CN107514253A - Lwp存储式随通井测井装置 - Google Patents

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Abstract

LWP存储式随通井测井装置，井下设备连接在钻具的最下端；地面设备对深度的采样和测井数据进行分析与解释；辅助工具帮助在现场组装测试仪器；电阻率测量装置、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置、井径测量装置分别与中控装置连接，中控装置连接数据存储装置；钩载、深度码盘压力计并结合实际钻具长度得到实时深度和时间戳，并向计算机和DDU输送数据，待仪器返回地面后用RS485口读取数据，并作时间匹配；优点为：强度接近于随钻测井仪器，不需要在实时钻进中测量，正常磨损仅相当于电缆测井仪器。寿命较长，维护成本较低。同一只设备在相同时间内可为多口井提供测井服务，费效比和安全性均优于现有技术。

Description

LWP存储式随通井测井装置
技术领域
本发明涉及一种测井装置，尤其是LWP存储式随通井测井装置。
背景技术
随着油田开发的精细化，钻井工艺的提高。特别是石油价格低迷以来，低孔低渗气井、页岩气井的开发，出现了大量的多维井、大水平段井以及易垮蹋井，给测井带来极大的困难。根据对国内测井市场调研后发现，现在测井工程大多采用以下几种方式：
1、传统的水平井测井工艺往往需要多次对接、分段测量甚至需要多次通井才能完成。一旦井下发生粘卡等事故往往会导致仪器损坏，甚至井报废。所以在没有新的测井工艺出现前这种大难度井往往完全依靠录井资料而选择不测井。
2、目前市场上广泛使用的存储式测井仪器是将存储式测井仪器预先放入钻具底部的钻挺或保护套内，待仪器被带至井底后依靠命令或泥浆压力释放突出，后被钻具携带上提完成测井任务，这种仪器的出现在一定程度上优于传统的测井工艺，可大大提高测井的时效性，为钻井节约成本。但由于仪器直径较小对测量的质量影响较大。而且这种仪器一般的连接长度动辄20—40米，且刚性较差。一旦遇到工程事故只能靠小排量的循环泥浆来解决。另外据统计因释放不成功导致的测井失败或仪器损坏不在少数，且仪器一经释放不能收回，只能随钻具一同返至井口。不适合于高造斜率井段和大井眼的测井。
随钻测井仪器已经问世多年，而且仪器序列非常丰富完全可以达到传统测井仪器的任务，在遇到突发井下事故时能凭借其优异的钢性可随钻具一起活动抗扭抗冲击性较强，易于解决问题。但其使用成本较高，基本以日费制进行结算。对于少则2周多则1个多月的钻井周期，其施工费用往往是以上测井仪器的数倍。加之在长水平段中钻井对仪器的磨损非常大，仪器维护及保养费用在仪器全寿命使用周期中站的比例很高。对于钻井和地质导向而言很多随钻测井数据不必实时传至地面，而目前最好的井下对地面的随钻传输技术也不可能将全部测井数据完全传至地面，随钻测井仪器大多将数据存放至内置存储器内待仪器反回地面后再读出。起到的效果也只是和传统测井仪器一样。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种LWP存储式随通井测井装置。
本发明的技术方案是：LWP存储式随通井测井装置，包括井下设备和地面设备以及辅助工具，针对大斜度井、水平井和井眼情况复杂的困难井测井的装置，井下设备连接在钻具的最下端，在下钻和起钻过程中，到达一定时间温度及压力的条件时进行测井；地面设备对深度的采样和测井数据进行分析与解释；辅助工具帮助在现场组装测试仪器。
所述的井下设备包括中控装置、电池、电阻率测量装置、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置、井径测量装置，其中电阻率测量装置、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置、井径测量装置分别与中控装置连接，中控装置由电池组供电，中控装置连接数据存储装置。
所述的地面设备包括防爆箱、钩载、深度码盘压力计、DDU数据输送装置，其中防爆箱集采集来自钻井平台的钩载、深度码盘压力计并结合实际钻具长度得到实时深度和时间戳，并向计算机和DDU输送数据，待仪器返回地面后用RS485口读取数据，并作时间匹配。
所述的中控装置包含时钟、存储器、电源监控、本身携带温度压力的检测，负责与各采集诸元通讯获取数据并存储。
所述声波时差测量装置中声波发射电路在接收电路的控制下，将高压储能电容内的能量释放至两节半环状的发射换能器中，发射换能器产生约20Khz的声波波信号经过地层被两侧的声波接收电路采集并存储。
所述GR与井斜方位的测量装置中GR晶体接收到来自地层的自然γ信号，产生电子被光倍增管放大后经整形分频电路输出给井斜方位的测量模块计数。井斜方位的测量模块内含MESM重力、磁力传感器可通过特殊算法计算出相对的井斜方位，并将GR计数一同传输至中控电路。
