随钻套管系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111594050A(43)申请公布日2020.08.28(21)申请号202010340148.5(22)申请日2020.04.26(71)申请人西安石油大学地址710065陕西省西安市电子二路东段18号(72)发明人周静杨雨舟(74)专利代理机构西安中科汇知识产权代理有限公司61254代理人王培境(51)Int.Cl.E21B7/20(2006.01)E21B47/12(2012.01)E21B47/18(2012.01)E21B21/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称随钻套管系统和方法(57)摘要本发明提供了一种随钻套管系统和方法，本发明系统包括套管钻柱、随钻测量工具、钻头、浮鞋和密封件，还可以进一步包括稳定器。本发明随钻测量工具可移动及取回，并且将钻头留在孔中，而不会损坏工具，且无需将套管抬高到地面。CN111594050ACN111594050A权利要求书1/1页1.一种随钻套管系统，其特征在于，包括套管钻柱、随钻测量工具、钻头、浮鞋和密封件，所述套管钻柱的长度方向具有中心轴、底部为钻头，所述套管钻柱的直径垂直于中心轴线；所述随钻测量工具附接至套管钻柱的底部，所述随钻测量工具具有顶部、沿所述中心轴线的长度、底部和垂直于所述中心轴线的直径；所述密封件具有顶部、底部和从中穿过的孔口，所述密封件位于所述套管钻柱的所述长度内、钻头上方；所述浮鞋的一端可移动地定位在所述密封件的所述顶部上，另一端附接至随钻测量工具的底部，所述浮鞋具有与密封件中的孔口相通的孔和垂直于所述中心轴线的直径。2.根据权利要求1所述随钻套管系统，其特征在于，所述随钻套管系统还包括稳定器，所述稳定器的底部可拆卸地连接至随钻测量工具的顶部，其直径垂直于所述中心轴线。3.根据权利要求1所述随钻套管系统，其特征在于，所述随钻测量工具的直径小于所述套管钻柱的直径。4.根据权利要求3所述随钻套管系统，其特征在于，所述套管钻柱的直径至少为5.5英寸，所述随钻测量工具的所述直径小于5.5英寸。5.根据权利要求1所述随钻套管系统，其特征在于，所述稳定器具有定位组件。6.根据权利要求5所述随钻套管系统，其特征在于，所述定位组件包括至少两个鳍片，所述鳍片垂直附接到所述稳定器。7.根据权利要求6所述随钻套管系统，其特征在于，所述定位组件包括3个鳍片。8.根据权利要求1所述随钻套管系统，其特征在于，所述稳定器的顶部与井下回收系统连通。9.一种随钻套管系统的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)将所述套管钻柱的一端固定至凯利接头的底部，并且旋转台用于旋转整个套管钻柱的组件，同时绞车用于将套管钻柱降低到钻孔中并施加受控的轴向压缩载荷；2)使用旋转钻机将钻孔钻入地下，所述随钻测量工具能够在钻孔过程中在钻孔的底部测量期望的参数，并且根据指令，使用循环流体中的一系列压力脉冲将适当编码的这些参数传递到地面。10.根据权利要求8所述随钻套管系统的使用方法，其特征在于，操作过程中，钻井液通常被存储在泥浆池中，并被泥浆泵吸起，然后泥浆泵使钻井液依次流过电涌抑制器、凯利软管和旋转接头并进入套管钻柱、随钻测量工具和钻头及其钻嘴，然后，钻井液返回地面；所述钻井液到达地面时，通过泥浆回流管线循环至泥浆池。11.根据权利要求9所述随钻套管系统的使用方法，其特征在于，保持钻井液循环所需的压力由方钻杆软管上的压敏传感器测量，测得的压力作为电信号通过传感器电缆传输到地面计算机，所述计算机解码并显示所传输的信息给司钻。2CN111594050A说明书1/5页随钻套管系统和方法技术领域[0001]本发明涉及利用随钻测量工具对石油和天然气随钻进行套管系统和方法。具体地，本发明提供了一种系统，该系统在钻探的同时进行测量，并取回测量值而无需将套管抬高到地面。背景技术[0002]大多数石油和天然气井通常都用钻杆钻探。还已知不使用钻杆，而是实际使用套管进行钻探，有时将其称为套管钻或随钻套管(CWD)。套管钻井的主要目的是消除经典套管运行并在钻井时隔离地层。通过使用标准的套管柱代替常规的钻柱，可以逐段同时进行钻井和套管。随钻套管也是一种减轻危害的解决方案，它适用于钻探具有较高钻孔不稳定性和已知损失的浅层浅段。随钻套管的效率更高，因为它实际上是一次进行两次操作，每个流量计同时钻孔和装箱。此外，它减少了跳闸和跳闸的时间以及由此带来的风险。更进一步，它减少了钻孔时间，并减少了总的非生产时间。[0003]随钻套管与标准钻井作业相比有许多优点。常规操作中的钻柱有时会从井中拉出，而钻杆的套管则永远不会被拉起，这意味着钻头永久留在孔中。此外，所有钻孔操作都需要某种类型的井下工具来确定钻孔的位置和去向。MWD在石油和天然气工业