本實(shí)用新型涉及油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其是一種井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的氣測(cè)錄井技術(shù)通過收集返回地面的鉆井液中的氣體(包括甲烷、二氧化碳和硫化氫等混合物)，測(cè)量其物質(zhì)組分，間接地對(duì)地層進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是，鉆井液從目的地層返回到地面需要經(jīng)過較長(zhǎng)環(huán)空管路(隨著鉆井深度不同，管路長(zhǎng)度不同，一般長(zhǎng)達(dá)幾千米)的流動(dòng)，信息滯后嚴(yán)重，無法實(shí)時(shí)反映井下鉆頭處相關(guān)信息；同時(shí)，在鉆井液經(jīng)環(huán)空上返至地面的流動(dòng)過程中，溫度、壓力等相關(guān)環(huán)境條件隨鉆井液在管路的流動(dòng)而動(dòng)態(tài)發(fā)生改變，鉆井液中的溶解氣也可能在流動(dòng)過程中向游離態(tài)轉(zhuǎn)化，部分氣體會(huì)隨著鉆井液進(jìn)入到脫氣器進(jìn)行脫氣，但也有部分氣體則可能會(huì)由鉆井液上升到地面后通過液面直接逸失到空氣中，影響后續(xù)氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度。

近年來鉆井速度與效率要求越來越高，對(duì)氣體分析、安全等要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的氣測(cè)錄井技術(shù)已難以滿足油氣勘探開發(fā)需求。為此我們發(fā)明了一種新的井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置，解決了以上技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種在井下高溫、高壓環(huán)境中對(duì)溶解在鉆井液中的氣體進(jìn)行在線、實(shí)時(shí)檢測(cè)分析的井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置。

本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置包括液壓模塊，氣體檢測(cè)模塊，控制模塊和泥漿脈沖發(fā)生器，通過該液壓模塊中活塞的移動(dòng)，使環(huán)空鉆井液流入該液壓模塊中，該氣體檢測(cè)模塊連接于該液壓模塊，測(cè)量環(huán)空鉆井液內(nèi)甲烷氣體的含量，并由該測(cè)量值，確定地層中的甲烷氣體的濃度，并將氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摽刂颇K，該控制模塊連接于該氣體檢測(cè)模塊，處理該氣體檢測(cè)模塊傳來的數(shù)據(jù)，并將需要上傳到地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送到該泥漿脈沖發(fā)生器，該泥漿脈沖發(fā)生器連接于該控制模塊，將需要上傳到地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變成泥漿脈沖信號(hào)，并傳輸給地面系統(tǒng)，地面系統(tǒng)將泥漿脈沖信號(hào)解讀后得到上傳數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置還包括過濾模塊，該過濾模塊位于該液壓模塊的下方，以去除環(huán)空鉆井液內(nèi)的巖屑。

該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置還包括壓力補(bǔ)償模塊，該壓力補(bǔ)償模塊連接于該液壓模塊，使得該液壓模塊的油箱壓力略高于環(huán)空壓力，并實(shí)現(xiàn)不同深度下該液壓模塊的油箱壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。

該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置還包括井下電源模塊，該井下電源模塊連接于該液壓模塊，該氣體檢測(cè)模塊，該控制模塊和該泥漿脈沖發(fā)生器，以提供電源。

該井下電源模塊包括高溫電池組和泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)為該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置的主電源，該高溫電池組為備用電源。

該液壓模塊還包括溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器，該溫度傳感器、該壓力傳感器和該位移傳感器采集井下溫度、壓力及位移數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型中的井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置，可以實(shí)時(shí)、在線實(shí)現(xiàn)井下氣體(如：甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體)參數(shù)檢測(cè)，解決傳統(tǒng)氣測(cè)錄井在地面檢測(cè)時(shí)所帶來的信息滯后問題，提升測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的勘探開發(fā)提供有價(jià)值的指導(dǎo)信息。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例的原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖所示，作詳細(xì)說明如下。

如圖1和圖2所示，圖1為本實(shí)用新型的井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2為井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置的原理圖。該井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置包括泥漿脈沖發(fā)生器1、井下電源模塊2、控制模塊3、壓力補(bǔ)償模塊4、氣體檢測(cè)模塊5、液壓模塊6、過濾模塊7。

過濾模塊7，用于去除環(huán)空鉆井液內(nèi)的巖屑，以避免大顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng)，對(duì)液壓缸、液壓閥造成嚴(yán)重的損壞。由于井下工具需要有3～4天無故障工作時(shí)間，要求過濾模塊7能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)、正常過濾，即具有防止泥餅的形成的功能，該過濾模塊7可以是濾網(wǎng)，也可以是離心機(jī)，其特點(diǎn)是防堵塞。

