[發明專利]微型泥漿漂浮式電子壓力計及其工作方法、壓力測量裝置

有效

• 申請號: 201110220174.5
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102287184A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 陳一健;孟英峰;李永杰;陳星宇;李誠
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本發明涉及油氣開采領域，尤其是一種用于泥漿鉆井過程中實時測量井下壓力、溫度的裝置及工作方法。

背景技術

泥漿欠平衡鉆井、控壓鉆井，特別是充氣控壓鉆井在近幾年得到了大量的推廣與應用，其在減少對油氣層的污染和及時發現油氣層以及防漏方面有突出的貢獻，但也有很多問題，特別是在大量充氣條件下不能及時測量井底壓力、判斷欠壓的情況。以下是目前在泥漿鉆井過程中測量井下壓力溫度的幾種常見的做法：

利用泥漿脈沖傳輸信號——在泥漿井中的隨鉆測量井底壓力（PWD）是利用泥漿脈沖傳輸信號，此技術已很成熟，這種技術的不足在于在大量充氣條件下泥漿波信號被大量衰減而不能傳遞信號到地面。

代替上述利用泥漿脈沖傳輸信號的是電磁波脈沖信號傳輸技術（E-MWD?─?Electromagnetic?Measurement?While?Drilling?）。E-MWD是利用超低電磁波直接穿過地層到達地面接收器，如果井深較深、地層阻抗較小，超低電磁波在穿越地層的過程中被衰減，不能到達地面被有效接收，信號傳輸距離一般為700m～3200m。

現有技術中還有一種做法是使用普通存儲式電子壓力計，但是由于普通存儲式電子壓力計體積較大，必須安裝在鉆具上，不能及時獲得壓力數據，只有通過投入電纜或起鉆等方式回放數據，往往會失去井控時機。

發明內容

??欠平衡鉆井取鉆由于井筒失去泥漿循環，井筒中的氣體會滑脫到井口，引起井筒泥漿柱壓力分布復雜，地層最容易失去控制。因此監測空井條件下井底壓力尤為重要，目前還沒有一種有效監測方法。本發明的目的是解決現有充氣欠平衡泥漿鉆井中持氣率較高時隨鉆井下壓力測量（PWD）不能穩定工作和E-MWD受地層電阻率影響，以及普通存儲式壓力計不能及時回收數據的問題，提供一種泥漿鉆井條件下微型存儲電子壓力計及其工作方法、壓力測量裝置，通過泥漿循環及時回收井下壓力溫度測量數據。

本發明采用的技術方案是這樣的：一種微型泥漿漂浮式存儲電子壓力計，包括外殼9，所述外殼9內包含有紐扣電池12、單片機4、電路板5、壓力芯片7；

紐扣電池12用于向單片機4供電；

單片機焊接于電路板上；所述單片機4具有AD采樣端及電流型DA轉換輸出端；所述單片機4的電流型DA轉換輸出端向壓力芯片7輸出工作電流，壓力芯片7具有信號輸出電極，信號輸出電極與AD采樣端連接。

優選地，外殼9內還包含有帶凹槽的連接塊13，所述壓力芯片7、連接塊13、電路板5、單片機4、紐扣電池12由上至下順序疊放，外殼9內充滿壓力平衡油。

優選地，所述外殼9是鋁合金外殼，外殼9為高是7~10mm的圓柱體形殼體，上下底面開口，且底面圓直徑與高度相等。

優選地，所述壓力芯片7為壓阻式壓力傳感器，所述連接塊13固定安裝于電路板5上未焊接有單片機4的一側，且凹槽朝上；所述壓力芯片7覆蓋于連接塊13的凹槽處，以便與連接塊13形成密閉腔室14，且壓力芯片7的第一壓力敏感面暴露于密閉腔室14中；

在外殼9與壓力芯片7之間填充有凝膠或者硅橡膠8，此外，外殼的上邊緣扣合于壓力芯片7的第二壓力敏感面的邊緣，所述第二壓力敏感面上覆蓋有凝膠或硅橡膠。

優選地，所述紐扣電池正極朝下，且所述外殼與紐扣電池正極之間設有橡膠密封圈1，外殼下邊緣扣合與紐扣電池正極上。

優選地，在電路板5上單片機4旁焊接有2個數據讀寫電極11，所述2個讀寫電極11分別接至單片機4的數據輸入輸出引腳及讀寫時鐘引腳上。

優選地，所述單片機4具有溫度傳感器。

優選地，所述單片機具有內部高速時鐘工作模式和外部低頻電容振蕩時鐘微功耗工作模式。

一種微型泥漿漂浮式存儲電子壓力計的工作方法，包括：

步驟1：單片機的電流型DA轉換輸出端向壓力芯片提供恒定電流；

步驟2：單片機進行通過AD采樣端采集壓力芯片輸出的壓力信號，同時單片機中的溫度傳感器采集溫度信號；采集的溫度、壓力信號存儲于單片機的內部存儲器中；

步驟3：單片機切換到外部低頻電容振蕩時鐘微功耗模式，并維持外部低頻電容振蕩時鐘微功耗模式一定時間；

步驟4：單片機恢復到內部高速時鐘工作模式；

所述步驟1、步驟2、步驟3、步驟4循環執行。

包含所述微型泥漿漂浮式存儲電子壓力計的壓力測量裝置，包括所述的微型泥漿漂浮式存儲電子壓力計、數據下載裝置及壓力溫度標定裝置。