[发明专利]基于环空压差随钻测量的气侵监测装置及监测方法

摘要

本发明属于石油工程技术领域，具体地，涉及一种钻井过程中基于环空压差随钻测量的气侵监测装置。基于环空压差随钻测量的气侵监测装置包括气侵随钻监测短节、中心处理器和计算机终端；气侵随钻监测短节两端与钻铤和钻杆相连；中心处理器两端与气侵监测装置和计算机终端相连；计算机终端经数据连接总线向中心处理器发出测量信号，该测量信号经铠装电缆传输到气侵随钻监测短节，传感器组立即进行测量工作，得到对应位置的压力P、温度T和深度H，计算得出实际钻井液密度，若钻井液实际密度与理论密度之差大于气侵判别值，启动井控预防措施。本发明监测精度高，实时性极强，与钻杆的配合简便，操作专业性要求低，稳定性较好，自动化程度高。

主权项

1.一种基于环空压差随钻测量的气侵监测装置，包括：气侵随钻监测短节、中心处理器和计算机终端；其特征在于：气侵随钻监测短节两端与钻铤和钻杆相连；中心处理器两端与气侵随钻监测短节和计算机终端相连；所述随钻气侵监测短节，包括：随钻气侵监测短节本体、传感器组、随钻气侵监测短节公头、随钻气侵监测短节母头；随钻气侵监测短节上部通过随钻气侵监测短节公头与上部钻杆连接，下部通过随钻气侵监测短节母头与钻铤连接；传感器组包括上部第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组、上部第三高精度传感器组和下部第一高精度传感器组、下部第二高精度传感器组、下部第三高精度传感器组；随钻气侵监测短节由合金结构钢制成，随钻气侵监测短节本体内部安装有铠装电缆，随钻气侵监测短节本体外壁上设置六个凹槽，六个凹槽分为上下两排设置，每排三个，上下两排凹槽的间隔为L，上排三个凹槽呈120°对称分布于同一水平面上，下排三个凹槽也呈120°对称分布于同一水平面上，且上排三个凹槽与下排三个凹槽分别对应于同一垂直线上；上部第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组及上部第三高精度传感器组镶嵌于随钻气侵监测短节本体外侧的3个凹槽内，呈120°对称分布；下部第一高精度传感器组、下部第二高精度传感器组及下部第三高精度传感器组镶嵌于随钻气侵监测短节本体下测量点外表面呈120°对称分布的三个凹槽内；所述上部第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组及上部第三高精度传感器组分别与下第一高精度传感器组、下部第二高精度传感器组及下部第三高精度传感器组对应设置在同一垂直线上；上部第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组、上部第三高精度传感器组、下部第一高精度传感器组、下部第二高精度传感器组、下部第三高精度传感器组均包含有一个压力传感器，一个温度传感器和一个深度传感器，压力传感器、温度传感器、深度传感器分别可以得到相应的压力，温度和深度测量数据，测量的钻井液当量循环密度测量精度为0.01g/cm³；上部第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组、上部第三高精度传感器组、下部第一高精度传感器组、下部第二高精度传感器组、下部第三高精度传感器组均与气侵监测短节本体内部的铠装电缆相连，并做防水处理；上测量点处的环空压力测量值由所述的第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组及上部第三高精度传感器组算数平均得到；下测量点处的环空压力测量值由所述的第一高精度传感器组、上部第二高精度传感器组及上部第三高精度传感器组算数平均得到；计算机终端经数据连接总线向中心处理器发出测量信号，该测量信号经铠装电缆传输到气侵随钻监测短节，传感器组立即进行测量工作，得到对应位置的压力P、温度T和深度H，计算得出实际钻井液密度，若钻井液实际密度与理论密度之差大于气侵判别值，启动井控预防措施。