设计轨迹偏离，导致整个系统出现工作误差。
井下测量系统之所以发生测量误差，是因为测量系统在各温度下比例系数和敏感轴安装角没有精确标定，其在井下工作时的比例系数以及敏感轴安装角仍是地面温度下的数值，而井下工作环境中的温度高出地面温度数倍，测量系统的比例系数以及敏感轴安装角在不同温度下会发生变化，因此会产生较大测量误差。因此需要对测量系统敏感元件标定系数的温度变化进行修正，将各温度下的标定比例系数和敏感轴角度存入系统中，并根据井下的实际测量温度，取该温度下的加表标定比例系数和敏感轴角度，精确计算井斜等钻井工程参数。
发明内容
本发明的目的为确保井下闭环钻井系统测量系统准确安全可靠工作，提供一种井下闭环钻井系统的变温测试装置。该装置能够对井下闭环钻井系统测量系统进行不同温度下各主要电子元器件性能测试，元器件温度筛选和疲劳试验，以及测量短节可靠性分析，验证测量系统井斜、井斜工具面角等钻井工程参数的测量精度及测量系统的耐高温能力，从而提高测量系统工作可靠性及工作寿命。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种井下闭环钻井系统的变温测试装置，包括加热筒、与加热筒链接的加热装置，以及支撑在加热筒下方的支撑架，其特征在于：所述加热筒由内外筒套装后，之间形成循环腔，其循环腔两端密封后形成中空的双层筒体，加热筒的中空与被测系统插接配合；加热装置通过管道接入加热筒循环腔的两端。
所述的循环腔是内外筒之间无间隙套装配合后，由设在内筒外壁或者是外筒内壁上的螺旋油道构成。
上述方案还包括：加热筒的中空端分别与加热端套和保温堵头密封连接。
加热端套内设有中通孔配合被测系统的导线穿过，加热装置为液体加热循环装置。
上述方案进一步包括：在加热筒和管道外包裹有保温材料，支撑架为支撑座与压环结构，并在支撑座上布置加强筋和高度调整机构。所述加热筒、热端套和保温堵头、支撑架、保温材料均为无磁材料。
本发明的井下闭环钻井系统的变温测试装置具有的有益效果是：该测试装置采用无磁材料制成，对测量短节无电磁干扰，测试结果精确。装置测试温度调节范围为+20℃到+150℃，能够模拟井下温度环境，对测量系统进行各温度状态下比例系数和敏感轴安装角的标定。内筒上螺旋油道可以容纳大容量的工作介质，装置设计有保温堵头、加热堵头、外筒、管道外包裹有保温材料，温升效率高，整个量程范围的温度能够精确控制，最佳恒温波动度达到±0.1℃。装置方位调节范围为0°到360°，测量待测量短节工具面角调节范围为0°到360°，可以全方位全工具面角测量待测测量短节的各部件功耗及温度场的分布情况。
附图说明
图1是井下闭环钻井系统的变温测试装置的示意图
图中：1. 支撑架  2. 内筒  3. 外筒  4. 待测测量短节  5. 堵头  6. 密封圈  7. 加热端套  8.管道  9.高低温恒温液体循环装置  10.保温堵头。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的详述。
实施例1
如附图1所示，本变温测试装置由支撑架1，内筒2，外筒3，待测测量短节 4，堵头5，密封圈 6，加热端套7，管道 8，高低温恒温液浴循环装置9，保温堵头10组成。
整个测试装置采用无磁材料制成，支撑架1是整个测试装置的基体，可以提供地平坐标和产品定位面。内筒2与外筒3同轴安装在支撑架1上，待测测量短节4安装在内筒2里，其轴线与内筒2、外筒3定位圆同心，高低温恒温液体循环装置9通过管道8与外筒3联接。内筒2（或者外筒）上设有螺旋油道，两端安装有堵头5。高低温恒温液浴循环装置9中的液压油通过管道8与外筒3及内筒2内部螺旋油道相通，形成液压油流通回路，装置温升均匀，不会损坏待测测量短节敏感元器件。外筒3一端安装有加热端套7，另一端安装有保温堵头10。堵头5与内筒2，外筒3之间安装有密封圈6。外筒3、管道8外包裹有保温材料。
实施例2
实施例1中，支撑架1设计为支撑座与压环结构，使加热筒3与支撑座连接为一个整体，并在支撑座上布置加强筋，提高支撑座结构的强度，设计过程中短节轴线与底座水平基准之间的夹角可设计为20°（即井斜为70°）。该角度设置可以是随机的0°- 90°中的任何一个角度，在该角度范围内短节轴线与底座水平基准之间的夹角（井斜角）的设置不影响测试结果。
本发明的工作过程如下：在进行井下测量系统测试之前，检查测试装置各部分连接情况，确保装置各部分连接良好的情况下，将待测测量短节4放入内筒2中，固定测试装置加热端套7，将待测测量短节中测试线与计算机连接。
待测测量短节的测试分为常温测试及高温测试两部分，首先进行常温测试，其次再进行高温测试。进行常温测试时，不需要打开高温恒温液浴循环装置9，连接好测试线和计算机后，直接打开温度测试软件，调整待测测量短节工具面为0°、30°、60°…… 360°（该工具面角度为相对值，可以在试验过程中人为设置工具面0°角，其余的角度设置以0°为基准进行手动调节），等待数据稳定后采集数据并记录。进行高温测试时，打开高温恒温液浴循环装置9，操作其温度设置显示面板，设置并升温至40℃，等待被测测量短节4温度达到40℃后保温10-20分钟。开始高温测试，采集数据。继续升温至60℃、80℃、100℃至150℃进行测试，在温度升到设定的测试之时，需要保温10-20分钟，等待数据稳定后采集数据并记录，统计误差。
