用于连续油管钻井的井筒检漏设备.pdf

本发明公开了一种用于连续油管钻井的井筒检漏设备，包括井下找漏短节和连续油管，井下找漏短节在连续油管的末端与其它井下设备连接，井下找漏短节包括短节主体、至少一个传感器组、电路系统和RFID标签读取线圈，其中：RFID标签读取线圈安装在短节主体的内壁上，并通过电路系统连接至传感器组，传感器组用于获取其自身所处环境的相应参数，电路系统用于在RFID标签读取线圈读取到携带启动命令的RFID启动标签时控制传感器组启动以及存储传感器组读取到的环境参数数据。本发明中的井筒检漏设备操作简单、可靠性高、成本低。本发明中的井筒检漏设备操作简单、可靠性高、成本低。

1.  一种用于连续油管钻井的井筒检漏设备，其特征在于，包括井 下找漏短节(6)和连续油管(4)，所述井下找漏短节(6)在所述连 续油管(4)的末端与其它井下设备(7)连接，所述井下找漏短节(6) 包括短节主体(8)、至少一个传感器组、电路系统(11)和RFID标 签读取线圈(15)，其中：
所述RFID标签读取线圈(15)安装在所述短节主体(10)的内 壁上，并通过所述电路系统(11)连接至所述传感器组，所述传感器 组用于获取其自身所处环境的相应参数，所述电路系统(11)用于在 所述RFID标签读取线圈(15)读取到携带启动命令的RFID启动标签 (5)时控制所述传感器组启动以及存储所述传感器组读取到的环境参 数数据。

2.  根据权利要求1所述的用于连续油管钻井的井筒检漏设备，其 特征在于，所述传感器组的数量为三个，包括温度传感器组、压力传 感器组和超声传感器组，每个传感器组均包括多个在所述短节主体(8) 的一径向截面上均匀分布的相应的传感器，且三个传感器组位于不同 的截面上，所述温度传感器组和所述超声传感器组位于所述短节主体 (8)的外壁上，所述压力传感器组位于所述短节主体(8)的内壁上。

3.  根据权利要求2所述的用于连续油管钻井的井筒检漏设备，其 特征在于，每个传感器组均包括四个相应的传感器。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的用于连续油管钻井的井筒 检漏设备，其特征在于，所述短节主体(8)上还设有电池槽，所述电 池槽内安装有电池组(9)，所述电池组(9)用于为所述电路系统(11)、 所述RFID标签读取线圈(15)和所述传感器组供电。

5.  根据权利要求4所述的用于连续油管钻井的井筒检漏设备，其 特征在于，所述电路系统(11)上设有一数据接口(12)，用于读取所 述电路系统(11)中存储的环境参数数据，所述短节主体(8)的外壁 上设有用于保护所述数据接口(12)的接口滑盖(13)。

6.  根据权利要求1至3中任一项所述的用于连续油管钻井的井筒 检漏设备，其特征在于，还包括在所述连续油管(4)上串联安装的泥 浆泵(1)、RFID投放装置(2)和连续油管车(3)，所述RFID投放 装置(2)用于向所述连续油管(4)内投放所述RFID启动标签(5)， 所述连续油管车(3)用于控制所述连续油管(4)的收起和下放。

7.  根据权利要求1至3中任一项所述的用于连续油管钻井的井筒 检漏设备，其特征在于，所述RFID标签读取线圈(15)在所述短节 主体(8)的内壁上沿周向环形安装。

