專利名稱：徑向鉆井系統工作狀態監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆井及測井技術領域，是一種用于監測徑向鉆井時井下工作 狀態的監測裝置。
背景技術：
徑向鉆井技術能為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效地開采途 徑。徑向鉆井技術提高了施工作業效率，能在套管內從垂直轉向水平并鉆出直徑50mm，長度 達IOOm的水平井段。石油徑向鉆井在石油徑向鉆井施工中，操作人員非常需要了解套管是否鉆穿、井 下馬達是否轉動，以及繞性管的推進距離等信息。只有掌握井下徑向鉆井施工信息和參考 數據，才能更好地完成石油井下徑向鉆井。目前，國內外石油井下徑向鉆井施工時，尚沒有能對井下徑向鉆井裝置工作狀態 進行監測的儀器。本發明所解決的就是徑向鉆井裝置工作狀態監測問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，使操作人員就 能夠監測到井下鉆頭是否鉆穿套管，井下馬達是否轉動，以及繞性管的推進距離。操作人員 能隨時掌握水利射孔裝置工作狀態，確定下一步的施工步驟。本實用新型采用的技術方案是徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，包括鉆頭位置 監測部分、井下馬達轉動檢測部分、繞性管推進距離部分、油管和射孔定向接頭。在油管的 下端連接有射孔定向接頭，射孔定向接頭有一個中心孔和橫向孔組成并聯通的導向孔。轉 動桿的下端連接鉆頭，鉆頭在導向孔內并穿過橫向孔，轉動桿帶動鉆頭轉動，鉆頭能鉆穿套 管。其特征在于鉆頭位置監測部分和井下馬達轉動檢測部分主要由電纜、鉆頭位置監測 儀、銅套、鉆頭位置傳感器、轉動桿、井下馬達外殼、轉動監測儀、磁鋼和轉動監測傳感器組 成，在射孔定向接頭上部中心孔內有銅套，銅套有中心孔，鉆頭和轉動桿能穿過銅套。在銅 套的上部連接井下馬達外殼。在射孔定向接頭的上端并在油管的外側固定有鉆頭位置監測 儀，鉆頭位置監測儀的上端連接有電纜，鉆頭位置監測儀下端導線穿過射孔定向接頭上的U 形孔連接鉆頭位置傳感器，鉆頭位置傳感器固定在射孔定向接頭上部并且在油管與銅套之 間。在射孔定向接頭的上端并在油管的外側固定有轉動監測儀，轉動監測儀的上端連接有 電纜，轉動監測儀下端導線穿過射孔定向接頭上的L形孔連接有轉動監測傳感器，在轉動 桿的下端外表面上固定有磁鋼。磁鋼在轉動桿的帶動下轉動，轉動監測傳感器能感應到轉 動桿和磁鋼的轉動。通過電纜將探測到的信號送往地面系統。繞性管推進距離部分主要由電纜、繞性管推進距離監測儀、伽馬探頭和放射源組 成，在射孔定向接頭的上端并在油管的外側固定有繞性管推進距離監測儀，繞性管推進距 離監測儀的上端連接有電纜，在繞性管推進距離監測儀的外壁上固定有伽馬探頭，在油管 內有繞性管，繞性管的下頂端固定有噴射頭，繞性管和噴射頭在射孔定向接頭的導向孔內并穿過橫向孔。在繞性管的外壁上固定有放射源。繞性管和噴射頭向下推進時，伽馬探頭 能監測到放射源向下運動距離。所述的鉆頭位置傳感器采用的是接觸開關，當鉆頭鉆穿套管后接觸開關接通。所述的轉動監測傳感器采用的是電磁線圈，當井下馬達轉動時，固定在轉動桿上 的磁鋼會使電磁線圈中產生感生電動勢，能監測到轉動桿轉動。所述的繞性管推進距離監測儀采用晶體管和光電倍增管作為傳感器。徑向鉆井系統工作狀態監測裝置①鉆頭位置的監測采用了接觸開關；②井下馬 達轉動監測采用了電磁線圈；③繞性管的推進距離采用伽馬探頭監測；④三種監測狀態的 轉換采用不同工作電壓控制；⑤三種監測信號均采用脈沖信號傳輸；⑥地面系統對監測信 號的記錄采用了音頻記錄軟件。