[发明专利]一种基于钻井液循环的机械式测斜系统

说明书

本发明公开了一种基于钻井液循环的机械式测斜系统，包括按照钻井液流通方向依次连通的泵、流通管、钻杆、钻铤、机械式测斜仪器和钻头，所述的测斜仪器内设置有用于将所测信息转化为脉冲信号的脉冲发生装置，所述的流通管上连通有用于检测脉冲发生装置所产生脉冲信号的传感器，所述的传感器电连接有信号处理系统，所述的钻杆钻杆连接有支撑系统。本发明的有益效果是：本方案能够实现无线随钻测斜的功能，在不影响正常钻井的情况下，实现测量钻井的参数，避免测量数据存在延迟而导致施工误差偏大，便于及时对误差进行纠正处理。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体是一种基于钻井液循环的机械式测斜系统。

背景技术

井斜问题是油气钻井生产中一个非常重要的问题。特别是高陡构造条件下的井斜问题不仅造成机械钻速低导致钻井周期长、钻井成本高而且往往造成井身质量不合格严重时导致中途填井重钻或报废贻误建井周期甚至达不到预定的勘探开发目的。从上世纪20年代起工程技术人员和科研工作者对井斜问题及防斜措施进行了理论研究和工具丌发提出了多种井斜控制方案研制丌发了一些防斜工具。这些理论和工具对控制井斜起到了一定的作用但并不能完全避免井斜的发生。到目前为止所有的油气井在钻井过程中都会发生不同程度的井斜。既然井斜问题不可避免就需要测量井斜以保证井斜在许可范围之内避免发生井下事故。因此井斜的测量是钻井工程上不可缺少的工作对控制井斜、保证井身质量具有重要意义。

测斜技术就是为了解决油气井测斜问题而发展起来的,刚开始时主要是为了测量直井的井斜即测量油气井偏离铅垂线的大小尽量保证井眼的垂直。后来随着钻井技术的进步和复杂油气藏开采的需要出现了定向井、水平井等特殊工艺井随之出现了相应的测量仪器。回顾测斜技术的发展历史可分为三个阶段。第一阶段是虹吸测斜技术其原理是利用液面始终保持水平的特性来测量井斜它是最初的测斜技术与之相关的仪器是虹吸式测斜仪。这种测斜技术由于操作不方便需要时日长耳静已基本被淘汰。第二阶段是照相测斜技术其基本原理是利用重力和磁性原理通过摆锤和指南针在罗盘上成像测量井斜和方位角。这种技术从世纪年代后期开始发展起来年代在油田广泛使用口。与照相测斜技术相关的仪器包括照相式单点测斜仪多点测斜仪等。目前照相式单点测斜仪还在使用而照相式多点测斜仪因读数不方便而被电子多点测斜仪代替。第三阶段是电子测斜技术其基本原理是利用地球重力场和地磁场用加速度计感应地球重力场强而测量并斜用磁通门用来感应地球磁场强而测量方位。这种技术在世纪年代末年代初首先从国外引进后来经过我国技术人员的科研攻关相继研制成功电子单点测斜仪、电子单多点测斜仪等。20世纪70年代切期为满足定向井、水平井钻井工艺需要我国开始引进有线随钻测量仪器和无线随钻测量仪器，并在对关键技术进行消化吸收的基础上开展有线随钻和无线随钻测斜技术的研究工作开发研制有线随钻测量仪器和无线随钻测量仪器。目前国内己有多个生产有线随钻和无线随钻测量仪器的厂家。

机械式无线随钻测斜技术集机械、液压和钻井液脉冲技术为一体，利用精密机械结构测量井斜。井下仪器为纯机械机构，井斜的测量、井斜信息的转换、脉冲信号的产生等全部通过机械装置实现。它可以象MWD一样在下钻之前安装到井下钻具上实现随钻测量实时监测井斜。由于机械式无线随钻测斜仪具有操作使用方便、不受温度和井深影响等优点在深井和高温等特殊直井中得了广泛应用。

国外在机械式无线随钻测斜技术方面的研究工作从20世纪50年代末开始起步,60年代获得成功。70年代末BJHughes公司研制的机械式无线随钻测斜仪商业化丌始在现场推广应用。经过三十多年的研究和改进国外在机械式无线随钻测斜技术方面的研究和应用取得了很大的成就，研究设计了多种类型的机械式测斜仪器。

我国在钻井测斜仪器方面的研究工作己取得了重要的成就但在机械式测斜仪器方面的研究还是空白。国内还没有对机械式无线随钻测斜技术进行过系统的研究也没有研制和生产机械式测斜仪的单位和厂家。原地质矿产部华东石油地质局于1986年申报的中国发明专利“自调机械式随钻测斜仪”中涉及到机械式测斜仪但直没有产品问世，也没有相关的研究报道。

发明内容