專利名稱：井孔測井系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井孔測井系統(tǒng)，其用于在地層中形成的井孔。
這種電纜測并方法的一個(gè)缺陷是，在放下和操作測井工具期間，需要額外的鉆探調(diào)整時(shí)間。另一個(gè)的缺陷是，會存在危險(xiǎn)，即在開放的井孔段，測井工具會被堵塞。而且，也許不可能把測井工具插入新鉆探的井孔部分的重要區(qū)域，例如，在高度傾斜或水平的井孔段的情況下。結(jié)果是，不能獲得周圍地層的重要信息。
根據(jù)本發(fā)明，其提供一種測井系統(tǒng)，其用于在地層中形成的井孔中，所述系統(tǒng)包括一個(gè)安裝在井孔內(nèi)的圓筒形的元件；和一個(gè)測井構(gòu)件，其包括一個(gè)有引入口的導(dǎo)管，且其能沿圓筒形元件的徑向方向在一個(gè)收縮位置和一個(gè)展開位置之間移動，在所述收縮位置，測井構(gòu)件大致被裝配在圓筒形元件之內(nèi)；在展開位置，測井構(gòu)件伸出圓筒形部件，從而，當(dāng)圓筒形元件被安裝在井孔內(nèi)后，所述引入口和地層流體連通；測井系統(tǒng)還包括一個(gè)活動裝置，其用于在收縮位置和展開位置之間移動測井構(gòu)件。
由此可以得到，由于圓筒形元件形成測井系統(tǒng)的整體部分，且能以任何方式被降至井孔，從而節(jié)約了寶貴的鉆探調(diào)整時(shí)間。因此，在放下/安裝圓筒形部件和鉆探更深的井孔段期間，沒有必要利用電纜單獨(dú)地放下測井工具到井孔內(nèi)。而且，將圓筒形元件放入高度傾斜或水平的井孔段比將一根電纜放入到相同的部分更容易做到。根據(jù)本發(fā)明，本測井系統(tǒng)的更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，通過把測井構(gòu)件移動至其收縮位置，圓筒形元件能夠被放入井孔，而不受測井構(gòu)件的阻礙且沒有損壞測井構(gòu)件的危險(xiǎn)。而且，當(dāng)圓筒形元件被安裝在井孔后，把測井構(gòu)件移動至其展開位置，在一次測井運(yùn)作中，可以得到地層流體的一個(gè)指標(biāo)(例如，壓強(qiáng)或成分)。
相適應(yīng)地，活動裝置可移動地安裝在圓筒形元件之內(nèi)。因此，在圓筒形部件被降至井孔內(nèi)且確定流體指標(biāo)之后，活動裝置可從圓筒形部件移出且被收回到地表，以便，圓筒形元件的內(nèi)部沒有障礙物，從而能使井孔工具或選定的流體從圓筒形部件中通過。
優(yōu)選的是，圓筒形元件是一段井孔套管、一段井管襯管或一段鉆桿柱。
伸縮構(gòu)件16連接主墊塊14到套管段8上，且被安排來進(jìn)行沿(套管1的)徑向的伸縮移動，以便于在收縮位置和展開位置之間移動主墊塊14，在收縮位置中，主墊塊14大致放置于套管段8的外半徑之內(nèi)；在展開位置中，主墊塊14延伸出套管段8的外半徑之外，且外表面14a接觸井孔2的井壁。而且，伸縮構(gòu)件16相對套管段8密封主墊塊14。
主墊塊14提供有一個(gè)孔18，所述孔沿套管段8的徑向延伸，在所述孔中，安裝有一個(gè)導(dǎo)管22，使導(dǎo)管22可在孔18中滑過一個(gè)選定的行程。導(dǎo)管22在內(nèi)端部具有一個(gè)臺肩24，當(dāng)所述臺肩與內(nèi)表面14b接觸時(shí)，其阻止導(dǎo)管24進(jìn)一步向外滑動。在臺肩24和主墊塊14的內(nèi)表面14b之間安裝有一個(gè)壓縮彈簧25，所述壓縮彈簧將導(dǎo)管22壓向其徑向向內(nèi)位置。導(dǎo)管22內(nèi)部提供有一個(gè)球閥26，所述球閥包括一個(gè)球28，所述球被一個(gè)彈簧32壓到閥座30上。當(dāng)球28被壓到閥座30上時(shí)，球閥26就阻止從套管段8的外部到其內(nèi)部的流體流動。
主墊塊14被一個(gè)片簧29壓在其收縮的位置，所述片簧沿套管段8的外表面延伸，且在兩端連接到套管段8上。片簧29配有一個(gè)開口(圖中未示)，當(dāng)導(dǎo)管22滑出孔18時(shí)，所述開口用于讓導(dǎo)管22從中通過。