分析采集到的数据，计算待测测量短节在各温度下比例系数和敏感轴安装角。将计算得出的各温度下的标定比例系数和敏感轴角度存入测量系统中。至此，待测测量短节的测量工作完成，经过变温测试装置测量的井下测量系统在下井后会根据井下的实际测量温度，取该温度下的加表标定比例系数和敏感轴角度，精确计算井斜，工具面角等钻井工程参数，确保井下工具系统正常工作。

Claims (5)

1.一种井下闭环钻井系统的变温测试装置，包括加热筒、与加热筒链接的加热装置，以及支撑在加热筒下方的支撑架，其特征在于：所述加热筒由内外筒套装后，之间形成循环腔，其循环腔两端密封后形成中空的双层筒体，加热筒的中空与被测系统插接配合；加热装置通过管道接入加热筒循环腔的两端。
2.如权利要求1所述的井下闭环钻井系统的变温测试装置，其特征在于：所述的循环腔是内外筒之间无间隙套装配合后，由设在内筒外壁或者是外筒内壁上的螺旋油道构成。
3.如权利要求1或2所述的井下闭环钻井系统的变温测试装置，其特征在于：加热筒的中空端分别与加热端套和保温堵头密封连接。
4.如权利要求3所述的井下闭环钻井系统的变温测试装置，其特征在于：加热端套内设有中通孔，加热装置为液体加热循环装置。
5.如权利要求4所述的井下闭环钻井系统的变温测试装置，其特征在于：在加热筒和管道外包裹有保温材料，支撑架为支撑座与压环结构，并在支撑座上布置加强筋和高度调整机构；所述加热筒、热端套和保温堵头、保温材料、支撑架均为无磁材料。
CN201410063989.0A 2014-02-25 2014-02-25 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置 Pending CN104864899A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410063989.0A CN104864899A (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410063989.0A CN104864899A (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104864899A true CN104864899A (zh) 2015-08-26

Family

ID=53910896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410063989.0A Pending CN104864899A (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104864899A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110894786A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 航天科工惯性技术有限公司 一种快速降温的高温标定设备
CN113607768A (zh) * 2021-07-14 2021-11-05 北京科技大学 实现低场核磁共振实时观测水泥基材料水化过程的装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040154312A1 (en) * 2003-02-12 2004-08-12 Abras Alexei D. Heat exchanger for high purity and corrosive fluids
CN2748917Y (zh) * 2004-09-30 2005-12-28 湖北汉科新技术股份有限公司 高温、高压井壁稳定性测试仪
CN2784850Y (zh) * 2005-03-15 2006-05-31 李素娟 用于干燥机的加热装置
CN101760919A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 邹必尚 浆纱机、浆染联合机的节能型导热油烘筒
CN202417474U (zh) * 2012-01-10 2012-09-05 中国石油天然气股份有限公司 一种复合式模拟试验油井
CN103075147A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种井下环境模拟装置及方法
CN103454107A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 西北大学 一种封隔器胶筒耐温耐压性能模拟试验系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040154312A1 (en) * 2003-02-12 2004-08-12 Abras Alexei D. Heat exchanger for high purity and corrosive fluids
CN2748917Y (zh) * 2004-09-30 2005-12-28 湖北汉科新技术股份有限公司 高温、高压井壁稳定性测试仪
CN2784850Y (zh) * 2005-03-15 2006-05-31 李素娟 用于干燥机的加热装置
CN101760919A (zh) * 2008-12-24 2010-06-30 邹必尚 浆纱机、浆染联合机的节能型导热油烘筒
CN103075147A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种井下环境模拟装置及方法