地面系統將井下儀器輸出的脈沖信號處理為調幅信號并送 入計算機的音頻輸入端進行記錄。本實用新型的有益效果本實用新型徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，在井下放 置監測儀，在水力射孔施工中地面能實時監測鉆頭是否套管、井下馬達是否轉動和繞性管 的推進距離。當水力射孔裝置工作時三種傳感器探測到的狀態通過電路處理后由電纜送入 地面儀器。這樣在地面就可以觀察到水力射孔裝置在井下的工作狀態。從而使操作人員隨 時了解水利射孔裝置工作狀態，確定下一步的施工步驟。
圖1是本實用新型徑向鉆井系統工作狀態監測裝置結構剖面示意圖。表示鉆頭13 位置監測及井下馬達外殼8旋轉監測。圖2是本實用新型徑向鉆井系統工作狀態監測裝置結構剖面示意圖。表示繞性管 15推進距離監測。圖中，1.電纜，2.套管，3.鉆頭位置監測儀，4.銅套，5.鉆頭位置傳感器，6.射孔 定向接頭，7.轉動桿，8.井下馬達，9.油管，10.轉動監測儀，11.磁鋼，12.轉動監測傳感 器，13.鉆頭，14.繞性管推進距離監測儀，15.繞性管，16.放射源，17.伽馬探頭，18.噴射 頭。
具體實施方式
實施例1 以一個徑向鉆井系統工作狀態監測裝置為例，對本實用新型作進一步 詳細說明。參閱圖1。本實用新型徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，包括鉆頭位置監測部分、 井下馬達轉動檢測部分、繞性管推進距離部分、油管9和射孔定向接頭6。在油管9的下端 連接有射孔定向接頭6，射孔定向接頭6有一個中心孔和橫向孔組成并聯通的導向孔。轉動 桿7的下端連接鉆頭13，鉆頭13在導向孔內并穿過橫向孔，轉動桿7帶動鉆頭13轉動，鉆 頭13能鉆穿套管2。鉆頭位置監測部分和井下馬達轉動檢測部分主要由電纜1、鉆頭位置 監測儀3、銅套4、鉆頭位置傳感器5、轉動桿7、井下馬達外殼8、轉動監測儀10、磁鋼11和 轉動監測傳感器12組成，在射孔定向接頭6上部中心孔內有銅套4，銅套4有中心孔，鉆頭 13和轉動桿7能穿過銅套4。在銅套4的上部連接井下馬達外殼8。在射孔定向接頭6的 上端并在油管9的外側固定有鉆頭位置監測儀3，鉆頭位置監測儀3的上端連接有電纜1， 鉆頭位置監測儀3下端導線穿過射孔定向接頭6上的U形孔連接鉆頭位置傳感器5，鉆頭位 置傳感器5采用的是接觸開關，當鉆頭13鉆穿套管2后接觸開關接通。鉆頭位置傳感器5固定在射孔定向接頭6上部并且在油管9與銅套4之間。在射孔定向接頭6的上端并在油 管9的外側固定有轉動監測儀10，轉動監測儀10的上端連接有電纜1，轉動監測儀10下端 導線穿過射孔定向接頭6上的L形孔連接有轉動監測傳感器12，轉動監測傳感器12采用的 是電磁線圈，當井下馬達轉動時，固定在轉動桿7上的磁鋼11會使電磁線圈中產生感生電 動勢，能監測到轉動桿7轉動。在轉動桿7的下端外表面上固定有磁鋼11。磁鋼11在轉 動桿7的帶動下轉動，轉動監測傳感器12能感應到轉動桿7和磁鋼11的轉動。通過電纜 1將探測到的信號送往地面系統。 參閱圖2。繞性管推進距離部分主要由電纜1、繞性管推進距離監測儀14、伽馬探 頭17和放射源16組成，在射孔定向接頭6的上端并在油管9的外側固定有繞性管推進距 離監測儀14，繞性管推進距離監測儀14采用晶體管和光電倍增管作為傳感器。繞性管推進 距離監測儀14的上端連接有電纜1，在繞性管推進距離監測儀14的外壁上固定有伽馬探頭 17，在油管9內有繞性管15，繞性管15的下頂端固定有噴射頭18，繞性管15和噴射頭18 在射孔定向接頭6的導向孔內并穿過橫向孔。在繞性管15的外壁上固定有放射源16。繞 性管15和噴射頭18向下推進時，伽馬探頭17能監測到放射源16向下運動距離。
