CN107542451B - 一种钻井漏失层位识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钻井漏失层位识别系统，可用于判识漏失发生的准确位置。本发明采用外嵌式测量短节，通过测量环空的压力、流量和温度三种参数，对钻井液漏失发生位置进行测量和综合分析，从而准确得出漏失层位，并通过射频技术，对存储数据进行快速读取。该仪器以短节的形式安装于近钻头位置，对漏失参数进行记录和存储，然后利用射频标签对数据进行读取，在地面对读取数据进行处理分析，该技术对钻井施工影响较小，有利于减少井控风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井用仪器，特别涉及一种漏失层位测量仪器。
背景技术
在油气钻探过程中，钻井漏失通常是一个复杂而棘手的问题。漏失发生后，要尽快准确地确定漏失层的位置，以便及时采取有效的堵漏措施，保证钻井正常进行。我国在20世纪70年代开始研制漏层测量仪器，这些仪器大多是借助于流体动力学的原理研制的,它要么将漏失发生时流体流动转化成膜片的位移进行测量,要么借鉴涡轮流量计测量原理进行流量测量。近年来才出现了采用多种方法互补测量漏失位置的技术，精确性有了较大提高。如公开号为102383784A的专利公开了一种存储式漏层位置综合测量仪，该仪器采用井温、噪声及声波等综合测量方法，测量以采用井下存储方式，利用钻杆推进或电缆下放，在一定程度上提高了精确性。公开号为101446194A的专利公开了一种电磁式测漏装置，采用超声波传感器测量钻井液流速，同时采用电磁法测量地层特性，测量精度高，操作方便。但这些方法仍存在一些问题，如井漏后采用电缆或者钻杆推进的方式进行测量，存在一定的风险性，如井壁坍塌易造成卡钻事故，施工起来也比较复杂；又如大多数仪器需要在发生漏失后，进行起钻作业，然后下入仪器进行测量。这样不仅增加了井控的风险，而且造成了施工的复杂和繁琐。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种钻井漏失层位识别系统，可用于判识漏失发生的准确位置。
本发明采用外嵌式测量短节，通过测量环空的压力、流量和温度三种参数，对钻井液漏失发生位置进行测量和综合分析，从而准确得出漏失层位，并通过射频技术，对存储数据进行快速读取。该仪器以短节的形式安装于近钻头位置，对漏失参数进行记录和存储，然后利用射频标签对数据进行读取，在地面对读取数据进行处理分析，该技术对钻井施工影响较小，有利于减少井控风险。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种钻井漏失层位识别系统，主要由测量电路和射频标签、流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1组成，测量电路主要由磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储器、仪器电路、电池组成，射频标签主要由射频芯片12和外壳体11组成，数据存储器与射频标签读取方式为射频技术读取，其中：所述数据存储器、仪器电路和电池设置在密封舱内，密封舱与射频信号读写器3、磁场天线2整体连接构成漏失测量电路总成，漏失测量电路总成通过径向设置的绝缘支撑杆10与外部的外筒短节8固定连接；流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1内嵌在外筒短节8外壁上，且流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1分别通过绝缘支撑杆10实现与测量电路总成的线路连接和结构连接。
上述方案进一步包括：
数据存储器、仪器电路和电池依次设置在数据存储舱4、仪器电路舱6和电池舱7，并通过数据存储舱4依次一次与射频信号读写器3、磁场天线2相连；绝缘支撑杆10连接在仪器电路舱6与外筒短节8之间。
流量传感器5、温度传感器9和压力传感器1装在外筒短节8外壁刻槽中，并由密封塞密封。
