CN1064129A - 一种水平井测井仪器机械保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井测井仪器机械保护装 置。使用该装置能够用钻杆柱等刚性管柱将测井仪 器送入井下，有效地实现水平井的测井。该装置由仪 器保护套(包括短节(10)、(13)和接箍(12))、引鞋 (6)、弹性锁定器(8)及刚性扶正器(9)等组成。其特 点在于该装置可预先用钻杆柱下入井下到待测部位 上部，而后允许测井仪器整体经过钻杆柱内部水眼进 入该装置并锁定，通过钻杆的起下携带测井仪器前进 或退出，以录取测井资料。

Description

本发明属于石油测井技术领域，为水平井测井所用的一种测井仪器机械保护装置。

水平井测井用常规的重力法无法实现。问题在于常规测井方法是用电缆悬挂仪器，靠仪器重力引导仪器下入井内。而水平井的水平井段的井眼轨迹与重力成直角关系，即主动力（重力）与位移方向（水平井段轨迹）垂直，因而重力无法引导仪器进入水平段。考虑到摩擦阻力，在造斜部分的大斜度井段仪器也难下入。资料表明，国外有如下几种方法解决水平井测井问题：

（1）泵冲出套法，即把测井仪器从不带钻头的钻柱底端泵送出去，这种方法测井的段长有限。接钻杆时需将仪器提出，这样就需要多次起下测井电缆，既费时间又不安全。

（2）Simphor法，这种方法是法国Forhor公司研究的。此法是把仪器装在特制保护套内，并连接到钻杆柱底端下至待测井段顶部，然后在井口把电缆穿过旁通接头与电缆湿式联接器（湿接头）连接在一起，泵送湿接头到井下接通测井仪器电路，再接钻杆下放测井，起钻时可重复录取测井曲线。

（3）挠性管法（又称盘管法），其是将测井仪器直接装在挠性管的一端，电缆预先装入挠性管中，挠性管盘在地面的滚筒上，测井时可直接用挠性管将仪器送入井下。该方法的弱点是挠性管刚度差，不能推进沉重的测井仪器沿水平段井眼走较长的距离。

（4）随钻测井是在钻井工具正在井里钻进时进行的，但其测井仪器是专门制造的，因而投资昂贵，目前应用很少。

（5）柔性保护套法，这是Bechtel公司为解决在曲率半径为0.3米（超短半径）条件下测井问题而研究的。其全套测井仪器组装在一个半液态塑性材料的柔性保护套内，然后用柔性管送入井下。

美国Exxon、Gearhart等公司也研究出同Simphor法完全相似的方法，其测井系统称之为Tool-pusher，这种方法已在墨西哥湾、加里福尼亚近海、法国以及中国得到了应用并获得成功。但是Simphor方法在现场应用中其电缆湿接头对接成功率不太高，从而会造成现场长时间的窝工甚至返工现象。该湿接头结构比较复杂。加工精度要求高，材料性能要求比较苛刻，且尺寸过于紧凑，制造难度大，因此使用该方法的测井费用也居高不下。

本发明的目的在于提供一种能够用钻杆（或油管）将常规的测井仪器强制送入井下水平井段的测井仪器机械保护装置，从而有效地实现水平井的测井。

本发明是这样实现的：

a.仪器保护套由刚性管子短节[10]、[13]和接箍[12]用螺纹联接而成，其内径允许相配的测井仪器整体自由进入或退出，与声波仪器相配合的保护短节开有多个纵向和横向槽。该保护套的末端配有与相应管柱联接的专用螺纹转换接头[14]。