用于连续油管钻井的井筒检漏设备
技术领域
本发明涉及石油钻探设备领域，具体而言，涉及一种用于连续油 管钻井的井筒检漏设备。
背景技术
井漏是石油天然气钻井工程中的多发事故，即钻井过程中，井筒 内钻井液或其他介质漏入地层孔隙、裂缝等空间的现象。严重的井漏 会导致井内压力下降，引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷； 同时，井漏还会严重污染油气层，进而影响油气产量。堵漏工作的关 键在于及时发现井漏并尽快准确的确定漏失层的位置，以便及时采取 有效的堵漏措施。
目前广泛使用的方法包含：同位素找漏、测井找漏、封隔器找漏 等。同位素找漏是在钻井液中加入放射性失踪物质，根据放射性的异 常可找出漏层，此法测量非常准确但不经济，同时有放射性的危害。 测井找漏通常需要起钻空井，必要时需要通井，而且需要下入专业设 备进行测量分析找漏，作业周期长，成本高。封隔器找漏由于需要多 次坐封，一般不能采用机械封隔器，且封隔器易坏，虽然漏失点找的 较准，但对操作要求高。因此在钻井过程中缺乏一种易操作、成本低、 可靠性高的找漏技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种操作简单、可靠性高、 成本低的井筒检漏设备。
因此，本发明的技术方案如下：
一种用于连续油管钻井的井筒检漏设备，包括井下找漏短节和连 续油管，所述井下找漏短节在所述连续油管的末端与其它井下设备连 接，所述井下找漏短节包括短节主体、至少一个传感器组、电路系统 和RFID标签读取线圈，其中：
所述RFID标签读取线圈安装在所述短节主体的内壁上，并通过 所述电路系统连接至所述传感器组，所述传感器组用于获取其自身所 处环境的相应参数，所述电路系统用于在所述RFID标签读取线圈读 取到携带启动命令的RFID启动标签时控制所述传感器组启动以及存 储所述传感器组读取到的环境参数数据。
在该技术方案中，当钻井过程中需要起钻时，在地面向连续油管 内投入RFID启动标签，标签随钻井液到达井下找漏短节，找漏短节 启动。在起钻过程中，各传感器组同时记录钻井液的例如压力、温度 及超声波等信号，并存储在电路系统中。当起钻结束，井下找漏短节 到达地面，取出存储的各种信息并加以分析找到漏点所在井下位置。 通过该技术方案，可以解决目前油气井钻井面临的漏点定位周期长、 成本高的技术难题，实现连续油管钻井过程中的漏点检测及定位，最 终减少找漏时间与作业风险。
所述传感器组的数量可以为三个，包括温度传感器组、压力传感 器组和超声传感器组，每个传感器组均包括多个在所述短节主体的一 径向截面上均匀分布的相应的传感器，且三个传感器组位于不同的截 面上，所述温度传感器组和所述超声传感器组位于所述短节主体的外 壁上，所述压力传感器组位于所述短节主体的内壁上。
所述短节主体上还设有电池槽，所述电池槽内安装有电池组，所 述电池组用于为所述电路系统、所述RFID标签读取线圈和所述传感 器组供电，在井下工作更加方便可靠。
所述电路系统上设有一数据接口，用于读取所述电路系统中存储 的环境参数数据，所述短节主体的外壁上设有用于保护所述数据接口 的接口滑盖。
所述的用于连续油管钻井的井筒检漏设备还包括在所述连续油管 上串联安装的泥浆泵、RFID投放装置和连续油管车，所述RFID投放 装置用于向所述连续油管内投放所述RFID启动标签，所述连续油管 车用于控制所述连续油管的收起和下放。
所述RFID标签读取线圈在所述短节主体的内壁上沿周向环形安 装，读取RFID启动标签更加方便可靠。
本发明中的井筒检漏设备，无需空井下测井设备找漏，可在起下 钻过程中找漏，节省测井找漏时间；井下设备结构简单，不仅可用于 钻井作业，也可用于固井完井作业；使用温度与超声波两种检漏技术， 检漏精度高；使用RFID标签作为设备启动方法，控制可靠性高，避 免误操作启动井下检漏工具。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于连续油管钻井的井筒检漏设备的 示意图；
图2是图1中井下找漏短节的结构示意图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图2中的B-B剖视图；
图5是图1中电路系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要 说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。
如图1和图4所示，根据本发明的实施例的用于连续油管钻井的 井筒检漏设备，包括井下找漏短节6和连续油管4，所述井下找漏短 节6在所述连续油管4的末端与其它井下设备7连接，所述井下找漏 短节6包括短节主体8、至少一个传感器组、电路系统11和RFID标 签读取线圈15，其中：
