[實用新型]一種大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置

有效

• 申請號: 201320746471.8
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN203547716U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 周勁輝;高德利;房軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本實用新型屬于地下資源鉆采工程技術領域，尤其涉及一種大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置。

背景技術

水垂比不小于2的大位移井廣泛應用于海上油田的開采和海油陸采，成為提高油氣采收率和降低“噸油”開采成本的有效手段。大位移鉆井過程中，卡鉆是發生頻率最高、處理花費時間最長和造成經濟損失最大的鉆井事故之一。

目前測量鉆柱卡點的方法有提拉理論計算法和專門的測卡儀測量法。其中，提拉理論計算法是現場對鉆柱進行提拉，測量拉力與拉伸長度，根據彈性材料的胡克定律，計算卡點以上鉆柱的長度；而專門的測卡儀靠自身重力下入井內，測卡儀依靠管柱的扭轉應力或拉伸應力的變化而使其磁場發生改變，自由段發生扭轉其磁場發生變化，被卡段不發生扭轉其磁場強度不發生變化，據此可以測得卡點位置。

利用上述的測量鉆柱卡點的方法中，提拉理論計算法所使用的卡點理論計算公式，主要用于直井或者井身結構簡單的大斜度井，還難以用于大位移井中進行卡點預測。而專門的測卡儀測量法所使用的專用測卡儀價格昂貴，且測卡儀靠自身重力下入，在一般在直井中使用可以下到一定深度，在大位移井中很難下入到需要測量的深度。大位移井中的管柱受力狀態復雜，如果管柱變形嚴重，管柱與井壁或套管的接觸力能夠克服對管柱的提拉或扭轉，卡點測量誤差較大。如果地層本身對磁場有較強的干擾，將會造成更大的測量誤差。

因此，在目前的實際應用中，還沒有發現一種有效的針對大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置，以解決現有技術中缺少針對大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置的問題。

一種大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置，包括模擬井筒套管段、模擬井筒裸眼段、模擬鉆柱和測量儀器，其中：

所述模擬井筒套管段和模擬井筒裸眼段相接形成貫通的通道；

所述模擬鉆柱的鉆頭端可操作的穿過所述通道至所述水平段的端部并固定，形成模擬的卡點位置；

所述模擬鉆柱的自由端與所述測量儀器連接。

與現有技術相比，本實用新型實施例的優點在于：

本實用新型的大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置，結構簡單，安裝和操作方便，其用數理統計法分析水垂比λ對卡點位置的修正系數η的影響，建立η與λ的關系曲線η=f(λ)，盡可能的修正大位移井的鉆井過程中鉆頭受力狀態復雜、鉆桿接頭及井眼軌跡變化對測量誤差的影響，從而提高測試精度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置的結構示意圖；

圖2為圖1的本實用新型實施例提供的水垂比λ的坐標示意圖；

圖3為本實用新型實施例的模擬鉆柱為空心等直圓桿時在一定的扭矩作用下變形的示意圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置，包括模擬井筒套管段4、模擬井筒裸眼段7、模擬鉆柱6和測量儀器10，其中：（即所述模擬井筒包括直井段、彎曲段和水平段，其中直井段和彎曲段為套管段，水平段為模擬地層裸眼段，兩者貫通連接；）

所述模擬井筒套管段4和模擬井筒裸眼段7相接形成貫通的通道；所述模擬鉆柱6的鉆頭端可操作的穿過所述通道至所述模擬井筒裸眼段7的端部固定，形成模擬的卡點位置；所述模擬鉆柱6的自由端與所述測量儀器10連接，用于測量實驗數據。

在本實用新型實施例中，該大位移井鉆柱卡點測量實驗裝置主要由模擬井筒、模擬鉆柱和測量儀器組成。模擬井筒包括直井段、彎曲段和水平段，彎曲段的曲率可調；結合圖2，橫坐標x代表水平位移，縱坐標y代表垂直深度，兩者的比值即可得到不同的水垂比λ，即水垂比λ是定向井井眼的水平位移與垂直深度之比，水垂比>=2的定向井才稱為大位移井。每根鉆桿的長度是一定的，多根鉆桿連接起來才等于整個井眼的長度。較佳地，在本實施例中，水垂比λ最初設定為2。根據不同的水垂比λ測量對應卡點位置的測量值，用數理統計法分析水垂比λ對卡點位置的修正系數η的影響，建立η與λ的關系曲線η=f(λ)，盡可能的修正大位移井的鉆井過程中鉆頭受力狀態復雜，及地表的磁場對測量的干擾形成的測量誤差的影響，從而提高測試精度。