[發明專利]在非鉆井井眼操作期間檢測井下條件的系統及操作方法

在審

• 申請號: 201410229747.4
• 申請日: 2004-02-02
• 公開（公告）號: CN104088622A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: J·A·桑尼爾;R·B·科爾博特;J·W·安德森;G·海希西;B·C·皮佐拉托;J·C·希克斯
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/18;E21B31/00;E21B29/00;E21B23/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王會卿

本申請是名稱為“非鉆井操作期間的井下測量”、國際申請日為2004年2月2日、國際申請號為PCT/US2004/002806、國家申請號為200480006946.3的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明大體上涉及一種用于檢測井眼和工具操作條件的方法和設備，該方法和設備在打撈或者其它井下操作時用來移去井眼阻礙物或者在其它非鉆井操作時應用，尤其應用在十分深和/或偏斜井眼。

背景技術

用于測量同時鉆井(MWD)并且測井同時鉆井(LWD)的設備已經是公知的，其中特定的鉆孔條件被測量或者被記錄在井身中的存儲媒體中，或者使用例如移頻鍵控(FSK)的編碼傳送技術傳送到地面。傳送可以通過無線電波或者鉆井泥漿中的流體脈沖實現。所測量的條件通常包括溫度、井筒環帶壓力、鉆井參數，諸如鉆頭的重量(WOB)、鉆頭的旋轉速度和/或鉆柱(PRMs)，以及鉆井泥漿流動速率。MWD或者LWD替代物被結合到底孔組件上的鉆柱中，然后在鉆井操作期間操作。利用MWD/LWD技術的鉆井系統的例子在US專利Nos.6,233,524和6,021,377中被描述，這兩個專利為本發明的受讓人所擁有，并且在這里被結合用作參考。

除了通常的鉆井操作以外，還具有其它的情況，在這些情況中，具有關于在井下操作的工具的操作及其環境的特定信息是有用的。在非常深和/或高角度井眼中，很難單獨通過地面指示檢驗涉及井下工具操作的細節。例如，如果某人試圖使用旋轉的研磨設備移去深的和/或偏斜井眼中的套管的粘結部分，那么將有助于測量接近于研磨設備引發的轉矩的大小。如果不指示接近于研磨設備引發的轉矩的大小，那么研磨設備會在地面上超轉矩，并且在研磨設備和地面之間的鉆桿柱將吸收力而不有效的將力傳送到研磨工具。在這種情況下，下井儀器串的過轉矩將導致剪切地面以下的下井儀器串，從而產生阻礙物從而更難移去。

就發明人所知，沒有一種已知的用于在非鉆井情況下提供有用的井下操作條件信息的可接受設備，其中該信息包括轉矩、重量、壓力、張力、旋轉速度以及旋轉方向。進而，在這樣的非鉆井應用中使用標準MWD工具是非常昂貴的。當前的MWD工具被設計為能獲得大量的鉆孔信息，這些信息大多數與鉆井方案不相關。用于收集鉆井特定信息的設備包括核傳感器，例如用于測定信息密度、核氣孔率和特定的巖石特性的伽馬射線工具；電阻率傳感器，用于測定信息電阻率、介電常數以及是否存在碳氫化合物；聲敏傳感器，用于測定信息的聲音氣孔率以及信息的地層界面；以及核磁共振傳感器，用于測定信息的氣孔率和其它巖石物理特性。就發明人所知，沒有已知的可接受的“適用于該目的”的工具，其中該工具的傳感器部分可以定制為當不檢測無關或者不相關信息時，檢測對工作重要的那些數據。

需要一種改進的設備和方法，這種改進的設備和方法能夠提供操作條件信息給非鉆井情況下的地面。還需要一種改進的方法和設備，該方法和設備用于實現打撈和恢復型操作。另外，需要一種改進的方法和設備，該方法和設備用于實現其它的鉆井應用，諸如井下擴眼、孔中套管切割等等。本發明致力于解決現有技術的問題。

發明內容

本發明提供一種用于檢測和井下非鉆井操作、恢復操作以及井下擴眼或者套管切割操作等等相關的操作條件，其中非鉆井操作包括打撈。在當前優選實施例中，條件傳感設備被用作測量井下操作參數，包括例如轉矩、張力、壓力、旋轉方向以及旋轉速率。然后，操作參數信息被用作更有效的執行井下操作。

在一個實施例中，存儲器媒體被包含在接近傳感器的工具中。檢測到的信息被記錄，然后在工具從鉆孔被移去之后被下載。在進一步的實施例中，檢測到的信息被編碼并以編碼信號的形式被傳送到地面。地面上的接收器或者數據獲取系統接收編碼信號并且將它解碼。用于傳送信息給基于地面的接收器的方法包括泥漿脈沖遙測術和用于傳送MWD/LWD信息給地面的其它技術。在本發明的另一個方面中，提供一種用于調整響應于一個或多個檢測到的操作信息的井下操作。

本發明提供廉價的條件傳感工具，該工具在多種情況下都有用。本發明還提供一種“適合于該目的”的工具，該工具可以容易地定制為收集并提供期望的操作條件信息而不收集不期望的信息。在相關的方面，本發明還提供一種在鉆孔內實施非鉆井操作的改進的方法，該非鉆井操作包括打撈操作，其中測定的井下操作條件信息被用來改進非鉆井操作并且使該操作更有效。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于在非鉆井井眼操作期間檢測井眼中的井下條件的系統，該系統包括：

要設置于井眼內的由管形成的工具串；

構造成使用所述工具串被送入井眼中的打撈設備；