CN111810069B - 一种电控式井下泥浆分流液压动力工具及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控式井下泥浆分流液压动力工具及其方法,包括分流工具外壳、分流工具主体、中心轴、加压油缸总成;所述分流工具主体安装在分流工具外壳内,所述加压油缸总成安装在分流工具外壳的一端上,所述中心轴一端依次穿过加压油缸总成、分流工具外壳后连接在所述分流工具主体的左端内;所述分流工具主体右端上设有分流入口、泄压口,所述分流入口内设有分流电磁阀,所述泄压口内设有泄压电磁阀。本发明的分流工具结构简单、可靠性更高、控制方便,可将泥浆与分流工具内腔连通,实现井下泥浆动力分流工具的分流作用,可将泥浆压力转化成油压,从而为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源,也可以为其他类型的井下工具和仪器提供液压动力源。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于随钻地层压力测量仪器的分流工具,特别涉及一种电控式井下泥浆分流液压动力工具及其方法。
背景技术
地层压力是指地层孔隙内流体(油、气、水)的压力,亦称为地层孔隙压力。对于深地勘探、油气开采、地热开发、CO2地质埋存、核废料地质处置等涉及深井钻井的工程,地层压力是重要的基础参数之一,准确地预测/检测地层压力意义重大。常规的地层压力获取方法主要包括地震波法、钻速法、测井法和地层测试法,但是常规地层压力预测/检测方法均存在一定程度的不足。随着电缆地层测试技术的不断应用、发展以及钻井工程新需求的推动,20世纪90年代中后期,结合随钻测量技术提出了随钻地层压力测试的概念,将测试器安装于井底钻具组合中,在钻井作业暂停期间测试地层压力,在钻井过程中测试地层压力的井下仪器就是随钻地层压力测量仪器。专利201110000981.6发明了一种随钻地层压力测量仪器及其测量方法,所述随钻地层压力测量仪器采用了钻柱内外压差作为系统的液压动力。为此,发明了一种电控式井下泥浆动力分流工具,该工具可为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源,也可以为其他类型的井下工具和仪器提供井下液压动力源。
发明内容
本发明主要是克服现有技术中的不足之处,提出一种电控式井下泥浆分流液压动力工具及其方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是:一种电控式井下泥浆分流液压动力工具,包括分流工具外壳、分流工具主体、中心轴、加压油缸总成;所述分流工具主体安装在分流工具外壳内,所述加压油缸总成安装在分流工具外壳的一端上,所述中心轴一端依次穿过加压油缸总成、分流工具外壳后连接在所述分流工具主体的左端内;
所述中心轴与分流工具主体的左端内腔之间具有间隙,该间隙为中间流道,所述分流工具外壳左端内腔与中心轴之间也具有间隙,该间隙为分流泥浆储能室,所述分流泥浆储能室与中间流道相通;
所述分流工具主体的外圆周面上设有泥浆分流流道;其左端上设有分流出口,所述分流出口的两端分别与中间流道、泥浆分流流道相通;其右端上设有分流入口、泄压口,所述分流入口、泄压口的两端均分别与分流流道、分流工具主体的右端内腔相通,所述分流入口内设有分流电磁阀,所述泄压口内设有泄压电磁阀。
进一步的技术方案是,所述分流工具主体与分流工具外壳之间设有密封圈Ⅰ。
进一步的技术方案是,所述中心轴与分流工具主体之间设有密封圈Ⅱ。
进一步的技术方案是,所述分流工具外壳与加压油缸总成之间设有密封圈Ⅲ。
进一步的技术方案是,所述中心轴与加压油缸总成之间设有密封圈Ⅳ。
一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,包括以下步骤:
步骤S10、将电控式井下泥浆分流液压动力工具与随钻地层压力测量仪器一起下放带到井下,并通过随钻地层压力测量仪器的控制系统来控制分流电磁阀和泄压电磁阀;
步骤S20、当随钻地层压力测量仪器处于非工作状态时,通过控制系统控制分流电磁阀和泄压电磁阀关闭,此时井下泥浆从分流工具主体的右端内腔进入,然后进入到中心轴的内腔内,最后从中心轴的左端流出;
步骤S30、当随钻地层压力测量仪器处于工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀打开和泄压电磁阀关闭,此时泥浆也从分流工具主体的右端内腔进入,然后在分流工具主体内腔内的泥浆一部分依然是进入到中心轴的内腔内,最后从中心轴的左端流出;另一部分是从分流电磁阀进入泥浆分流通道,并从分流出口流出,并流入分流泥浆储能室,分流泥浆储能室中的泥浆再进入加压油缸总成,可将这部分泥浆压力转化成油压,为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源;
