CN216197912U - 一种随钻井漏漏失流量管外测量短节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种随钻井漏漏失流量管外测量短节，包括短钻铤，短钻铤内侧的上端设有数据传输组件，数据传输组件的下端设有液压动力总成，液压动力总成的下端连通有三通油路的一端，三通油路的另两端分别连通有储能组件和探头驱动组件；本装置能够有效地解决钻井作业过程中井漏发生后无法精确测量钻井液漏失流量进而导致无法有效堵漏的问题，且本装置的使用能够有效的减少处理井漏和井漏诱发的复杂情况等非钻进钻井周期，降低石油天然气建井作业的成本，提高石油天然气建井作业的收益，是具有较高经济价值和推广价值的石油天然气随钻测量工具。

Description

一种随钻井漏漏失流量管外测量短节

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井工具领域，特别是涉及一种随钻井漏漏失流量管外测量短节。

背景技术

随着石油、天然气钻井作业区域、井深、地层环境和作业区域周边井下环境的复杂化导致所钻地层情况复杂，特别是敏感地层和高低压交错地层往往导致井壁失稳甚至钻井液漏失即井漏的发生。目前，井漏仍是石油天然气钻井作业过程中所必须面对的最严重的复杂情况之一，往往导致钻井成本增加和钻井周期的延长，甚至导致垮、塌、卡等严重问题的发生，严重时甚至导致无法继续钻进，必须填井后重新钻进才能继续完成目标靶点的钻井任务，这不仅会导致建井成本和建井周期的极大增加，同时堵漏作业过程中因高密度钻井液漏失和堵漏剂的使用必然导致以上堵漏材料侵入地层，造成地层污染，影响后续的石油天然气的开采。

目前国内外针对井漏也进行了大量的研究，但是针对井漏钻井液漏失流速仍处于参数计算和电子设备测量阶段，参数计算由于是通过比较和计算灌注和返排量从而确定钻井液漏失量，只能够确定是否发生井漏，及通过压力的损失粗略估算大概的漏失位置，不能够精确定位漏失点且不能够准确判断漏失程度，因此只在工程上具有一定的参考价值。电子设备通过测量岩性、压力、温度和流量等参数来计算漏失点的位置和判断漏失程度，但是由于电子设备本身具有测量误差同时电子设备受井下压力和温度影响较大且电子设备易于损坏特别是电子设备的流量测量设备不能够准确的反应井下真实钻井液流速。因此开发一款能够测得真实的井漏钻井液流速的物理测量工具就很必要了。钻井液流速的物理测量工具的开发能够填补这一领域的空白，同时能够在钻井液发生漏失时及时发现井漏并判断井漏的漏失点和漏失程度。为堵漏作业提供有针对性的指导数据从而有效堵漏，避免漏失程度的进一步严重，避免因井漏而诱发的各种复杂情况的发生，节约非钻井成本，减少非钻井周期，同时可减少漏失的钻井液进入储层或地下水层造成污染，进而造成地下资源的污染和破坏。目前工程上针对井漏这一复杂情况仍然以事后处理为主，虽然在钻井过程中通过各种测量仪器和前期的各种数据判断岩性，测得所钻位置温度、压力和流量等数据来判断漏失可能发生的位置及漏失的诱发条件进而有针对性地选择防止井漏发生的措施，但是井漏的发生具有随机性和不确定性，我们的措施仅仅是极大地避免井漏发生，不能够完全避免井漏的发生，因此井漏发生后精确定位、精准施策、精准处理仍然是我们需要投入精力去努力完成的任务。井漏发生后，精确的数据有利于准确确定井漏漏点位置、漏点孔隙大小和漏失严重程度，把握堵漏时机进行高效的堵漏作业，进而极大地缩短处理井漏所需要的非钻井周期，减少非钻井损失，提高钻井效率，提高钻井收益。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种随钻井漏漏失流量管外测量短节，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种随钻井漏漏失流量管外测量短节，包括短钻铤，所述短钻铤内侧的上端设有数据传输组件，所述数据传输组件的下端设有液压动力总成，所述液压动力总成的下端连通有三通油路的一端，所述三通油路的另两端分别连通有储能组件和探头驱动组件；

所述探头驱动组件包括探头固定块，所述探头固定块固定在所述短钻铤的内侧壁上，所述探头固定块上贯穿开设有通道，所述通道与所述三通油路连通，所述通道内穿设有探头液压驱动块，所述探头液压驱动块上固定有探头，所述探头的外侧套接有复位弹簧支撑环，所述复位弹簧支撑环与所述短钻铤和所述探头间隙配合并构成安装空间，所述安装空间内固定有复位弹簧，所述复位弹簧套接在所述探头的外侧，所述短钻铤靠近所述探头的侧壁上开设有开口，所述探头的工作端朝向所述开口，所述探头与所述开口可拆卸连接；

