[發明專利]可回收氣壓式井筒環空液面檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201510660304.5
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN105275454A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 吳章武;孫寶江;李金順;姜勇;李昊;董增輝;高永海;張國芳;李慶超;雷立書;王哲凱;郭艷麗;王金波
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047;E21B47/06;E21B47/13
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王夢

技術領域

本發明涉及石油工程技術領域，特別涉及一種可回收氣壓式井筒環空液面檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

在石油工程鉆井過程中，常常由于一些不確定因素會導致溢流等復雜工況的發生。溢流是指當鉆遇的高壓地層時，地層中的高壓流體會在壓差作用下流進井筒，并沿著井筒向上運移擴散，如果在沒有采取任何檢測或防控措施的情況下，鉆井液很可能會噴出井眼，造成井涌或井噴事故。同樣道理，在關井期間或修井作業過程中，如果已鉆地層中存在高壓易噴地層，井筒環空的流體液面就會有所變化，如果可以通過一定技術手段對這些變化進行檢測，進而采取措施盡量減少損失和危害，保證鉆采正常作業的順利進行。

經過一個多世紀的經驗積累和認識，人們盡管對井噴和井涌的危害有了比較深刻的認識，而且越來越多的學者和專家對井涌早期監測和液面檢測的技術和方法進行了深入的研究，也發展了一些檢測的方法。具體而言，即在井筒早期檢測中可以通過監控鉆井泥漿池液面變化來判斷井涌發生概率，也可以通過在鉆井液出流管線上安裝流量計監測鉆井液返出速度判斷井下溢流情況；而針對修井過程中或關井期間的液面檢測則多采用聲波方式測量鉆井過程中泥漿液面。

然而，雖然各種井涌監測和液面測量技術已經比較成熟，但仍存在精度低，反應遲緩和回收困難等問題。因此研究出一種高效的檢測可回收式井筒環空液面檢測的方法和技術來提高檢測精度，盡量避免鉆井過程中事故的發生是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過測量關井或修井過程中的液面位置變化，為修井或關井過程中的井涌溢流事故的發生提供預測或預警，減少鉆井事故發生的幾率的可回收氣壓式井筒環空液面檢測裝置。

本發明的另一目的是提供一種使用上述可回收氣壓式井筒環空液面檢測裝置以實現井涌溢流事故的發生提供預測或預警的檢測方法。

為此，本發明技術方案如下：

一種可回收氣壓式井筒環空液面檢測裝置，包括設置在井口處的井口氣壓測量模塊、套裝在鉆桿上且設置在井筒與鉆桿之間的環空液面處的井筒環空液面測量模塊和計算機終端。

所述井口氣壓測量模塊包括第一半圓環形外殼、第二半圓環形外殼和分別固定在所述第一半圓環形外殼和所述第二半圓環形外殼上端面上的兩個半圓環形永磁鐵，且所述第一半圓環形外殼和所述第二半圓環形外殼的一端端部通過第一連接軸連接為一體，在所述第一半圓環形外殼的下端面上設置有第一高能蓄電池、第一中心處理器和第一信號接收器，在所述第二半圓環形外殼的下端面上設置有第一信號發射器和第一精敏氣壓計；

所述井筒環空液面測量模塊包括第三半圓環形外殼24a、第四半圓環形外殼和分別固定在所述第三半圓環形外殼和第四半圓環形外殼內壁上的第一電磁鐵和第二電磁鐵，所述第三半圓環形外殼和第四半圓環形外殼的一端端部通過第二連接軸連接為一體，在所述第三半圓環形外殼的上端面設置有第二信號接收器和第二精敏氣壓計，在所述第四半圓環形外殼的上端面上設置有第二中心處理器、第二信號發射器和第二高能蓄電池；

所述計算機終端通過數據連接總線與第一中心處理器連接，所述第一中心處理器通過電纜分別與所述第一精敏氣壓計、所述第一信號接收器和所述第一信號發射器連接，所述第二中心處理器通過電纜分別與所述第二信號接收器、所述第二精敏氣壓計、所述第二信號發射器和所述電磁鐵連接。

其中，所述井口氣壓測量模塊和所述井筒環空液面測量模塊均采用兩個半圓形外殼部分組成且一端通過連接軸連接為一體，使得所述井口氣壓測量模塊和所述井筒環空液面測量模塊均可以通過調節閉合程度實現對不同鉆桿尺寸的寬范圍調整。

采用所述第一精敏氣壓計和所述第二精敏氣壓計測定兩個部位的壓力，保證測量精度在0.1m以內。

該裝置采用內嵌的高能蓄電池，解決了井下電能傳輸的難題。

在所述第一半圓環形外殼和所述第二半圓環形外殼的下端面上、在所述第三半圓環形外殼和第四半圓環形外殼的上端面上均凹陷形成有用于內嵌各器件的內槽，所述第一高能蓄電池和第二高能蓄電池、第一中心處理器和第二中心處理器、第一信號接收器和第二信號接收器、第一信號發射器和第二信號發射器、第一精敏氣壓計和第二精敏氣壓計內嵌在半圓環形外殼內并形成密封。