步骤S40、当随钻地层压力测量仪器完成测量后,再次处于非工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀关闭和泄压电磁阀打开;此时井下泥浆依然从分流工具主体的右端内腔进入,同时泥浆分流通道内的泥浆因超压压力从泄压电磁阀也进去分流工具主体的右端内腔,然后分流工具主体内腔的泥浆再进入到中心轴的内腔内,最后从中心轴的左端流出;
步骤S50、当泄压结束后,通过控制系统控制泄压电磁阀关闭,此时电控式井下泥浆分流液压动力工具恢复为非工作状态。
本发明具有以下有益效果:本发明的分流工具结构简单、可靠性高、控制方便,可将钻柱内的泥浆与分流工具内部腔室连通,实现井下泥浆动力分流工具的分流作用,可将泥浆压力转化成油压,从而为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源,也可以为其他类型的井下工具和仪器提供井下液压动力源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是电控式井下泥浆动力分流工具工作原理图。
图中所示:1-分流工具外壳、2-密封圈Ⅰ、3-分流电磁阀、4-分流工具主体、5-泄压电磁阀、6-泥浆分流流道、7-密封圈Ⅱ、8-分流出口、9-分流泥浆储能室、10-中心轴、11-加压油缸总成、12-密封圈Ⅲ、13-密封圈Ⅳ、14-中间流道。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。
如图1所示,本发明的一种电控式井下泥浆分流液压动力工具,包括中空的分流工具外壳1、中空的分流工具主体4、中空的中心轴10、加压油缸总成11;所述分流工具主体4螺纹连接在分流工具外壳1内,所述加压油缸总成11螺纹连接在分流工具外壳1的左端,所述中心轴10右端螺纹连接在分流工具主体4的左端内,左端延伸至压油缸总成11外;
所述中心轴10与分流工具主体4的左端内腔之间具有间隙,该间隙为中间流道14,所述分流工具外壳1左端内腔与中心轴10之间也具有间隙,该间隙为分流泥浆储能室9,所述分流泥浆储能室9分别与中间流道14、加压油缸总成11的上端内腔相通;
所述分流工具主体4的外圆周面上设有泥浆分流流道6;其左端上设有分流出口8,所述分流出口8的两端分别与中间流道14、泥浆分流流道6相通;其右端上设有分流入口、泄压口,所述分流入口、泄压口的两端均分别与分流流道6、分流工具主体4的右端内腔相通,所述分流入口内设有分流电磁阀3,所述泄压口内设有泄压电磁阀5,再分别控制分流电磁阀3、泄压电磁阀5的开启与关闭时,可以将分流工具主体4内腔、泥浆分流流道6、中间流道14、分流泥浆储能室9、加压油缸总成11的上端内腔的连通进行开启和关闭。
如图1所示,为了更进一步的提高本发明零件之间的密封效果,因此,优选的实施方式是,所述分流工具主体4与分流工具外壳1之间设有密封圈Ⅰ2,所述中心轴10与分流工具主体4、加压油缸总成11之间分别设有密封圈Ⅱ7、密封圈Ⅳ13,所述分流工具外壳1与加压油缸总成11之间设有密封圈Ⅲ12。
本发明电控式井下泥浆动力分流工具通过随钻地层压力测量仪器控制系统控制分流电磁阀3和泄压电磁阀5工作,从而使电控式井下泥浆动力分流工具打开泥浆分流通道,来启动随钻地层压力测量仪器工作,该电控式井下泥浆动力分流工具的工作状态如图2所示,电控式井下泥浆动力分流工具工作状态有三种:非工作状态、工作状态、恢复状态。
其具体的操作步骤如下:
步骤S10、将电控式井下泥浆分流液压动力工具与随钻地层压力测量仪器一起下放带到井下,并通过随钻地层压力测量仪器的控制系统来控制分流电磁阀3和泄压电磁阀5;
步骤S20、当随钻地层压力测量仪器处于非工作状态时,通过控制系统控制分流电磁阀3和泄压电磁阀5关闭,使得本发明也处于非工作状态(如图2a所示),此时井下泥浆从分流工具主体4的右端内腔进入,然后进入到中心轴10的内腔内,最后从中心轴10的左端流出;
步骤S30、当随钻地层压力测量仪器处于工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀3打开和泄压电磁阀5关闭,使得本发明也处于工作状态(如图2b所示),此时井下泥浆也从分流工具主体4的右端内腔进入,然后在分流工具主体4内腔内的泥浆一部分依然是进入到中心轴10的内腔内,最后从中心轴10的左端流出;另一部分是从分流电磁阀3进入泥浆分流通道6,并从分流出口8流出,并流入分流泥浆储能室9,分流泥浆储能室9中的泥浆再进入加压油缸总成11,可将这部分泥浆的压力转化成油压,为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源;
步骤S40、当随钻地层压力测量仪器完成测量后,再次处于非工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀3关闭和泄压电磁阀5打开,使得本发明处于恢复状态(如图2c所示);此时井下泥浆依然从分流工具主体4的右端内腔进入,同时泥浆分流通道6内的泥浆因超压压力从泄压电磁阀5也进去分流工具主体4的右端内腔,起到保护泥浆动力分流工具的作用,然后分流工具主体4内腔的泥浆再进入到中心轴10的内腔内,最后从中心轴10的左端流出;
