CN109594944A - 微球式测量仪预存储与井下自动释放方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，涉及油气开采泥浆钻井工艺技术领域，在地面上预先将单个或多个微球式测量仪安装于预存储与井下自动释放装置内，预存储与井下自动释放装置连接在钻具上，随钻具下入井内，通过预先设定或改变泵排量的方式，将单个或多个微球式测量仪推出至环空，随泥浆一起运移至地面，从而在地面进行回收微球式测量仪。本方法步骤简单，原理可靠，便于操作，通过本方法在环空中释放井下微球测量仪，测量仪不通过钻头水眼或井下特殊钻具，不会被钻头和井底破坏，不会堵塞钻具，测试可靠性、成功率大幅提升。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采泥浆钻井工艺技术领域，确切地说涉及一种用于将井下微球式测量仪进行地面存储与井下自动释放的方法及装置。
背景技术
在泥浆钻井过程中，为了解开采过程中井下工作状况，需对井下压力、温度、井身轨迹进行实时监测，并将数据传送到地面。目前，井下压力监测方式主要包括在线式压力监测***和井下存储式监测***。在线式监测方式需配合MWD***工作，即采用泥浆脉冲的方式传输井下数据。存储式监测方式在井下存储测量数据，起钻后再读取测量数据。这两种方法存在有以下一些问题：
（1）在线式压力监测***仅能获得某一深度点的液柱压力数据，无法获得复杂流动条件下的实时压力与温度剖面，而且采用泥浆脉冲，普遍存在传输信息量少，传输速率低、成本高昂等弊端。
（2）存储式监测***大幅延长了测量时间，使得控制措施严重滞后于钻进，不仅难以采取有效的井控措施，也大幅增加了作业风险。
公开号为102287184A，公开日为2011年12月21日的中国专利文献公开了一种微型泥浆漂浮式电子压力计及其工作方法、压力测量装置，其技术方案是：外壳内从下自上顺序叠放有纽扣电池、一片带采集软件的单片机、电路板、连接块、压力芯片；外壳为上下端开口的圆柱形壳体,采用隔离防护胶将壳体内外隔离；压力计在井下间歇采集温度压力信息；压力测量装置包括所述压力计,还包括数据下载***和压力温度标定装置。该发明是把压力计做得像钻井岩屑一样小，压力计可以漂浮在泥浆中随泥浆一起移动，及时测量和回收数据。这种压力计通常采用泵入或投入方式进入井内，随泥浆流逐渐上升，上升过程中实时检测并保存环空温度、压力信息，并通过三轴重力加速度传感器记录自身姿态。在钻井作业过程中，由于下入的钻具复杂，泵入或投入的方式容易堵塞钻具内孔，造成井下复杂。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，本方法步骤简单，原理可靠，便于操作，通过本方法在环空中释放井下微球测量仪，测量仪不通过钻头水眼或井下特殊钻具，不会被钻头和井底破坏，不会堵塞钻具，测试可靠性、成功率大幅提升。
同时，本发明还提供了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，其特征在于：在地面上预先将单个或多个微球式测量仪安装于预存储与井下自动释放装置内，预存储与井下自动释放装置连接在钻具上，随钻具下入井内，通过预先设定或改变泵排量的方式，将单个或多个微球式测量仪推出至环空，随泥浆一起运移至地面，从而在地面进行回收微球式测量仪。
一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：主要由短节本体、连通孔结构、至少一个微球存储槽、释放腔结构和短节密封壳组成，其中：所述的短节本体和短节密封壳同轴，且短节密封壳套于短节本体外壁，并能沿短节本体上下移动，所述短节本体上开有短节内孔，连通孔结构和释放腔结构均设于短节本体上，微球存储槽是沿短节本体壁内开设的槽体，微球存储槽一端与连通孔结构连通，另一端与释放腔结构连通，连通孔结构与短节内孔连通，释放腔结构与井筒环空连通。
所述的连通孔结构包括微球装填槽和与微球装填槽连通的连通孔，所述微球装填槽与微球存储槽连通，连通孔与短节内孔连通。
所述连通孔上设置有连通孔开关阀。
所述的释放腔结构包括微球释放腔和位于微球释放腔一侧的直线电机，微球释放腔的大小与微球测量仪适配，在直线电机工作下，直线电机推杆在微球释放腔内作伸缩往复运动。
所述微球存储槽绕短节本体的轴线呈螺旋状排布。
微球存储槽为两个，呈双螺旋状排布。
所述微球存储槽沿短节本体的轴线呈直线分布。
所述的连通孔开关阀与直线电机的动作具有同样的工作周期，且均与控制电路连接。
所述的微球装填槽为圆形凹槽形状。
短节密封壳通过密封壳固定螺钉固定在短节本体上。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、本方法步骤简单，原理可靠，便于操作，通过本方法在环空中释放井下微球测量仪，测量仪不通过钻头水眼或井下特殊钻具，不会被钻头和井底破坏，不会堵塞钻具，测试可靠性、成功率大幅提升。
2、短节本体的尺寸、接头与连接的钻铤一致，安装与拆卸操作方便、快捷，不影响钻柱的连接；相比地面投球方式，本发明在环空中释放井下微球测量仪，测量仪不通过钻头水眼或井下特殊钻具，不会被钻头和井底破坏，不会堵塞钻具，测试可靠性、成功率大幅提升。
