[發明專利]地層勘測設備

無效

• 申請號: 98806246.1
• 申請日: 1998-06-17
• 公開（公告）號: CN1260857A
• 公開（公告）日: 2000-07-19
• 發明（設計）人: 約瑟夫·紀堯姆·克里斯多弗爾·庫厄嫩;巴倫德·揚·佩斯特曼
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/26;E21B17/22;E21B17/07;E21B4/18;E21B47/00;E21B49/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 何騰云

本發明涉及勘測一地層(earth?formation)的一設備。諸如地震勘測之類的非侵入式方法通常用于探明地層中潛在的碳氫化合物蘊藏區。在應用這種地震方法時，在地表面上產生地震波，并且探測到來自各種地層的反射，以提供有關各種地層結構的數據。然而地震探測技術在空間與對比分辨(spatial?and?constrastresolution)方面受到了限制，并且通常地震勘測要由探測性鉆探(scouting?exploration?drilling)來補充，而接下來的評估鉆探(appraisal?drilling)用來提供對鉆探處碳氫化合物液體的含量和可開采的儲藏量的更明確的評估。

在探測鉆探中，將一個或多個勘測工具下降到在地層中所鉆鑿出的一井眼內，以提供有關地層特征的數據。在鉆探過程中，鉆屑(即在鉆探過程中被削落的巖石顆粒)在鉆具組與井眼壁之間的環形空間內流動的鉆探液流中被向上傳輸到表面。為防止井眼塌陷，井眼設有一殼套。

這種傳統的勘測方法是昂貴的，因為需要在井眼內設置殼套來穩定井眼，其中殼套部段以套置的方式安裝，上面的部段具有相對較大的直徑，而沿向下的方向部段的直徑逐漸降低。

本發明的一目的是提供經在地層內形成的一井眼來勘測地層的一改進的設備，該設備無需在井眼內設置殼套部段。

根據本發明提供了在一地層中所形成的一井眼內所用的一勘測設備，該設備包括一裝載基體，該基體裝載有地層勘測裝置和設置在該設備前端用于鉆鑿井眼的鉆鑿裝置；用于隨著由鉆鑿裝置的鉆鑿前進而經井眼使裝載基體前進的裝置；和用于移走由鉆鑿過程造成的巖石顆粒的裝置；其中用于移走巖石顆粒的裝置包括用于將巖石顆粒輸送到設備后端并且將巖石顆粒沉積到位于設備后端的井眼內的裝置。

通過將鉆屑沉積到設備后的井眼內，就不再需要在一鉆鑿流(stream?of?drilling?fluid)中將鉆屑輸送到表面。因此無需在井眼內保持一鉆鑿流通道，并且也就無需在井眼內設置殼套。此外，井眼內大量的鉆屑將井眼內的滲透率降低到一足夠低的程度，以防止碳氫化合物流體未經控制地溢出到表面(噴出)。

根據本發明的設備意在用一巧妙的方式尋找石油或天然氣，以提供有關在勘探的地層中發現石油和天然氣的證據(跡象)，并且完成對地層的復雜的測量。

為了進一步降低地層不同層之間的壓力連接，并且降低從任何這樣的層到表面(的壓力連接)，該設備合適地包括用于向設備后的井眼內注入一井眼密封混合物的裝置。這種密封混合物可以是例如塑料泡沫或水泥。

為了獲得有關設備在地層中位置的信息并且沿著一選擇的路線來操縱該設備，該設備合適地設有一陀螺儀。

為了完整，可參見美國專利說明書US3857289。該專利公報公開了一伸縮式土壤取樣設備，在該設備的前端設有一鉆頭，該設備的后端則連接到用于旋轉鉆頭的一鉆具組(drill?string)上。

下面將以示例的方式、結合附圖更詳細地描述本發明，其中附圖示意性地表示了根據本發明的設備的一縱向側視圖。

圖中所示的設備具有大致圓柱形的一裝載基體1。裝載基體1包括由一伸縮接頭7相互連接的第一和第二部件3、5，其中伸縮接頭7適于在一收縮位置和一伸張位置之間移動，并且當從收縮的位置移動到伸張的位置時可以在兩個部件3、5之間提供一推力。第一部件3設有一鉆頭9，其位于基體1的前端，以在一地層中鉆鑿出一井眼。鉆頭9被一電機驅動，該電機由裝載基體1內的一可再充電的能量儲存/供應系統(未示出)提供動力。合適的是，可再充電的能量儲存/供應系統包括由一電機(未示出)驅動的一飛輪，以儲存能量，該飛輪可驅動一發電機來供應電能。可再充電的能量儲存/供應系統經合并在一復式電線(multi-line?wire)15內的一電纜接收電力，其中復式電線15貯藏在第二部件5內側的一卷軸(未示出)上，并且經在第二部件5后端16的一開口15a延伸，且連接到在一合適位置的一能量供應站(未示出)上。

第一部件3設有凸墊(pad)17、18，用于有選擇地固定第一部件3在井眼內的位置，并且第二部件5設有凸墊19、20，以有選擇地固定第二部件5在井眼內的位置。每一凸墊17、18、19、20可在一徑向收縮的位置和一徑向伸張的位置之間有選擇地移動，并且在其朝向井眼壁的外表面上設有一夾持外形(gripping?profile未示出)。凸墊17、18、19、20由可再充電的能量儲存/供應系統所供給的電力驅動。