CN202417474U (zh) * 2012-01-10 2012-09-05 中国石油天然气股份有限公司 一种复合式模拟试验油井
CN103454107A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 西北大学 一种封隔器胶筒耐温耐压性能模拟试验系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110894786A (zh) * 2018-09-13 2020-03-20 航天科工惯性技术有限公司 一种快速降温的高温标定设备
CN110894786B (zh) * 2018-09-13 2022-08-09 航天科工惯性技术有限公司 一种快速降温的高温标定设备
CN113607768A (zh) * 2021-07-14 2021-11-05 北京科技大学 实现低场核磁共振实时观测水泥基材料水化过程的装置
CN113607768B (zh) * 2021-07-14 2022-04-19 北京科技大学 实现低场核磁共振实时观测水泥基材料水化过程的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SA516370533B1 (ar) معايرة سطحية لأداة تسجيل أداء مقاومة حفرة بئر
US20100241410A1 (en) Relative and Absolute Error Models for Subterranean Wells
US8749242B2 (en) System and method for employing alternating regions of magnetic and non-magnetic casing in magnetic ranging applications
BR112018075007B1 (pt) Aparelho e método para controlar uma trajetória de um furo de poço sendo perfurado na terra
CN103926184B (zh) 岩心气测孔隙度检测方法及其检测装置
NO334514B1 (no) Apparat, fremgangsmåter og systemer for unngåelse av borekollisjon
MX2013014651A (es) Metodos y aparatos para determinar los parametros de fondo de pozo.
CN103615238A (zh) 一种等比例缩小的洞穴地层双侧向测井物理模拟装置及实验方法
NO345808B1 (no) Flersegmentsprekker
CN103277084B (zh) 一种基于电导探针阵列传感器的水平井多参数估计方法
CN104864899A (zh) 一种井下闭环钻井系统的变温测试装置
Kabir et al. Interpreting distributed-temperature measurements in deepwater gas-well testing: estimation of static and dynamic thermal gradients and flow rates
CN101749009A (zh) 放射性引导仪式双套管方位测量方法
US11713668B2 (en) Integrated well logging systems and methods
CN104777087A (zh) 一种可同时施加轴、径向压力的岩心夹持器
CN103835703B (zh) 一种磁性导向钻井交变磁场信号的模拟方法
CN105572761A (zh) 一种感应成像测井技术校正与标定系统
US10655451B2 (en) Methods and systems employing a gradient sensor arrangement for ranging
US20180142548A1 (en) Multipoint measurements for wellbore ranging
CN108386184B (zh) 水平井井眼坍塌压力测试装置
AU2015213395A1 (en) Relative and absolute error models for subterranean wells
Wisnandary et al. Zero generation of muara laboh numerical model: role of heat loss and shallow wells data on preliminary natural state modeling
CN105569623A (zh) 用于注水井的井口组合测试装置及其方法
Yuniar et al. Ulubelu, First Year Reservoir Monitoring
Liu et al. Application Research of Temperature Tracing Leakage Detection Based on Particle Swarm Optimization Algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150826