所述的电阻率测量装置中电阻率发射版接收到电阻率接收板的命令依次发射T20、T40电磁波分别被RN、RF得到幅度衰减比和相位差，再经计算得到地层电阻率，传输至中控。
所述的井径的测量装置中井径发射电路控制井径发射探头向地层发射200Khz的超声波，经地层反弹后被接收，利用声速和回波时间可计算井径。
与现有技术相比，本发明的优点在于：强度接近于随钻测井仪器，不需要在实时钻进中测量，正常磨损仅相当于电缆测井仪器。寿命较长，维护成本较低。同一只设备在相同时间内可为多口井提供测井服务，费效比和安全性均优于现有技术。
说明书附图
图1为本发明的井下设备元件连接示意图。
图2为本发明的地面设备元件连接示意图。
图3-6为本发明实施例的井资料对比图。
图中：图中1为电阻率测量装置，2为声波时差测量装置，3为电池，4为中控装置，5为GR与井斜方位测量装置，6为井径测量装置，7为防爆箱，8为DDU数据输送装置，9为钩载，10为深度码盘压力计。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
LWP存储式随通井测井装置，包括井下设备和地面设备以及辅助工具，针对大斜度井、水平井和井眼情况复杂的困难井测井的装置，井下设备连接在钻具的最下端，在下钻和起钻过程中，到达一定时间温度及压力的条件时进行测井；地面设备对深度的采样和测井数据进行分析与解释；辅助工具帮助在现场组装测试仪器。
所述的井下设备包括中控装置4、电池3、电阻率测量装置1、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置2、井径测量装置6，其中电阻率测量装置1、GR与井斜方位测量装置5、声波时差测量装置2、井径测量装置6分别与中控装置4连接，中控装置4由电池组供电，中控装置4连接数据存储装置。
所述的地面设备包括防爆箱7、钩载9、深度码盘压力计10、DDU数据输送装置8，其中防爆箱集采集来自钻井平台的钩载9、深度码盘压力计10并结合实际钻具长度得到实时深度和时间戳，并向计算机和DDU输送数据，待仪器返回地面后用RS485口读取数据，并作时间匹配。
所述的中控装置4包含时钟、存储器、电源监控、本身携带温度压力的检测，负责与各采集诸元通讯获取数据并存储。
所述声波时差测量装置2中声波发射电路在接收电路的控制下，将高压储能电容内的能量释放至两节半环状的发射换能器中，发射换能器产生约20Khz的声波波信号经过地层被两侧的声波接收电路采集并存储。
所述GR与井斜方位的测量装置中GR晶体接收到来自地层的自然γ信号，产生电子被光倍增管放大后经整形分频电路输出给井斜方位的测量模块计数。井斜方位的测量模块内含MESM重力、磁力传感器可通过特殊算法计算出相对的井斜方位，并将GR计数一同传输至中控电路。
所述的电阻率测量装置1中电阻率发射版接收到电阻率接收板的命令依次发射T20、T40电磁波分别被RN、RF得到幅度衰减比和相位差，再经计算得到地层电阻率，传输至中控。
所述的井径的测量装置中井径发射电路控制井径发射探头向地层发射200Khz的超声波，经地层反弹后被接收，利用声速和回波时间可计算井径。
LWP存储式随通井测井装置主要针对大斜度井、水平井和井眼情况复杂的困难井测井。基本施工方式是在钻井达到目的深度起钻后，存储式随通井测井组合连接在钻具的最下端，在下钻和起钻过程中进行测井。不必占用单独的测井时间。在遇阻遇卡时可以转动和起下钻具并可以循环泥浆及滑眼。采用一体化设计在不到3.3米的长度中整合了全部常规测井项目，最后仪器起至地面后将测井数据从仪器中读出，经处理后得到和电缆测井基本相同的测井资料。
本发明：具备全部常规测井项目能力；具有高强度外壳，可满足钻井工程上全部特殊作业；具有高时效性，不需要额外的测井时间；操作简便、现场施工人员占用少；使用维护方便，成本低；可广泛应用于大斜度井、水平井和井眼情况复杂的困难井的测井作业。
本发明测量工程参数为
井温 0—150℃；
环空压力 0—140Mpa；
井径 185—235mm；
双源距电磁波地层电阻率 0.05—2000Ωm；
自然伽马 0—1000API；
双向地层声速 30—150µS/ft；
井斜 0—1800；
方位 0—3600;
深度精度 0.1m。
本发明仪器参数
耐温 0—150℃；
耐压 0—140Mpa；
上扣扭矩 45KNm；
抗压强度 30000lbs；
抗拉强度 42000lbs；
适用井眼 81/2—12寸；
长度 3250mm；
重量 450kg；
最大外径 186mm；
仪器供电 21.6V；
数据通讯方式 RS485；
仪器使用时间>100小时；
数据存储容量32MB+1GBX2。
本发明的现场测试实验图见附图3-6。