所述储能组件包括传压活塞，所述传压活塞设置在所述三通油路内，所述传压活塞的下端设有储能器外壳，所述储能器外壳内套接有储能弹簧，所述传压活塞与所述储能弹簧对应设置，所述传压活塞的活塞端螺纹连接有储能弹簧上压块，所述储能弹簧上压块位于所述传压活塞与所述储能弹簧之间；

所述安装空间连通有故障油路，所述故障油路与所述三通油路靠近所述储能组件的一端连通。

优选的，所述数据传输组件包括正脉冲发生器，所述正脉冲发生器电性连接有数据处理总成，所述数据处理总成电性连接有供能电池总成。

优选的，所述探头的工作端依次设有上流量测量仪和下流量测量仪，所述上流量测量仪和下流量测量仪分别与所述数据处理总成电性连接。

优选的，所述液压动力总成的下端螺纹连接有导压连接块，所述导压连接块螺纹连接有传压块外壳的一端，所述传压块外壳的另一端螺纹连接有下连接筒，所述下连接筒螺纹连接有储能器连接筒，所述储能器连接筒与所述储能器外壳螺纹连接。

优选的，所述传压块外壳内过盈安装有传压块，所述传压活塞穿设在所述下连接筒与所述储能器连接筒之间，所述三通油路开设在所述传压块内，所述三通油路分别与所述通道、所述液压动力总成、所述下连接筒的内腔连通。

优选的，所述故障油路靠近所述下连接筒的一端安装有第一电磁阀，所述三通油路靠近所述下连接筒的一端安装有第二电磁阀。

优选的，所述正脉冲发生器的外侧套接有上扶正固定环，所述储能器外壳的外侧套接有下扶正固定环，所述上扶正固定环与所述正脉冲发生器外侧的键槽过盈配合，所述下扶正固定环与所述储能器外壳螺纹连接。

优选的，所述上扶正固定环与所述短钻铤的内侧壁之间固定有第一固定螺栓，所述下扶正固定环与所述短钻铤的内侧壁之间固定有第二固定螺栓。

优选的，所述探头固定块与所述短钻铤的侧壁之间分别固定有上探头固定螺栓和下探头固定螺栓，所述探头固定块与所述传压块外壳过盈配合。

优选的，所述上扶正固定环与所述下扶正固定环均为轮辐型环状结构。

本实用新型公开了以下技术效果：本装置能够有效地解决钻井作业过程中井漏发生后无法精确测量钻井液漏失流量进而导致无法有效堵漏的问题。本装置的流量测量探头，通过物理测量的方式测得实际钻井液漏失流量，进而判断发生漏失的岩层缝洞发育特征，评价可能的漏失地层以及诱发井漏漏失的地质、工程因素和漏失的严重程度。漏失流量和流速参数的准确测量和实时传递到地面，对及时采取高效且有效的堵漏措施起到重要的作用。本装置适用于目前大部分的钻井作业，且工具的使用能够对钻井作业产生积极的影响。本装置的使用能够有效的减少处理井漏和井漏诱发的复杂情况等非钻进钻井周期，降低石油天然气建井作业的成本，提高石油天然气建井作业的收益，是具有较高经济价值和推广价值的石油天然气随钻测量工具。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型随钻井漏漏失流量管外测量短节的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为图1中B的局部放大图；

图4为本实用新型探头使用状态下的结构示意图；

其中，1为短钻铤、2为正脉冲发生器、3为上扶正固定环、4为第一固定螺栓、5为数据处理总成、6为供能电池总成、7为液压动力总成、8为导压连接块、9为上探头固定螺栓、10为探头固定块、11为传压块、12为传压块外壳、13为复位弹簧支撑环、14为上流量测量仪、15为探头液压驱动块、16为下流量测量仪、17为探头、18为下探头固定螺栓、19为下连接筒、20为传压活塞、21为储能器连接筒、22为储能弹簧上压块、23为储能弹簧、24为下扶正固定环、25为第二固定螺栓、26为储能器外壳，27为第二电磁阀，28为第一电磁阀，29为故障油路，30为复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-4，本实用新型提供一种随钻井漏漏失流量管外测量短节，包括短钻铤1，所述短钻铤1内侧的上端设有数据传输组件，所述数据传输组件的下端设有液压动力总成7，所述液压动力总成7的下端连通有三通油路的一端，所述三通油路的另两端分别连通有储能组件和探头驱动组件，数据传输组件为具有数据处理、数据传输的部分，储能组件和探头驱动组件作为本装置的动力部分；