本发明的原理是：漏失测量短节安装于近钻头位置，随钻具组合下入井下，发生漏失后，对漏失井段进行测量，采集压力、流量和温度数据，并进行存储。然后从井口投入射频标签，并利用钻井液循环，将射频标签带入钻具和井眼环空内，最终在震动筛附近得到回收。在射频标签接近漏失测量短节时，短节内存储的数据通过射频技术写入射频标签，并在地面回收射频标签后，利用信息处理装置对数据进行回放解析，从而得到漏层位置的相关信息。
本发明具有如下优点：
①压力、温度、流量传感器外嵌于短节外壁，有利于测量环空的三种参数，提高漏层判断的准确性。
②仪器以短节的形式安装于近钻头位置，可随时记录和存储漏失参数。测量过程中不用将钻具全部起钻至地面，既减少了起下钻的时间，也减少井控风险。
③采用射频技术快速读取数据，方便快捷，安全可靠，减少了众多读取数据的环节。
附图说明
图1为漏失测量短节结构示意图。图2为射频标签结构简图。
具体实施方式
结合图1、图2本发明实施过程进行说明。漏失测量短节由磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储舱4、仪器电路舱6、电池舱7、绝缘支撑杆10、流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1及外筒短节8组成。磁场天线2与射频信号读写器3通过数据传输线相连。外筒短节8由钻铤制成，在外壁刻槽，装有流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1，并打孔通过电路，用密封塞密封。在外筒短节8内壁开孔处分别装有绝缘支撑杆10，绝缘支撑杆10内部安装电路，电路一端分别与三个传感器相连，电路另一端连于测量总成的仪器电路舱6；绝缘支撑杆10一端与仪器电路舱6相连，另一端与短节本体8相连。从上到下依次，磁场天线2与射频信号读写器3相连、射频信号读写器3与数据存储舱4相连、数据存储舱4与仪器电路舱6相连、仪器电路舱6与电池舱7相连。射频标签由射频芯片12和外壳体11组成。
上述实施例中的所涉及的磁场天线2、射频信号读写器3、数据存储器（舱）4、仪器电路（舱）6与流量传感器5、温度传感器9、压力传感器1均可以采用现有采集电路技术，这里不再详述。
钻井漏失层位识别系统使用时，首先接通漏失测量短节电池，使仪器处于工作状态，然后安装于近钻头位置，随钻具组合下入井下。发生漏失后，随即对漏失井段进行测量，采集压力、流量和温度数据，并进行存储。然后从井口投入射频标签，利用钻井液将射频标签在井眼内循环一周，并在地面回收。在射频标签接近漏失测量短节时，短节内存储的数据通过射频技术写入射频标签，并在地面回收射频标签后，利用信息处理装置对数据进行回放解析，从而得到漏层位置的相关信息。
Claims (1)
1.一种钻井漏失层位识别系统，主要由测量电路和射频标签、流量传感器(5)、温度传感器(9)和压力传感器(1)组成，测量电路主要由磁场天线(2)、射频信号读写器(3)、数据存储器、仪器电路、电池组成，射频标签主要由射频芯片(12)和外壳体(11)组成，数据存储器与射频标签读取方式为射频技术读取，其特征是：所述数据存储器、仪器电路和电池设置在密封舱内，密封舱与射频信号读写器(3)、磁场天线(2)整体连接构成漏失测量电路总成，漏失测量电路总成通过径向设置的绝缘支撑杆(10)与外部的外筒短节(8)固定连接；流量传感器(5)、温度传感器(9)和压力传感器(1)内嵌在外筒短节(8)外壁上，且流量传感器(5)、温度传感器(9)和压力传感器(1)分别通过绝缘支撑杆(10)实现与测量电路总成的线路连接和结构连接；数据存储器、仪器电路和电池依次设置在数据存储舱(4)、仪器电路舱(6)和电池舱(7)，并通过数据存储舱(4依次与射频信号读写器(3)、磁场天线(2)相连；绝缘支撑杆(10)连接在仪器电路舱(6)与外筒短节(8)之间；流量传感器(5)、温度传感器(9)和压力传感器(1)装在外筒短节(8)外壁刻槽中，并由密封塞密封；该仪器以短节的形式安装于近钻头位置，对漏失参数进行记录和存储，然后利用射频标签对数据进行读取，在地面对读取数据进行处理分析。
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