一個(gè)活動裝置34可移動地安裝在套管段8的內(nèi)部，其由一個(gè)鎖定組件(圖中未示)鎖定在套管壁上?；顒友b置34包括一個(gè)由彈性材料制成的圓柱形輔助墊塊36，且輔助墊塊36與主墊塊14同軸安裝；和一個(gè)傳動裝置38，其用于將輔助墊塊36壓向主墊塊14，以便在收縮位置和展開位置之間移動主墊塊14?；顒友b置34還包括一個(gè)支撐構(gòu)件40，其用于靠著套管部分8的內(nèi)表面支撐傳動裝置38；一個(gè)電動馬達(dá)42，其用于操作傳動裝置38；一個(gè)流體腔44，其配有一個(gè)流體壓強(qiáng)計(jì)(圖中未示)；一個(gè)電動控制/記憶單元(圖中未示)，其用于控制電動馬達(dá)42和壓強(qiáng)計(jì)，還用于存儲壓強(qiáng)計(jì)的壓強(qiáng)讀數(shù)；一個(gè)電池(圖中未示)，其用于驅(qū)動控制/記憶單元和電動馬達(dá)42。輔助墊塊36配有一個(gè)管46，所述管中心地通過輔助墊塊36延伸，且用于將球28壓離閥座30，并且，當(dāng)輔助墊塊被壓到主墊塊14上時(shí)，所述管還提供導(dǎo)管22和流體腔44之間的流體連通。
主墊塊14，輔助墊塊36和導(dǎo)管22的尺寸使得，當(dāng)輔助墊塊36向主墊塊14移動時(shí)，輔助墊塊36推動導(dǎo)管22，所述導(dǎo)管因此通過孔18和片簧29的開口沿徑向向外滑動，直至臺肩24接觸到主墊塊14的內(nèi)表面14b。
所述組件的正常操作參考

圖1和圖2在下文描述，圖1表示主墊塊14在收縮位置處，圖2表示主墊塊14在展開位置處。
在正常操作中，活動裝置34通過鎖定組件鎖在套管段8中，且套管段6和10通過各自的連接件9和11連接到套管段8。然后套管1與處于收縮位置的主墊塊14一起降入井管2。當(dāng)主墊塊到達(dá)井管中一個(gè)選定的深度時(shí)停止下降，在所選定的深度要進(jìn)行地層中流體如油或水的壓強(qiáng)測量。然后，一個(gè)在地表的無線控制系統(tǒng)(圖中未示)啟動，由此引導(dǎo)記憶/控制單元去操作電動馬達(dá)42，從而，電動馬達(dá)42引導(dǎo)傳動裝置38，使輔助墊塊36壓向主墊塊14。主墊塊14因此由收縮位置移動到展開位置，在展開位置，主墊塊14的外表面14a被壓向井孔壁(如圖2)。同時(shí)，輔助墊塊36推壓導(dǎo)管22，從而使后者伸出片簧29的開口，并深入井孔壁一個(gè)短距離，而且管46壓向球28，使其離開閥座30，并由此提供導(dǎo)管22和流體腔44之間的流體連通。結(jié)果是，流體腔和地層中的流體連通。然后，控制/記憶單元操作壓強(qiáng)計(jì)，以便測量地層中流體壓強(qiáng)，且在電子記憶單元中存儲得到的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。
然后，開啟電動馬達(dá)42，使活動裝置34收縮，以便沿徑向向內(nèi)移動輔助墊塊36。結(jié)果是，由于來自片簧29的偏壓力，主墊塊14也沿徑向向內(nèi)移動。主墊塊14和輔助墊塊36保持接觸，直至主墊塊到達(dá)其收縮位置處。輔助墊塊36進(jìn)一步徑向向內(nèi)移動使得其從主墊塊移開，且管46從球28移開，因此，彈簧18把球28壓向閥座30，由此關(guān)閉球閥26。
如果要完成更多的不同井孔深度處的地層流體的壓強(qiáng)測量，套管1在井孔2中上升或下降，以便在井孔中合適的深度重新定位主墊塊14。然后重復(fù)如上文所述的過程。
完成要得到的壓強(qiáng)測量之后，為了從套管段8上解鎖活動裝置和把活動裝置34收回地面，一個(gè)合適的收回裝置(圖中未示)在套管1中降至活動裝置34。壓強(qiáng)數(shù)據(jù)然后從地表的電子記憶單元中讀出。
如果不需要進(jìn)行更多的流體壓強(qiáng)測量，用水泥將套管1粘固在井孔2上。當(dāng)需要更深地鉆探井孔2時(shí)，在更深的鉆探開工之前，鎖定組件從套管1中取出。
如果不是在收回活動裝置34到地表之后從電子記憶單元讀出壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，以下方式可替代地讀出壓強(qiáng)貫穿從地表到活動裝置34延伸一根數(shù)據(jù)傳輸線(例如，一個(gè)電導(dǎo)體)；并且，當(dāng)活動裝置34依然鎖定在套管1中時(shí)，通過到地表的數(shù)據(jù)傳輸線以電子信號的方式傳輸數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種測井系統(tǒng)，其用于在地層中形成的井孔中，所述系統(tǒng)包括一個(gè)圓筒形的元件，其要安裝在井孔