[實用新型]用于井下工具的現(xiàn)場連接接頭和井下工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820130855.6
• 申請日: 2008-07-28
• 公開（公告）號: CN201321823Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 斯蒂芬妮·布里奎特;史蒂夫·歐文;凱文·海斯;克里斯·德爾坎波;喬·納哈斯
• 申請（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;H01R4/00;E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 封新琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油和氣井的鉆井，以及隨后對井周圍地層的勘測工作。更具體地說，本實用新型涉及一種現(xiàn)場連接接頭(field?joint)，用于建立井下工具各模塊之間的用于傳輸輔助液和電信號/電能的連接。

背景技術(shù)

通常情況下，油井鉆入地面或海底以獲得天然沉積的石油、天然氣或儲存于地殼地層中的其他有用物質(zhì)。油井從位于地球表面的鉆井架(drillingrig)鉆入并直接鉆向目標地層。油井可以通過裝在“鉆柱”末端的鉆頭形成。典型地，鉆井液(drilling?fluid)或“泥漿”被從鉆柱向下泵至鉆頭。該鉆井液能潤滑和冷卻鉆頭，并通過鉆柱和井筒之間的環(huán)形區(qū)域?qū)r屑帶回地面。

為了成功地開采石油和天然氣，最好應(yīng)該獲得井筒穿過的地層的信息。例如，標準地層測試一個方面涉及地下地層壓力和地層滲透性的測量。標準地層測試另一個方面涉及抽取地層液體，在原位或在地面實驗室進行液體分析。這些測試有助于預(yù)測地下地層的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)壽命。

一種測量地層和液體性質(zhì)的技術(shù)包括放入“線纜式”工具至油井中以測量地層性質(zhì)。該線纜式工具是一種從線纜上懸掛下來的測量工具，該線纜與置于地面的控制系統(tǒng)具有電子通訊。該工具被放入油井中從而可以在合適的深度測量地層性質(zhì)。典型的線纜式工具包括一個或多個探頭和/或一個或多個膨脹式封隔器，它們壓在井管壁上從而建立與地層間的流體聯(lián)通。這種線纜式工具通常稱為“地層測試工具”。該地層測試工具通過使用探頭來測量地層流體壓力，并且產(chǎn)生用于測定地層滲透性的壓力脈沖。該地層測試工具也可以提取地層液體樣品，該樣品或被轉(zhuǎn)移至地面進行分析或進行井下分析。

任何線纜式工具，無論該工具是電阻率、孔隙率測試工具還是地層測試工具，在使用時都必須將鉆柱移出井外從而使工具能放入油井中。這個過程叫做起鉆。進一步地，應(yīng)將線纜式工具下降至感興趣的區(qū)域，通常是在井眼底部或接近井眼底部。移出鉆柱和將線纜式工具放入井中這兩個過程十分耗時，根據(jù)井筒的深度，該過程可消耗數(shù)個小時。由于成本昂貴并且鉆桿起鉆與將線纜式工具放入井筒所需要的鉆機時間漫長，線纜式工具通常只有在絕對需要地層信息或因為其他原因鉆柱需要起鉆時才使用，例如更換鉆頭。例如美國專利3,934,468；4,860,581；4,893,505；4,936,139；和5,622,223描述了線纜式地層測試工具的示例。

為了避免或縮短與起下鉆柱相關(guān)的停工期，目前開發(fā)了另一種測量地層性質(zhì)的技術(shù)，其中工具或裝置定位于鉆井系統(tǒng)中鉆頭的附近。因此地層測量在鉆井過程中進行，其專業(yè)術(shù)語為MWD(隨鉆測量)和LWD(隨鉆測井)。各種井下隨鉆測量和隨鉆測井的井下工具已經(jīng)商業(yè)化了。

典型的MWD是指測量鉆頭軌跡和井筒溫度與壓力，而LWD是測量諸如電阻率、孔隙率、滲透性和聲速之類的地層參數(shù)和性質(zhì)。諸如地層壓力之類的實時數(shù)據(jù)有助于鉆井公司選擇鉆井泥漿的重量和成分，以及鉆井過程中的鉆速和鉆壓。雖然LWD和MWD在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)通常具有不同的意義，但這些區(qū)別與本實用新型沒有密切關(guān)系，因此本實用新型中并不區(qū)分這兩種方式。此外，在鉆頭實際穿過地層的過程中，LWD和MWD的實施也不是必須的。例如，LWD和MWD可以發(fā)生在鉆并過程的間歇中，例如在鉆頭簡短地停止以進行測量，測量結(jié)束后再繼續(xù)鉆井。這些在鉆井間歇中實施的測量仍然被認為是“隨鉆”測量，因為它們不需要將鉆柱起出。

無論是線纜作業(yè)還是鉆井過程中的，地層評估通常需要將地層中液體抽入用于測試和/或取樣的井下工具中。各種各樣的取樣器件，典型的是探頭，從井下工具伸出以建立與井筒周圍地層的流體聯(lián)通并將液體抽入井下工具中。典型的探頭是從井下工具伸出且定位為抵靠井筒側(cè)壁的環(huán)形元件。探頭端部的橡膠封隔器用于與井筒側(cè)壁一起建立密封。另一可以用來密封井筒側(cè)壁的器件是膨脹式封隔器。該膨脹式封隔器可以以成對的構(gòu)造使用，其包括兩個在工具周圍徑向膨脹以隔離它們之間的井筒部分的彈性環(huán)。該環(huán)形成了井筒壁的密封裝置，并允許液體抽入井筒被隔離的部分和井下工具的入口。

各種并下工具和線纜式工具，包括其他連續(xù)油管(coiled?tubing)、鉆桿、套筒或其他傳送工具上傳送的井筒工具，在這里都簡單地稱為“井下工具”。這些井下工具自身可以包括多個集成模塊，每個模塊可以實施單獨功能或一組功能，且井下工具可以單獨使用或在井下工具管柱中與其他井下工具結(jié)合使用。