所述探头驱动组件包括探头固定块10，所述探头固定块10固定在所述短钻铤1的内侧壁上，所述探头固定块10上贯穿开设有通道，所述通道与所述三通油路连通，所述通道内穿设有探头液压驱动块15，所述探头液压驱动块15上固定有探头17，所述探头17的外侧套接有复位弹簧支撑环13，所述复位弹簧支撑环13与所述短钻铤1和所述探头17间隙配合并构成安装空间，所述安装空间内固定有复位弹簧30，所述复位弹簧30套接在所述探头17的外侧，所述短钻铤1靠近所述探头17的侧壁上开设有开口，所述探头17的工作端朝向所述开口，所述探头17与所述开口可拆卸连接；

所述储能组件包括传压活塞20，所述传压活塞20设置在所述三通油路内，所述传压活塞20的下端设有储能器外壳26，所述储能器外壳26内套接有储能弹簧23，所述传压活塞20与所述储能弹簧23对应设置，所述传压活塞20的活塞端螺纹连接有储能弹簧上压块22，所述储能弹簧上压块22位于所述传压活塞20与所述储能弹簧23之间；所述安装空间连通有故障油路29，所述故障油路29与所述三通油路靠近所述储能组件的一端连通。本装置设计的储能组件，当液压动力总成7发生故障无法提供复位能量并且复位弹簧30无法依靠本身的弹性帮助探头17复位时，储能组件将释放所储存的能量进行复位推动，实现探头17的复位过程。储能组件为辅助安全装置，能够保证工具在故障时探头17仍能收回到工具短节之内从而避免井下复杂情况的发生。

进一步优化方案，所述数据传输组件包括正脉冲发生器2，所述正脉冲发生器2电性连接有数据处理总成5，所述数据处理总成5电性连接有供能电池总成6，正脉冲发生器2和数据处理总成5能够将测得的实际流量参数及时上传至地面，对判断漏失的严重程度、定位漏失点、选择堵漏剂和能够有效及时的堵漏具有重要的指导作用。当漏失发生时能够根据地面指令开始测量工作，并能够实时上传关键参数到地面，进而在钻井液发生漏失的初始阶段及时发现并及时处理，避免更大漏失的发生。

进一步优化方案，所述探头17的工作端依次设有上流量测量仪14和下流量测量仪16，所述上流量测量仪14和下流量测量仪16分别与所述数据处理总成5电性连接。采用设置上流量测量仪14和下流量测量仪16的探头17，通过物理测量的方式测得实际漏失流量，进而判断发生漏失岩层缝洞发育特征，评价可能的漏失地层以及诱发井漏漏失的地质、工程因素和漏失的严重程度。

进一步优化方案，所述液压动力总成7的下端螺纹连接有导压连接块8，所述导压连接块8螺纹连接有传压块外壳12的一端，所述传压块外壳12的另一端螺纹连接有下连接筒19，所述下连接筒19螺纹连接有储能器连接筒21，所述储能器连接筒21与所述储能器外壳26螺纹连接。

进一步优化方案，所述传压块外壳12内过盈安装有传压块11，所述传压活塞20穿设在所述下连接筒19与所述储能器连接筒21之间，所述三通油路开设在所述传压块11内，所述三通油路分别与所述通道、所述液压动力总成7、所述下连接筒19的内腔连通。

进一步优化方案，所述故障油路29靠近所述下连接筒19的一端安装有第一电磁阀28，所述三通油路靠近所述下连接筒19的一端安装有第二电磁阀27。当液压动力总成7发生故障时，动力部分压力消失后第二电磁阀27关闭保证储能组件处的压力不返回，第一电磁阀28开启，保持储能组件的压力用于注入安装空间辅助复位弹簧30并回收探头17。

进一步优化方案，所述正脉冲发生器2的外侧套接有上扶正固定环3，所述储能器外壳26的外侧套接有下扶正固定环24，所述上扶正固定环3与所述正脉冲发生器2外侧的键槽过盈配合，所述下扶正固定环24与所述储能器外壳26螺纹连接。

进一步优化方案，所述上扶正固定环3与所述短钻铤1的内侧壁之间固定有第一固定螺栓4，所述下扶正固定环24与所述短钻铤1的内侧壁之间固定有第二固定螺栓25。

进一步优化方案，所述探头固定块10与所述短钻铤1的侧壁之间分别固定有上探头固定螺栓9和下探头固定螺栓18，所述探头固定块10与所述传压块外壳12过盈配合。

进一步优化方案，所述上扶正固定环3与所述下扶正固定环24均为轮辐型环状结构，上扶正固定环3与所述下扶正固定环24的使用能够使本装置居中，利用钻井液的循环流动降低本装置所处环境的温度，同时能够有效降低钻具的振动对测量短节中心元件的影响，保证本装置具有较高的鲁棒性、较长的有效性和使用寿命。