所述RFID标签读取线圈15安装在所述短节主体10的内壁上， 并通过所述电路系统11连接至所述传感器组，所述传感器组用于获取 其自身所处环境的相应参数，所述电路系统11用于在所述RFID标签 读取线圈15读取到携带启动命令的RFID启动标签5时控制所述传感 器组启动以及存储所述传感器组读取到的环境参数数据。
其中，所谓的“相应参数”是指，例如温度传感器就是温度，压力 传感器就是压力，等。
在该技术方案中，当钻井过程中需要起钻时，在地面向连续油管 4内投入RFID启动标签5，标签随钻井液到达井下找漏短节6，找漏 短节6启动。在起钻过程中，各传感器组同时记录钻井液的例如压力、 温度及超声波等信号，并存储在电路系统11中。当起钻结束，井下找 漏短节到达地面，取出存储的各种信息并加以分析找到漏点所在井下 位置。通过该技术方案，可以解决目前油气井钻井面临的漏点定位周 期长、成本高的技术难题，实现连续油管钻井过程中的漏点检测及定 位，最终减少找漏时间与作业风险。
所述传感器组的数量可以为三个，包括温度传感器组、压力传感 器组和超声传感器组，每个传感器组均包括多个在所述短节主体8的 一径向截面上均匀分布的相应的传感器，且三个传感器组位于不同的 截面上，所述温度传感器组和所述超声传感器组位于所述短节主体8 的外壁上，所述压力传感器组位于所述短节主体8的内壁上。
其中，如图2至图4所示，10为温度传感器，14为超声传感器， 16为压力传感器。每个传感器组可以均包括四个相应的传感器。
所述短节主体8上还设有电池槽，所述电池槽内安装有电池组9， 所述电池组9用于为所述电路系统11、所述RFID标签读取线圈15 和所述传感器组供电，在井下工作更加方便可靠。
所述电路系统11上设有一数据接口12，用于读取所述电路系统 11中存储的环境参数数据，所述短节主体8的外壁上设有用于保护所 述数据接口12的接口滑盖13。
所述的用于连续油管钻井的井筒检漏设备还包括在所述连续油管 4上串联安装的泥浆泵1、RFID投放装置2和连续油管车3，所述RFID 投放装置2用于向所述连续油管4内投放所述RFID启动标签5，所述 连续油管车3用于控制所述连续油管4的收起和下放。
所述RFID标签读取线圈15在所述短节主体8的内壁上沿周向环 形安装，读取RFID启动标签更加方便可靠。
本发明中的井筒检漏设备，无需空井下测井设备找漏，可在起下 钻过程中找漏，节省测井找漏时间；井下设备结构简单，不仅可用于 钻井作业，也可用于固井完井作业；使用温度与超声波两种检漏技术， 检漏精度高；使用RFID标签作为设备启动方法，控制可靠性高，避 免误操作启动井下检漏工具。
在一种具体实施例中：
如图1所示，本实施例分为地面部分和井下部分，地上部分为RFID 投放装置2，井下部分为井下找漏短节6。RFID投放装置2连接在连 续油管4上，主要起RFID启动标签5的信息投放功能，开可以增加 向RFID启动标签5内写入信息的功能。井下找漏短节6在钻井过程 中随钻头及其它井下设备7一起下入井下。
如图2至图4所示，井下找漏短节6内壁设有RFID标签读取线 圈15及压力传感器16，外壁设有四个温度传感器10及四个超声传感 器14，温度传感器10及超声传感器14分别在轴向不同位置沿径向均 匀分布，短接主体8内置电路系统11与电池组9，电池组9为电路系 统11供电，电路系统11在短接主体8外壁设有数据接口12，接口外 部设有接口滑盖13，接口滑盖13在井下找漏短节6下入井内后为常 闭状态。其中，电路系统11的原理可以如图5中所示，不再赘述。
如图1至图4所示，当钻井过程中需要起钻时，通过RFID投放 装置2向连续油管4内投入RFID启动标签5，标签随钻井液到达井下 找漏短节6，RFID标签读取线圈15读取到RFID启动标签5包含的启 动信息，井下找漏短节6启动。停止钻井液循环后起钻过程中，压力 传感器16、温度传感器10与超声传感器14同时记录钻井液压力、温 度及超声波信号，并存储在电路系统11中的信息存储区。当起钻结束， 井下找漏短节6到达地面，打开接口滑盖13，使用地面设备取出信息 存储区的各种信息并加以分析找到漏点所在井下位置。
在提钻过程中，如遇井漏位置，钻井液温度变化必然与无井漏条 件下的温度梯度不同。在井漏位置，钻井液通过阻流位置从高压区流 向低压区，即井筒内流向井筒外，钻井液快速膨胀并出现紊流现象。 流体发生紊流时，会产生不同频段的超声波。因此，在井漏位置所记 录到的异常温度与超声波信号，根据所记录到的压力值，可以得到相 对应的深度信息，经过综合分析可以最终得到井漏的具体位置。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的 技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这 种实施例都包括在本发明的范围之内。