[发明专利]在起下钻过程中的录井或测量

说明书

本发明涉及由井身起下钻管时可获得高分析度井身图像的方法和装置。本方法和装置提供一种井身记录的方法，测量出结构、化学和物理变化的剖面图。在进行垂直、倾斜和水平井的钻井当中，本方法和装置可以获得这些信息。

无论从质量控制还是从计划角度来看，井筒状态信息对钻井过程的成功均是重要的。这个包括许多参数的信息可用于警告工程师在井身结构和操作稳定性方面发生的变化。例如，钻井当中井筒直径必须仔细控制，因为它们能影响到定向钻井用的井下工具总成的性能、限制钻井液由井中排除钻屑的能力、并能限制口井在商业运营之前生产套管固井的成功。而且，井筒信息被用于确定所遇到的地层类型，而这是该井生产碳氧化合物潜力的一个表征。在实际当中还有许多用途会适时地到井筒的信息。

为了获得井下状态信息，在某些特定深度，常常要把钻井工作停下来，由井中取出钻柱，把在一电缆端部会集传感器的探测工具(有线测距系统)下到井中。然后探测工具被缓慢收回，由工具发出的数据沿连接的电缆被传送到地面上。井身状态的信息遂被记录(录井)并接着被分析。这个过程叫电缆测井，可以产生大量数据，工程师们可以用这些数据构成井身全长的物理状态图像。

这种监测类型有两个固有问题：(1)它依赖重力来沉降仪器，如果井筒是倾斜的或在井筒外表上有象架子那样的台阶，仪器便会悬挂起来；(2)在正常钻井或起下钻时它不能进行，因此，不能向钻机提供实时或关于钻井状态的现时信息。最终，在进行之时钻井操作必须暂停，此方法对钻井操作来说是费时的，因此作起来是昂贵的。

第二个随钻录井(LWD)技术涉及到在靠近钻头处定位一特殊的装有探测装置的钻铤。当将其编入钻柱中，它能达到井筒的水平段，不易于悬挂起来。这个技术是利用通过钻井液的泥浆传输声脉冲，遥测信息传到地面。但这项技术在以下几方面受到限制：第一，它被钻井液的类型所限，能够进行有效声波联系的钻井液常常限于水、油或乳化液。而且，因为这个技术是在钻头旋转时得到数据(即是在噪音和振动的环境下)，它一般具有很慢的数据传输率(1比特/秒)，要求大量的计算机处理补偿钻头旋转和人为误差。

另外，LWD仅收集直接在钻头之后的数据，而不能获得井筒其他区域的数据。因此如果在上部井眼发生冲刷现象，这项技术便不会探测到。因此必须用电缆测井数据来补充LWD数据。因此，这项技术除了需要昂贵的LWD设备之外，还需要具有另外电缆测井设备的费时的电缆测井技术。

曾经利用各种各样的技术和方法来传输使用LWD时在井底的传感器工具积累的数据。一项无线技术，利用通过被称为泥浆脉冲的钻井液(泥浆)声波传输信息到地面。这种在加拿大专利1,098,202号文件中讨论的遥测技术，限于用在某些传输损失相当低的钻井液。尽管如此，由于有限的传感器频带宽度和介质的衰减常数，传输速度是低的(大约1比特/秒)。将数据进行压缩来减小被传输的数据的比特数(bit)以便努力改进这个系统性能，但这仍从根本上受到限制。

利用钻柱作为声波传输介质在遥测路径上的改进的努力被证明仅在一定程度上是成功的。加拿大专利1,098,202号文件和美国专发4,139,836和4,320,473号文件对这项技术作了深入讨论，但该技术没有在钻井业取得支持。

根据本发明，描述了一种通过钻柱容纳录井工具的钻井接头，该录井工具具有探测和监测装置，用于从钻柱内收集并存储数据，此钻井接头包括：

与钻柱相接合的一主体；

将录井工具在主体内接合的位于主体内的一连接装置；

在主体上的窗口装置，使探测和监测装置可接触井筒。

在本发明的其他实施例中，窗口装置可以是与录井工具在钻井接头内接合相响应的液压驱动窗口，在钻井接头主体上打开的槽口、在主体上的一薄壁部分或在主体件内的一个滑套。

在一个特殊实施例中，窗口套还有一套的闭锁机构，用于在一关闭位置锁定套，和一录井工具闭锁机构，用于靠着窗口套锁住录井工具。

在本发明的另一实施例中，钻井接头的主体有一坐底部分和一上部，此坐底和上部部分有一内孔和带螺纹表面，用以该两部分的相互连接和拆开。

在一特殊实施例中，本发明提供一通过钻柱接受录井工具的钻井接头，此录井工具有探测和监测装置，用于从钻柱内收集并储存数据，此钻井接头包括：

一与钻柱接合的圆柱主体，此圆柱主体构成钻柱一部分，具有坐底部分和上部部分，此坐底部分和上部部分具有一内孔和螺纹表面，用于该两部分的连接与分开；

在钻柱内用于接合和定位录井工具的在主体上的连接装置；