Claims (7)

1.LWP存储式随通井测井装置，包括井下设备和地面设备以及辅助工具，针对大斜度井、水平井和井眼情况复杂的困难井测井的装置，其特征在于：井下设备连接在钻具的最下端，在下钻和起钻过程中，到达一定时间温度及压力的条件时进行测井；地面设备对深度的采样和测井数据进行分析与解释；辅助工具帮助在现场组装测试仪器；所述的井下设备包括中控装置、电池、电阻率测量装置、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置、井径测量装置，其中电阻率测量装置、GR与井斜方位测量装置、声波时差测量装置、井径测量装置分别与中控装置连接，中控装置由电池组供电，中控装置连接数据存储装置；所述的地面设备包括防爆箱、钩载、深度码盘压力计、DDU数据输送装置，其中防爆箱集采集来自钻井平台的钩载、深度码盘压力计并结合实际钻具长度得到实时深度和时间戳，并向计算机和DDU输送数据，待仪器返回地面后用RS485口读取数据，并作时间匹配。
2.根据权利要求1所述的LWP存储式随通井测井装置，其特征在于：所述的中控装置包含时钟、存储器、电源监控、本身携带温度压力的检测，负责与各采集诸元通讯获取数据并存储。
3.根据权利要求1所述的LWP存储式随通井测井装置，其特征在于：所述声波时差测量装置中声波发射电路在接收电路的控制下，将高压储能电容内的能量释放至两节半环状的发射换能器中，发射换能器产生约20Khz的声波波信号经过地层被两侧的声波接收电路采集并存储。
4.根据权利要求1所述的LWP存储式随通井测井装置，其特征在于：所述GR与井斜方位的测量装置中GR晶体接收到来自地层的自然γ信号，产生电子被光倍增管放大后经整形分频电路输出给井斜方位的测量模块计数。
5.井斜方位的测量模块内含MESM重力、磁力传感器可通过特殊算法计算出相对的井斜方位，并将GR计数一同传输至中控电路。
6.根据权利要求1所述的LWP存储式随通井测井装置，其特征在于：所述的电阻率测量装置中电阻率发射版接收到电阻率接收板的命令依次发射T20、T40电磁波分别被RN、RF得到幅度衰减比和相位差，再经计算得到地层电阻率，传输至中控。
7.根据权利要求1所述的LWP存储式随通井测井装置，其特征在于：所述的井径的测量装置中井径发射电路控制井径发射探头向地层发射200Khz的超声波，经地层反弹后被接收，利用声速和回波时间可计算井径。
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