b.弹性锁定器[8]为弓形弹性卡子，沿保护短节[10]的圆周轴向布置。

c.引鞋[6]上配有多层橡胶垫构成的减震缓冲器[7]。

d.刚性扶正器[9]的外表面开有纵向导流棱槽，内孔与保护短节[10]相配并用机械方法固定，由非金属材料制造。

附图说明：

图1一种水平井测井仪器机械保护装置工作原理图。

图2一种水平井测井仪器机械保护装置结构示意图。

图中：1测井车绞车  2钻杆或油管  3电缆卡子接头

4电缆  5旁通接头  6引鞋

7减震器  8弹性卡子  9刚性扶正器

10短节Ⅰ  11测井仪器  12接箍

13短节Ⅱ  14转换接头

现结合说明书附图对本发明目作进一步的描述：

首先在井口将本发明，既测井仪器机械保护装置预先连接在钻杆柱或油管柱的最下端，通过下放钻柱置于待测地层的上部。然后将测井仪器组合整体通过电缆[4]和测井车绞车[1]，靠重力法沿钻杆柱内部水眼下放。接上旁通接头[5]，开泵循环下冲仪器组合进入联接在钻杆柱最下端的保护装置内，到位后由弹性锁定器锁定。旁通接头[5]以上测井电缆依附与钻具外侧，每隔一段接上一个电缆卡子接头[3]，将电缆固定一次，以防电缆缠绕。这样，通过继续下放钻柱可通过本发明即保护装置携带测井仪器进入水平井段的测试地层，直到测完整个水平井段为止。起钻时可重复录取测井数据。

下面结合图2详细说明本发明提出的具体装置的细节及工作情况：

刚性管子短节[10]和[13]由接箍[12]用螺纹连接在一起构成保护套本体，该保护套的作用是有足够的强度和刚度，在钻柱或油管柱起下的带动下，携带测井仪器沿井眼轨迹前进或后退而实现测试任务，保护测井仪器不受损伤。弹性锁定器[8]是防止测井仪器进入保护套到位后，在钻柱推动下在水平井段前行时，测井仪器在相对反向流体力作用下产生的回漂现象。该锁定器在规定的轴向拉力作用下解锁，从而允许测井仪器从保护装置中退出。引鞋由引导体[6]与减震器[7]构成，其是在保护装置被钻柱或油管柱下推前行时起引导作用，并防止砂砾沿保护套轴向灌入和在测井仪器在重力或液体力作用下进入就位时缓冲减震保护仪器。刚性扶正器[9]是在水平套管井测井时，扶持保护套本体于套管中位，以提高仪器测取数据的可靠程度，并避免装置过套管接箍时产生的振动对测取数据的影响。转换接头[14]的作用是将本发明与钻柱或油管柱用螺纹连接在一起。图中[11]为测井仪器组合，[4]为测井电缆。

使用本发明而实现的水平井测井方法与Simphor方法的相同之处在于都是用钻杆等刚性管推进仪器下井。不同之处为：Simphor法把装有测井仪器的特制保护套联结在下送管柱的底端，然后通过下钻杆推送仪器下井，再在地面泵送湿接头牵引电缆与井底仪器接通。这种方法的弱点除湿接头对接难度大外，现场应用中还发生过井底情况复杂、将造价昂贵的测井仪器卡死在井底的事故。而使用本发明可以先只将本装置用钻杆送入井下，然后用常规的测井方法用电缆将常规的测井仪器沿钻杆内部水眼整体送入钻杆最下端的本装置内。在下放钻柱向前推进仪器测井时，一旦发生卡钻事故，可在地面用绞车上提电缆，当电缆拉力克服设定的弹性锁定器的锁止力后，即可将仪器从钻杆内安全起出。所以使用本发明有较高的可靠性和安全性。

Claims (1)

1、一种石油及天然气水平井测井仪器机械保护装置。其特征在于该装置由仪器保护套(包括短节[10]、[13]和接箍[12])、引鞋[6]、弹性锁定器[8]及刚性扶正器[9]构成。

a.仪器保护套由刚性管子短节[10]、[13]和接箍[12]用螺纹联接而成，其内径允许相配的测井仪器整体自由进入或退出，与声波仪器相配合的保护短节开有多个纵向和横向槽。该保护套的末端配有与相应管柱联接的专用螺纹转换接头[14]。

b.弹性锁定器[8]为弓形弹性卡子，沿保护短节[10]的圆周轴向布置。

c.引鞋[6]上配有多层橡胶垫构成的减震缓冲器[7]。

d.刚性扶正器[9]的外表面开有纵向导流棱槽，内孔与保护短节[10]相配并用机械方法固定，由非金属材料制造。

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