權利要求一種徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，包括鉆頭位置監測部分、井下馬達轉動檢測部分、繞性管推進距離部分、油管(9)和射孔定向接頭(6)，在油管(9)的下端連接有射孔定向接頭(6)，射孔定向接頭(6)有一個中心孔和橫向孔組成并聯通的導向孔，轉動桿(7)的下端連接鉆頭(13)，鉆頭(13)在導向孔內并穿過橫向孔；其特征在于鉆頭位置監測部分和井下馬達轉動檢測部分主要由電纜(1)、鉆頭位置監測儀(3)、銅套(4)、鉆頭位置傳感器(5)、轉動桿(7)、井下馬達外殼(8)、轉動監測儀(10)、磁鋼(11)和轉動監測傳感器(12)組成，在射孔定向接頭(6)上部中心孔內有銅套(4)，銅套(4)有中心孔，在銅套(4)的上部連接井下馬達外殼(8)，在射孔定向接頭(6)的上端并在油管(9)的外側固定有鉆頭位置監測儀(3)，鉆頭位置監測儀(3)的上端連接有電纜(1)，鉆頭位置監測儀(3)下端導線穿過射孔定向接頭(6)上的U形孔連接鉆頭位置傳感器(5)，鉆頭位置傳感器(5)固定在射孔定向接頭(6)上部并且在油管(9)與銅套(4)之間，在射孔定向接頭(6)的上端并在油管(9)的外側固定有轉動監測儀(10)，轉動監測儀(10)的上端連接有電纜(1)，轉動監測儀(10)下端導線穿過射孔定向接頭(6)上的L形孔連接有轉動監測傳感器(12)，在轉動桿(7)的下端外表面上固定有磁鋼(11)；繞性管推進距離部分主要由電纜(1)、繞性管推進距離監測儀(14)、伽馬探頭(17)和放射源(16)組成，在射孔定向接頭(6)的上端并在油管(9)的外側固定有繞性管推進距離監測儀(14)，繞性管推進距離監測儀(14)的上端連接有電纜(1)，在繞性管推進距離監測儀(14)的外壁上固定有伽馬探頭(17)，在油管(9)內有繞性管(15)，繞性管(15)的下頂端固定有噴射頭(18)，繞性管(15)和噴射頭(18)在射孔定向接頭(6)的導向孔內并穿過橫向孔，在繞性管(15)的外壁上固定有放射源(16)。
2.根據權利要求1所述的徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，其特征是所述的鉆頭位 置傳感器(5)采用的是接觸開關。
3.根據權利要求1所述的徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，其特征是所述的轉動監 測傳感器(12)采用的是電磁線圈。
4.根據權利要求1所述的徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，其特征是所述的繞性管 推進距離監測儀(14)采用晶體管和光電倍增管作為傳感器。
專利摘要徑向鉆井系統工作狀態監測裝置，應用于石油鉆井及測井，監測徑向鉆井時井下工作狀態。包括鉆頭位置監測和井下馬達轉動檢測，主要由電纜、鉆頭位置監測儀、銅套、鉆頭位置傳感器、轉動桿、井下馬達外殼、轉動監測儀、磁鋼和轉動監測傳感器組成，在射孔定向接頭的上端并在油管的外側固定有鉆頭位置監測儀，鉆頭位置傳感器固定在射孔定向接頭上部并且在油管與銅套之間。轉動監測儀下端導線穿過射孔定向接頭上的L形孔連接有轉動監測傳感器。在射孔定向接頭的上端并在油管的外側固定有繞性管推進距離監測儀，在繞性管的外壁上固定有放射源。效果是使操作人員隨時了解水利射孔裝置工作狀態，確定下一步的施工步驟。
文檔編號E21B47/12GK201679493SQ20102014713
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月1日 優先權日2010年4月1日
發明者李東梅, 溫建英, 邢承智, 邢金山, 陳永昌, 陳輝 申請人:陳永昌