液壓模塊6連接于過濾模塊7，液壓模塊是該裝置的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其包括液壓泵、液壓集成塊、液壓閥、液壓缸、溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等。其主要作用是執(zhí)行泥漿吸入、泥漿降壓及泥漿外排動(dòng)作。

氣體檢測(cè)模塊5連接于液壓模塊6，通過電路與井下電源模塊2、控制模塊3相連，用于測(cè)量環(huán)空鉆井液內(nèi)甲烷等氣體的含量，并由該測(cè)量值，確定地層中的甲烷等氣體的濃度，并將氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂颇K。

壓力補(bǔ)償模塊4連接于液壓模塊6，其活塞一側(cè)與液壓模塊6的油箱相連，另一側(cè)與環(huán)空泥漿和壓縮彈簧相連，液壓模塊的油箱壓力與不同井深下環(huán)空壓力及彈簧壓力能夠保持動(dòng)態(tài)平衡，使得液壓模塊6的油箱壓力略高于環(huán)空壓力，即只允許液壓油向環(huán)空單向泄漏，不允許環(huán)空中的鉆井液進(jìn)入液壓模塊6內(nèi)。同時(shí)隨著測(cè)試裝置下井深度的變化，該模塊實(shí)現(xiàn)不同深度下液壓模塊6的油箱壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。

控制模塊3連接于壓力補(bǔ)償模塊4，通過電路與泥漿脈沖發(fā)生器1、井下電源模塊2、控制模塊3相連，用于接收地面系統(tǒng)傳到井下的操作指令，然后利用單片機(jī)程序控制液壓模塊6、收集、存儲(chǔ)、處理測(cè)試裝置中傳感器的狀態(tài)信息(在一實(shí)例中包括溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器)；處理氣體檢測(cè)模塊5傳來的數(shù)據(jù)，并將需要上傳到地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送到泥漿脈沖發(fā)生器1。

井下電源模塊2連接于泥漿脈沖發(fā)生器1、控制模塊3、氣體檢測(cè)模塊5和液壓模塊6，包括高溫電池組、泥漿渦輪發(fā)電機(jī)。由于本實(shí)用新型在井下長(zhǎng)時(shí)間工作，因此采用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)作為測(cè)試裝置的主電源，對(duì)液壓模塊6中浸油電機(jī)、電磁閥等耗電量大的元件供能；采用高溫電池組作為備用電源，對(duì)泥漿脈沖發(fā)生器1、控制模塊3、氣體檢測(cè)模塊5供電，保證在泥漿渦輪發(fā)電機(jī)失效時(shí)測(cè)試裝置控制正常。

泥漿脈沖發(fā)生器1連接于控制模塊3，通過電路與井下電源模塊2相連，將需要上傳到地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變成泥漿脈沖信號(hào)，并傳輸給地面系統(tǒng)，地面系統(tǒng)將泥漿脈沖信號(hào)解讀后得到上傳數(shù)據(jù)

測(cè)試裝置的外筒通過轉(zhuǎn)接頭8與標(biāo)準(zhǔn)鉆鋌9連接，并布置在靠近鉆頭10處；

測(cè)試裝置中的各個(gè)模塊利用電氣連接插頭、流體連通接頭完成模塊之間的電氣協(xié)調(diào)和流體傳輸。

本實(shí)用新型的井下隨鉆氣測(cè)錄井測(cè)試裝置的運(yùn)行過程如下：

第一步，通過液壓模塊6中活塞的移動(dòng)，使液壓缸的無桿腔容積從零開始增大，測(cè)試裝置內(nèi)部將形成低壓，環(huán)空鉆井液則經(jīng)過孔71流入液壓模塊6中液壓缸的無桿腔內(nèi)。在流入過程中，過濾模塊7去除鉆井液中的巖屑。

第二步，控制模塊3使液壓模塊6中的截止閥關(guān)閉，所述截止閥一端與環(huán)空連通，另一端與液壓缸無桿腔連通。同時(shí)繼續(xù)增大液壓缸無桿腔的容積，由于流入液壓缸無桿腔內(nèi)的鉆井液質(zhì)量不變，但鉆井液的體積增大，則鉆井液快速從高壓降低到低壓，并伴隨著氣體析出。此時(shí)氣體檢測(cè)模塊5可在低壓環(huán)境中對(duì)析出的氣體進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊3?？刂颇K3處理、分析數(shù)據(jù)后，將結(jié)果通過泥漿脈沖發(fā)生器1傳送給地面系統(tǒng)。

第三步，氣體測(cè)量完畢后，液壓模塊6通過打開截止閥和推動(dòng)活塞返回，使液壓缸內(nèi)已完成檢測(cè)的鉆井液排送至環(huán)空中。在一實(shí)例中，鉆井液從測(cè)試裝置內(nèi)經(jīng)過孔71排至環(huán)空。在另一實(shí)例中，從液壓模塊6內(nèi)與環(huán)空連通的另一小孔排至環(huán)空。

綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。