內(nèi)；和一個(gè)測井構(gòu)件，其包括一個(gè)有引入口的導(dǎo)管，且其能沿圓筒形元件的徑向方向在一個(gè)收縮位置和一個(gè)展開位置之間移動，在所述收縮位置，測井構(gòu)件大致被裝配在圓筒形元件之內(nèi)；在展開位置，測井構(gòu)件伸出圓筒形部件，從而，當(dāng)圓筒形元件被安裝在井孔內(nèi)后，所述引入口和地層流體連通；測井系統(tǒng)還包括一個(gè)活動裝置，其用于在收縮位置和展開位置之間移動測井構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，伸縮構(gòu)件包括一個(gè)墊塊，當(dāng)圓筒形元件被安裝在井孔中，且伸縮構(gòu)件在其展開位置時(shí)，所述墊塊伸出貼靠著井孔壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述測井系統(tǒng)還包括一個(gè)將墊塊和圓筒形元件互連的伸縮構(gòu)件，其用于執(zhí)行伸縮運(yùn)動，從而在收縮位置和展開位置之間移動測井構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述墊塊形成一個(gè)主墊塊，且活動裝置包括一個(gè)輔助墊塊，所述輔助墊塊用于把測井構(gòu)件從收縮位置壓向展開位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，活動裝置配有一個(gè)流體腔，且所述輔助墊塊配有一個(gè)管，當(dāng)所述輔助墊塊被壓向測井構(gòu)件時(shí)，所述管用于提供所述導(dǎo)管和流體腔之間的流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)管配有一個(gè)球閥，當(dāng)所述球閥在關(guān)閉位置時(shí)，其阻止地層流體流入圓筒形元件，且當(dāng)所述輔助墊塊壓向測井構(gòu)件時(shí)，所述輔助墊塊用于打開球閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述活動裝置可移動地安置在圓筒形元件內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述活動裝置配有測量工具，當(dāng)所述引入口和地層連通時(shí)，所述工具用于確定進(jìn)入導(dǎo)管的地層流體的特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述特性包括進(jìn)入所述導(dǎo)管的地層流體的壓強(qiáng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述測并構(gòu)件和活動裝置中的至少一個(gè)形成一個(gè)RFT(請求測試)測井工具。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述圓筒形元件形成井孔套管、井孔襯管和鉆桿柱中的一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的測井系統(tǒng)，其特征在于，所述圓筒形元件內(nèi)部配有一個(gè)鎖定組件，其用于將所述活動裝置鎖定到所述圓筒形元件。
13.測井系統(tǒng)大致如上文參照附圖所作的描述。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測井系統(tǒng)，其用于在地層中形成的井孔中，所述系統(tǒng)包括一個(gè)圓筒形的元件，其要安裝在井孔內(nèi)；和一個(gè)測井構(gòu)件，其包括一個(gè)有引入口的導(dǎo)管，且其能沿圓筒形元件的徑向方向在一個(gè)收縮位置和一個(gè)展開位置之間移動，在所述收縮位置，測井構(gòu)件大致被裝配在圓筒形元件之內(nèi)；在展開位置，測井構(gòu)件伸出圓筒形部件，從而，當(dāng)圓筒形元件被安裝在井孔內(nèi)后，所述引入口和地層流體連通；測井系統(tǒng)還包括一個(gè)活動裝置，其用于在收縮位置和展開位置之間移動測井構(gòu)件。
文檔編號E21B49/10GK1401046SQ01803684
公開日2003年3月5日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者道弗·J·魯尼亞 申請人:國際殼牌研究有限公司