[發(fā)明專利]一種螺桿鉆具及其有線傳輸方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810015045.4
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108119060A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱杰;于廣海;唐建平;程貴華;袁雷;趙振華;孫京鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 德州聯(lián)合石油科技股份有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B47/12
• 代理公司: 濟南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 賀芹芹

本發(fā)明公開了一種螺桿鉆具及其有線傳輸方法，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)包括測量短節(jié)、螺桿鉆具馬達、導(dǎo)流短節(jié)、傳動軸和鉆頭，在測量短節(jié)內(nèi)設(shè)置有井下測量儀器，在導(dǎo)流短節(jié)內(nèi)設(shè)置有MWD系統(tǒng)，安裝于測量短節(jié)內(nèi)的井下測量儀器的數(shù)據(jù)輸出接口上設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線，第一數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線穿過測量短節(jié)的殼體與螺桿鉆具馬達殼體內(nèi)的第二數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線相連，第二數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線與穿過導(dǎo)流短節(jié)殼體的第三數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線相連，第三數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線與導(dǎo)流短節(jié)內(nèi)的MWD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收接口相連。本發(fā)明為近鉆頭測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸提供一個有線的數(shù)據(jù)通道；有線數(shù)據(jù)傳輸不僅不受周圍環(huán)境干擾，而且傳輸可靠性獲得很大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種螺桿鉆具及其有線傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著石油、天然氣資源的不斷開采和消耗，國際石油價格節(jié)節(jié)攀升，促使人們不斷把鉆探的目標(biāo)擴展到新的勘探領(lǐng)域及前期認(rèn)為沒有開發(fā)價值的復(fù)雜地層和薄油氣層等。而近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)基于其自身特點和隨鉆識別、導(dǎo)向等功能，無疑將會十分有效的提高探井的成功率，提高復(fù)雜地層、薄油層的鉆遇率、采收率，節(jié)約鉆井成本，實現(xiàn)增儲上產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟效益。所以近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的市場需求客觀存在，隨著油氣資源的不斷開發(fā)消耗，預(yù)測這一市場需求會逐年增加。

目前，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井是石油天然氣鉆井行業(yè)中的尖端科技之一。尤其適于在新地域的初探、復(fù)雜貧油地層中控制理想的井眼軌跡等。傳統(tǒng)的近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)主要由地面部分和井下部分組成，其中井下部分由MWD系統(tǒng)和近鉆頭測量短節(jié)組成。安裝有測量儀器的測量短節(jié)其位置在螺桿鉆具的下部，所測得的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，通過無線傳輸方式，越過上面的螺桿鉆具，傳送給上部的MWD系統(tǒng)；然后與MWD系統(tǒng)所測得的數(shù)據(jù)一起，由MWD系統(tǒng)的傳輸工具傳送至地面接收系統(tǒng)；最后經(jīng)過地面處理系統(tǒng)解碼轉(zhuǎn)化成地面工作人員可識別的數(shù)據(jù)。地面人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)對井底地質(zhì)情況進行分析判斷，及時調(diào)整鉆井參數(shù)，控制井眼軌跡，實現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。測井儀器所測得的數(shù)據(jù)需要先上傳到螺桿鉆具上部的MWD系統(tǒng)，再由MWD系統(tǒng)采用脈沖發(fā)生器以脈沖信號的方式傳送到地面。這樣，數(shù)據(jù)的傳輸就需要經(jīng)過或越過測井儀器和MWD之間的螺桿鉆具。傳統(tǒng)的方式是采用無線電發(fā)射與接收的方式傳輸，這種無線電發(fā)射與接收傳輸數(shù)據(jù)的可靠性較差。

如前所述，近鉆頭測井是把測井儀器安裝在距離鉆頭盡可能近的位置，實現(xiàn)對鉆頭周圍附近原始地層參數(shù)的測量。近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)近鉆頭測井，還能夠把這些測得的數(shù)據(jù)實時傳送到地面，通過解碼轉(zhuǎn)換成地面工作人員可識別的地質(zhì)參數(shù)。這樣，地面工作人員就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析判斷正在鉆遇地層的地質(zhì)含油氣情況，從而適時的調(diào)整鉆進方向，獲得最有利的井眼軌跡。

目前，國內(nèi)的近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的測井?dāng)?shù)據(jù)上傳都是利用無線電傳輸方式。無線電傳輸很容易受到井底套管及復(fù)雜工況的干擾，傳輸?shù)目煽啃圆睿瑢︺@井工況的適應(yīng)性差。近鉆頭測井?dāng)?shù)據(jù)通過螺桿鉆具的傳輸技術(shù)成為制約近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種螺桿鉆具及其有線傳輸方法，該一種螺桿鉆具及其有線傳輸方法以有線連接方式將井下測量儀器測得的數(shù)據(jù)傳遞給MWD系統(tǒng)，為近鉆頭測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸提供一個有線的數(shù)據(jù)通道；有線數(shù)據(jù)傳輸不僅不受周圍環(huán)境干擾，而且傳輸可靠性獲得很大提高；克服無線電傳輸容易受到井底套管以及復(fù)雜工況的干擾，傳輸可靠性差的不足。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種螺桿鉆具，它包括測量短節(jié)、螺桿鉆具馬達、導(dǎo)流短節(jié)、傳動軸和鉆頭，所述的導(dǎo)流短節(jié)、測量短節(jié)與螺桿鉆具馬達之間分別通過螺紋連接，鉆頭與傳動軸相連，并設(shè)置在測量短節(jié)的下部，在測量短節(jié)內(nèi)設(shè)置有井下測量儀器，在導(dǎo)流短節(jié)內(nèi)設(shè)置有MWD系統(tǒng)，安裝于測量短節(jié)內(nèi)的井下測量儀器的數(shù)據(jù)輸出接口上設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線，第一數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線穿過測量短節(jié)的殼體與螺桿鉆具馬達殼體內(nèi)的第二數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線相連，所述的第二數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線與穿過導(dǎo)流短節(jié)殼體的第三數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線相連，所述的第三數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線與導(dǎo)流短節(jié)內(nèi)的MWD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收接口相連。