步骤S50、当泄压结束后,通过控制系统控制泄压电磁阀5处于关闭状态,此时电控式井下泥浆分流液压动力工具恢复为非工作状态。
因此,本发明可将钻柱内的井下泥浆与分流工具内腔连通,实现井下泥浆动力分流工具的分流作用,可将泥浆压力转化成油压,从而为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源,也可以为其他类型的井下工具和仪器提供井下液压动力源。
以上所述,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已通过上述实施例揭示,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,其特征在于,电控式井下泥浆分流液压动力工具包括分流工具外壳(1)、分流工具主体(4)、中心轴(10)、加压油缸总成(11);所述分流工具主体(4)安装在分流工具外壳(1)内,所述加压油缸总成(11)安装在分流工具外壳(1)的一端上,所述中心轴(10)一端依次穿过加压油缸总成(11)、分流工具外壳(1)后连接在所述分流工具主体(4)的左端内;
所述中心轴(10)与分流工具主体(4)的左端内腔之间具有第一间隙,该第一间隙为中间流道(14),所述分流工具外壳(1)左端内腔与中心轴(10)之间也具有第二间隙,该第二间隙为分流泥浆储能室(9),所述分流泥浆储能室(9)与中间流道(14)相通;
所述分流工具主体(4)的外圆周面上设有泥浆分流通道(6);分流工具主体(4)左端上设有分流出口(8),所述分流出口(8)的两端分别与中间流道(14)、泥浆分流通道(6)相通;分流工具主体(4)右端上设有分流入口、泄压口,所述分流入口、泄压口的两端均分别与泥浆分流通道(6)、分流工具主体(4)的右端内腔相通,所述分流入口内设有分流电磁阀(3),所述泄压口内设有泄压电磁阀(5);
具体步骤如下:
步骤S10、将电控式井下泥浆分流液压动力工具与随钻地层压力测量仪器一起下放带到井下,并通过随钻地层压力测量仪器的控制系统来控制分流电磁阀(3)和泄压电磁阀(5);
步骤S20、当随钻地层压力测量仪器处于非工作状态时,通过控制系统控制分流电磁阀(3)和泄压电磁阀(5)关闭,此时泥浆从分流工具主体(4)的右端内腔进入,然后进入到中心轴(10)的内腔内,并从中心轴(10)的左端流出;
步骤S30、当随钻地层压力测量仪器处于工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀(3)打开和泄压电磁阀(5)关闭,此时泥浆也从分流工具主体(4)的右端内腔进入,然后在分流工具主体(4)内腔内的泥浆一部分依然是进入到中心轴(10)的内腔内,最后从中心轴(10)的左端流出;另一部分是从分流电磁阀(3)进入泥浆分流通道(6),并从分流出口(8)流出,并流入分流泥浆储能室(9),分流泥浆储能室(9)中的泥浆再进入加压油缸总成(11),能够将这部分泥浆压力转化成油压,为随钻地层压力测量仪器提供液压动力源;
步骤S40、当随钻地层压力测量仪器完成测量后,再次处于非工作状态时,通过控制系统分别控制分流电磁阀(3)关闭和泄压电磁阀(5)打开;此时泥浆依然从分流工具主体(4)的右端内腔进入,同时泥浆分流通道(6)内的泥浆因超压压力从泄压电磁阀(5)也进去分流工具主体(4)的右端内腔,然后分流工具主体(4)内腔的泥浆再进入到中心轴(10)的内腔内,最后从中心轴(10)的左端流出;
步骤S50、当泄压结束后,通过控制系统控制泄压电磁阀(5)处于关闭状态,此时电控式井下泥浆分流液压动力工具恢复为非工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,其特征在于,所述分流工具主体(4)与分流工具外壳(1)之间设有密封圈Ⅰ(2)。
3.根据权利要求1所述的一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,其特征在于,所述中心轴(10)与分流工具主体(4)之间设有密封圈Ⅱ(7)。
4.根据权利要求1所述的一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,其特征在于,所述分流工具外壳(1)与加压油缸总成(11)之间设有密封圈Ⅲ(12)。
5.根据权利要求3所述的一种电控式井下泥浆分流液压动力工具的分流方法,其特征在于,所述中心轴(10)与加压油缸总成(11)之间设有密封圈Ⅳ(13)。
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GR01 | Patent grant | ||
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