[发明专利]一种井涌检测装置

说明书

本发明提供一种井涌检测装置，包括处理单元和与处理单元连接的气侵监测装置，气侵监测装置布置在钻杆上的确定位置。气侵监测装置包括气体半透膜和气体浓度监测器。其中，气体半透膜包围形成腔体，腔体分隔成互不连通的钻杆腔体和环空腔体。钻杆腔体的半透膜部分完全裸露在钻杆内的钻井液中，环空腔体的半透膜部分完全裸露在环空上返的钻井液中。气体浓度监测器分别布置在钻杆腔体和环空腔体内。本发明提供的井涌检测装置，能够提高气侵检测的及时性和灵敏度，结构简单、安装方便，使用安全，性能可靠，特别适用于早期气侵检测。

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，具体涉及一种井涌检测装置。

背景技术

由于地球物理勘探的不精确性和地层的复杂性，气侵在钻进的过程中很常见。早期气侵如果得不到快速有效的控制，往往造成井涌井喷等危及人们生命财产安全的重大事故。

虽然人们对井涌井喷等重大事故的关注日益增加，对井涌检测技术和井控技术的研究也与日俱增，但是，随着深水、超深水钻井技术的发展，钻井条件变得更加复杂性，井涌井喷事故的发生率也在不断提高。如果我们可以越早地发现气侵，就能越容易地控制井涌，从而减轻井控的难度降低井涌事故的发生率。

传统的井涌检测技术具有耗时久、灵敏度低的特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够提高气侵检测的及时性和灵敏度的井涌检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种井涌检测装置，包括处理单元和与处理单元连接的气侵监测装置，气侵监测装置布置在钻杆上的确定位置。气侵监测装置包括气体半透膜和气体浓度监测器。其中，气体半透膜包围形成腔体，腔体分隔成互不连通的钻杆腔体和环空腔体。钻杆腔体的半透膜部分完全裸露在钻杆内的钻井液中，环空腔体的半透膜部分完全裸露在环空上返的钻井液中。气体浓度监测器分别布置在钻杆腔体和环空腔体内。

根据本发明的井涌检测装置，利用气体半透膜的选择性和气体的扩散性通过测量钻杆腔体和环空腔体内的气体浓度来监测钻杆内外钻井液中气体浓度的大小，并利用气体浓度监测器实时传送钻杆内外气体浓度情况。处理单元通过实施读取气体浓度监测器传送的数据，并计算相对浓度差判断气侵大小，原理简单，便于实现。因此根据本发明的井涌检测装置具有高精度和灵敏度的特点。并且由于气侵监测装置安装在靠近钻头部分的钻柱上，通过该装置可以实现对地层气体有无侵入的实时监控，提高了气侵监测的及时性和准确性，并且时效性强，监测范围广，从而给予工作人员足够的时间控制井涌，提高地下勘探以及生产作业的安全性。另外，根据本发明的井涌检测装置，仅仅由处理单元和气侵监测装置组成，结构简单、安装方便，对使用安全，性能可靠，特别适用于早期气侵检测。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的井涌检测装置，在一个优选的实施方式中，钻杆上与气侵监测装置相对的位置设有扶正半环。

扶正半环与气侵监测装置相对布置在钻杆上共同作用，起到扶正的作用。

进一步地，在一个优选的实施方式中，气体半透膜外周设有保护套。

通过设置保护套，能够很好地保护气体半透膜受到破坏而影响监测效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，保护套由高强度铜合金材质制成。

这种高强度铜合金材质硬度高，耐磨性极好，有较好的铸造性能和切削加工性能，适用于高负荷和高滑动速度下工作的耐磨零件，因此，特别适用于井下气侵监测装置。

进一步地，在一个优选的实施方式中，保护套上中间凸起部分的厚度比两端大。

这种结构形式的保护套结构便于与扶正半环结构对应，从而进一步确保扶正效果。