3、本发明中，连通孔结构、微球存储槽和释放腔结构，形成了一个能将短节内孔与井筒环空连接的通道，由于短节内孔的泥浆压力远高于与井筒环空中的泥浆压力，因此在微球存储槽中的微球测量仪两侧形成压差，在该压力差的作用下，微球测量仪会从微球装填槽向微球释放腔滑动。微球释放腔的大小仅能容纳一个微球测量仪，并在另一端安装有直线电机推杆。当直线电机推杆伸出时，由此，能将腔体中待释放的微球测量仪推出到井筒环空中。
4、本发明中，为控制微球测量仪的释放速度，在连通孔中安装连通孔开关阀，其开启的时长能保证一个微球测量仪能完全进入微球释放腔以待释放。
5、本发明中，在加工时可调整槽间距以存放不同数量微球测量仪，为提高测量短节的可靠性，设计双螺旋槽冗余结构。如存储的数量较多，可采用多螺旋槽结构。如存储的数量较少，也可采用直槽结构。
6、本发明中，所述短节密封壳可沿轴线上下移动，在完成微球测量仪的装填后，上移遮盖住微球装填槽，并用密封壳固定螺钉紧固密封，避免泥浆漏失。
7、本发明中，所述连通孔开关阀与直线电机推杆的动作有先后流程，但两者具有相同的工作周期，由控制电路完成控制，能保证在一个周期内完成微球测量仪的下移和释放。连通孔开关阀与直线电机推杆的动作执行，也可由地面给予泥浆脉冲进行控制，接收一次脉冲完成一次下移释放流程。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1是预存储与井下自动释放装置的总体结构示意图；
图2是连通孔结构放大的结构示意图；
图3是释放腔结构放大的结构示意图；
图4是微球测量仪释放前后释放腔结构的动作示意图。
图中：1、短节本体，2、连通孔结构，3、微球装填槽，4、连通孔开关阀，5、连通孔，6、微球测量仪，7、微球存储槽，8、短节内孔，9、释放腔结构，10、直线电机推杆，11、微球释放腔，12、井筒环空，13、短节密封壳，14、密封壳固定螺钉。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，在地面上预先将单个或多个微球式测量仪安装于预存储与井下自动释放装置内，预存储与井下自动释放装置连接在钻具上，随钻具下入井内，通过预先设定或改变泵排量的方式，将单个或多个微球式测量仪推出至环空，随泥浆一起运移至地面，从而在地面进行回收微球式测量仪。
本例中，所采用的预存储与井下自动释放装置为现有的结构。
实施例2
作为本发明的另一较佳实施方式，其公开了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，在地面上预先将单个或多个微球式测量仪安装于预存储与井下自动释放装置内，预存储与井下自动释放装置连接在钻具上，随钻具下入井内，通过预先设定或改变泵排量的方式，将单个或多个微球式测量仪推出至环空，随泥浆一起运移至地面，从而在地面进行回收微球式测量仪。
本例中，所采用的预存储与井下自动释放装置主要由短节本体1、连通孔结构2、一个微球存储槽7、释放腔结构9和短节密封壳13组成，其中：所述的短节本体1和短节密封壳13同轴，且短节密封壳13套于短节本体1外壁，并能沿短节本体1上下移动，所述短节本体1上开有短节内孔8，连通孔结构2和释放腔结构9均设于短节本体1上，微球存储槽7是沿短节本体1壁内开设的槽体，微球存储槽7一端与连通孔结构2连通，另一端与释放腔结构9连通，连通孔结构2与短节内孔8连通，释放腔结构9与井筒环空12连通。
实施例3
作为本发明的另一较佳实施方式，其公开了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，主要由短节本体1、连通孔结构2、微球存储槽7、释放腔结构9和短节密封壳13组成，其中：所述的短节本体1和短节密封壳13同轴，且短节密封壳13套于短节本体1外壁，并能沿短节本体1上下移动，所述短节本体1上开有短节内孔8，连通孔结构2和释放腔结构9均设于短节本体1上，微球存储槽7是沿短节本体1壁内开设的槽体，微球存储槽7一端与连通孔结构2连通，另一端与释放腔结构9连通，连通孔结构2与短节内孔8连通，释放腔结构9与井筒环空12连通。
所述的连通孔结构2包括微球装填槽3和与微球装填槽3连通的连通孔5，所述微球装填槽3与微球存储槽7连通，连通孔5与短节内孔8连通。所述连通孔5上设置有连通孔开关阀4。所述的释放腔结构9包括微球释放腔11和位于微球释放腔11一侧的直线电机，微球释放腔11的大小与微球测量仪6适配，在直线电机工作下，直线电机推杆10在微球释放腔11内作伸缩往复运动。所述的连通孔开关阀4与直线电机的动作具有同样的工作周期，且均与控制电路连接。所述的微球装填槽3为圆形凹槽形状。短节密封壳13通过密封壳固定螺钉14固定在短节本体1上。
实施例4
