[发明专利]组合式测井和钻井系统

说明书

本发明涉及一种用于钻探和测量形成在地层内的井身的系统。本发明还涉及一种钻杆、一种测井工具组以及一种测井套环，它们用以与本发明的系统结合使用。

美国专利5589825公开了一种系统，借助该系统，穿过钻杆的纵向流体通道可以降下一测井工具组，直至将该测井工具置于与设置在钻杆壁上的许多侧口相对的位置处。测量信号自该测井工具穿过该侧孔进入地层内。由于侧孔的尺寸有限，所以用这种已知的系统仅能获得有限的测量信息。此外，这种系统需要相对于侧孔精确地定位测井工具。

美国专利3112442公开了一种系统，借助该系统，测井工具可穿过钻杆的流体通道，直至该工具的许多电极穿过钻头的流体喷口到达该钻头的下面。这些电极的尺寸有限，并且用于发射和接收测量信号的容量有限。这种系统的另一缺点在于，喷口的形状和方向会妨碍电极穿过该喷口。此外，如果钻杆的下端部分包括随钻测井设备(MWD)或者液压井下马达，则要将该测井工具组降至该钻头处实际上是不可能的。

本发明的一个目的是提供一种用于钻探和测量井身的系统，该井身形成在地层内，该系统克服了已知系统的缺点，并且坚固耐用，能够提供足够的测量信息而不会妨碍钻井操作。

本发明的另一目的是提供一种与本发明的系统结合使用的钻杆。

本发明的再一目的是提供一种与本发明的系统结合使用的测井工具组。

本发明的又一目的是提供一种与本发明的系统结合使用的测井套环。

根据本发明，其提供了一种用于钻探和测量井身的系统，该井身形成在地层内，该系统包括一钻杆，该钻杆具有一沿其纵向延伸的外部凹进部分；一条流体通道，用于钻井液自钻杆的上端流至其下端；以及一口，该口在该流体通道与该凹进部分之间提供流体连通。该系统还包括一测井工具组，该测井工具组可穿过该流体通道并经由所述口自该流体通道进入该凹进部分内；以及一可移动的封闭件，该封闭件适合于选择性地封闭该口。

通过穿过流体通道降下测井工具组并移除封闭件，可将该测井工具组经由所述口移入所述外部凹进部分内，在那儿该测井工具组暴露在钻杆的外部。随后使该测井工具组进行测井测量，之后将该测井工具组收回至钻杆的流体通道内。本发明的系统的一个重要的优点在于该凹进部分可位于井下装置中的某些钻杆设备的上方，例如MWD设备或者用于驱动钻头的井下马达，这样，降下测井工具组就不会被这种设备的存在所妨碍。

适当地，所述测井工具组具有连接装置，用于选择性地将该测井工具组连接到所述封闭件上。

优选地，所述连接装置形成一个第二连接装置，同时所述封闭件具有第一连接装置，用于选择性地将该封闭件连接到钻杆上。

在一种引人注目的实施例中，所述钻杆具有导向装置，用于沿所述凹进部分的纵向引导所述封闭件。

适当地，该导向装置包括一对沿钻杆的纵向延伸的基本平行的边缘，每个边缘在所述钻杆的外表面与所述凹进部分之间形成一种过渡。

现在将参照附图以例子的形式对本发明作进一步的说明，其中：

图1示意性地表示了一种钻杆，其应用于根据本发明的系统的一个实施例中；

图1A示意性地表示图1实施例中的一种测井套环；

图2示意性地表示图1A的横截面2-2；

图3示意性地表示图1A的横截面3-3；

图4示意性地表示图1A的细节，其中测井工具组被降至测井套环内；

图5示意性地表示图1的测井套环，其中测井工具组又进一步地被降下；

图6示意性地表示图5的横截面6-6；以及

图7示意性地表示图5的横截面7-7；

在图中，相同的参考数字涉及相同的部件。

参照图1，其表示了自地表3处的钻机2起延伸入井身4内的一种钻杆1，该井身4形成在地层5内，该钻杆1具有一设置在其下端的钻头6和一条用于使钻井液从钻机2流至钻头6的纵向流体通道(未示出)。该钻杆1的下端部分包括许多传统的钻杆套管(未示出)，以及一插入在该钻杆1的上部分10和下部分12之间的测井套环8，其中，该钻杆1的下部分12包括一用来驱动钻头6的井下马达(未示出)。