本装置各部件连接部分均有橡胶密封圈进行密封，保证了本装置的密封性，避免了钻井液等液体进入本装置内部造成密封失效进而导致液压动力总成7损失和电子元件的腐蚀甚至损坏。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种随钻井漏漏失流量管外测量短节，包括短钻铤(1)，其特征在于：所述短钻铤(1)内侧的上端设有数据传输组件，所述数据传输组件的下端设有液压动力总成(7)，所述液压动力总成(7)的下端连通有三通油路的一端，所述三通油路的另两端分别连通有储能组件和探头驱动组件；

所述探头驱动组件包括探头固定块(10)，所述探头固定块(10)固定在所述短钻铤(1)的内侧壁上，所述探头固定块(10)上贯穿开设有通道，所述通道与所述三通油路连通，所述通道内穿设有探头液压驱动块(15)，所述探头液压驱动块(15)上固定有探头(17)，所述探头(17)的外侧套接有复位弹簧支撑环(13)，所述复位弹簧支撑环(13)与所述短钻铤(1)和所述探头(17)间隙配合并构成安装空间，所述安装空间内固定有复位弹簧(30)，所述复位弹簧(30)套接在所述探头(17)的外侧，所述短钻铤(1)靠近所述探头(17)的侧壁上开设有开口，所述探头(17)的工作端朝向所述开口，所述探头(17)与所述开口可拆卸连接；

所述储能组件包括传压活塞(20)，所述传压活塞(20)设置在所述三通油路内，所述传压活塞(20)的下端设有储能器外壳(26)，所述储能器外壳(26)内套接有储能弹簧(23)，所述传压活塞(20)与所述储能弹簧(23)对应设置，所述传压活塞(20)的活塞端螺纹连接有储能弹簧上压块(22)，所述储能弹簧上压块(22)位于所述传压活塞(20)与所述储能弹簧(23)之间；

所述安装空间连通有故障油路(29)，所述故障油路(29)与所述三通油路靠近所述储能组件的一端连通。

2.根据权利要求1所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述数据传输组件包括正脉冲发生器(2)，所述正脉冲发生器(2)电性连接有数据处理总成(5)，所述数据处理总成(5)电性连接有供能电池总成(6)。

3.根据权利要求2所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述探头(17)的工作端依次设有上流量测量仪(14)和下流量测量仪(16)，所述上流量测量仪(14)和下流量测量仪(16)分别与所述数据处理总成(5)电性连接。

4.根据权利要求1所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述液压动力总成(7)的下端螺纹连接有导压连接块(8)，所述导压连接块(8)螺纹连接有传压块外壳(12)的一端，所述传压块外壳(12)的另一端螺纹连接有下连接筒(19)，所述下连接筒(19)螺纹连接有储能器连接筒(21)，所述储能器连接筒(21)与所述储能器外壳(26)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述传压块外壳(12)内过盈安装有传压块(11)，所述传压活塞(20)穿设在所述下连接筒(19)与所述储能器连接筒(21)之间，所述三通油路开设在所述传压块(11)内，所述三通油路分别与所述通道、所述液压动力总成(7)、所述下连接筒(19)的内腔连通。

6.根据权利要求5所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述故障油路(29)靠近所述下连接筒(19)的一端安装有第一电磁阀(28)，所述三通油路靠近所述下连接筒(19)的一端安装有第二电磁阀(27)。

7.根据权利要求2所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述正脉冲发生器(2)的外侧套接有上扶正固定环(3)，所述储能器外壳(26)的外侧套接有下扶正固定环(24)，所述上扶正固定环(3)与所述正脉冲发生器(2)外侧的键槽过盈配合，所述下扶正固定环(24)与所述储能器外壳(26)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述上扶正固定环(3)与所述短钻铤(1)的内侧壁之间固定有第一固定螺栓(4)，所述下扶正固定环(24)与所述短钻铤(1)的内侧壁之间固定有第二固定螺栓(25)。

9.根据权利要求4所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述探头固定块(10)与所述短钻铤(1)的侧壁之间分别固定有上探头固定螺栓(9)和下探头固定螺栓(18)，所述探头固定块(10)与所述传压块外壳(12)过盈配合。

10.根据权利要求7所述的随钻井漏漏失流量管外测量短节，其特征在于：所述上扶正固定环(3)与所述下扶正固定环(24)均为轮辐型环状结构。

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