作为本发明的最佳实施方式，其公开了一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，主要由短节本体1、连通孔结构2、微球存储槽7、释放腔结构9和短节密封壳13组成。所述短节本体1和短节密封壳13均为圆管状并同轴，短节密封壳13可以沿轴线上下小幅移动，露出连通孔结构2中的微球装填槽3。从微球装填槽3中装入微球测量仪6，则微球测量仪6会进入微球存储槽7，并在其中滑动。微球存储槽7是在短节本体1表面的槽体，绕短节本体1的轴线呈螺旋状排布，上端连接连通孔结构2中的微球装填槽3，下端连接释放腔结构9的微球释放腔11。微球装填槽3通过连通孔5与短节内孔8连接，微球释放腔11与井筒环空12连接，因此在短节中，利用连通孔5、微球装填槽3、微球存储槽7和微球释放腔11的连接，形成了一个能将短节内孔8与井筒环空12连接的通道。
由于短节内孔8的泥浆压力远高于与井筒环空12中的泥浆压力，因此在微球存储槽7中的微球测量仪6两侧形成压差，在该压力差的作用下，微球测量仪6会从微球装填槽3向微球释放腔11滑动。微球释放腔11的大小仅能容纳一个微球测量仪6，并在另一端安装有直线电机推杆10。当直线电机推杆10伸出时，能将腔体中待释放的微球测量仪6推出到井筒环空12中。为控制微球测量仪6的释放速度，在连通孔5中安装连通孔开关阀4，其开启的时长能保证一个微球测量仪6能完全进入微球释放腔11以待释放。
所述微球装填槽3为近似圆形凹槽，呈螺旋状排布，在加工时可调整槽间距以存放不同数量微球测量仪6，为提高测量短节的可靠性，设计双螺旋槽冗余结构。如存储的数量较多，可采用多螺旋槽结构。如存储的数量较少，也可采用直槽结构。
所述短节密封壳13可沿轴线上下移动，在完成微球测量仪6的装填后，上移遮盖住微球装填槽3，并用密封壳固定螺钉14紧固密封，避免泥浆漏失。
所述连通孔开关阀4与直线电机推杆10的动作有先后流程，但两者具有相同的工作周期，由控制电路完成控制，保证在一个周期内完成微球测量仪6的下移和释放。所述连通孔开关阀4与直线电机推杆10的动作执行，也可由地面给予泥浆脉冲进行控制，接收一次脉冲完成一次下移释放流程。
Claims (10)
1.一种微球式测量仪预存储与井下自动释放方法，其特征在于：在地面上预先将单个或多个微球式测量仪安装于预存储与井下自动释放装置内，预存储与井下自动释放装置连接在钻具上，随钻具下入井内，通过预先设定或改变泵排量的方式，将单个或多个微球式测量仪推出至环空，随泥浆一起运移至地面，从而在地面进行回收微球式测量仪。
2.一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：主要由短节本体（1）、连通孔结构（2）、至少一个微球存储槽（7）、释放腔结构（9）和短节密封壳（13）组成，其中：所述的短节本体（1）和短节密封壳（13）同轴，且短节密封壳（13）套于短节本体（1）外壁，并能沿短节本体（1）上下移动，所述短节本体（1）上开有短节内孔（8），连通孔结构（2）和释放腔结构（9）均设于短节本体（1）上，微球存储槽（7）是沿短节本体（1）壁内开设的槽体，微球存储槽（7）一端与连通孔结构（2）连通，另一端与释放腔结构（9）连通，连通孔结构（2）与短节内孔（8）连通，释放腔结构（9）与井筒环空（12）连通。
3.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述的连通孔结构（2）包括微球装填槽（3）和与微球装填槽（3）连通的连通孔（5），所述微球装填槽（3）与微球存储槽（7）连通，连通孔（5）与短节内孔（8）连通。
4.根据权利要求3所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述连通孔（5）上设置有连通孔开关阀（4）。
5.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述的释放腔结构（9）包括微球释放腔（11）和位于微球释放腔（11）一侧的直线电机，微球释放腔（11）的大小与微球测量仪（6）适配，在直线电机工作下，直线电机推杆（10）在微球释放腔（11）内作伸缩往复运动。
6.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述微球存储槽（7）绕短节本体（1）的轴线呈螺旋状排布。
7.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：微球存储槽（7）为两个，呈双螺旋状排布。
8.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述微球存储槽（7）沿短节本体（1）的轴线呈直线分布。
9.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：所述的连通孔开关阀（4）与直线电机的动作具有同样的工作周期，且均与控制电路连接。
10.根据权利要求2所述的一种微球式测量仪预存储与井下自动释放装置，其特征在于：短节密封壳（13）通过密封壳固定螺钉（14）固定在短节本体（1）上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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