一种鱼顶位置测量方法与流程

本发明涉及一种鱼顶位置测量方法，用于钻具落井时测量鱼顶的深度和相对井眼的方位。

背景技术：

在石油勘探开发过程中，经常会出现钻具落井的事故。在处理这种井时需要沿原井眼轨迹钻井，试图钻到鱼顶，然后再采取打捞等处理措施。然而由于轨迹控制误差等原因，钻头往往与鱼顶擦肩而过。此时就需要在新打的井眼中测量鱼顶的深度和相对井眼的方位。测量鱼顶最有效的方法是磁性定位测井。但是磁性定位仪器无法测量鱼顶和相对井眼的方位，而且当仪器距离鱼顶较远时也无法测量到鱼顶的深度。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种鱼顶位置测量方法，在鱼顶距离井口较远时还能够给确定鱼顶的深度以及鱼顶相对井眼的方位。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种鱼顶位置测量方法，包括：

在钻杆的下端安装偏心磁性定位装置，将偏心磁性定位装置下放到鱼顶下方的位置；

上提钻杆，将偏心磁性定位装置的位置提升到鱼顶的上方，同时所述偏心磁性定位装置通过探测磁场变化测量鱼顶的位置；旋转钻杆一定的角度，下放钻杆使偏心磁性定位装置的位置下降到鱼顶的下方，同时所述偏心磁性定位装置通过探测磁场变化测量鱼顶的位置；

再次旋转一定的角度重复上提钻杆和下放钻杆的测量的操作，直到钻杆旋转一周；

对比上提或下放钻杆过程中测量鱼顶位置的数据，判断出鱼顶所在的高度位置；对比每个角度测量鱼顶的位置的数据，判断出鱼顶所在的方向位置。

本发明的进一步改进在于，组装所述偏心磁性定位装置时，将弯钻杆固定在钻杆的底部，并在弯钻杆完全的方向上安装定位装置；

然后，在弯钻杆的底部安装所述偏心磁性定位装置，所述偏心磁性定位装置内偏心设置磁性定位仪，所述磁性定位仪的偏心方向与定位装置的方向保持一致。

本发明的进一步改进在于，组装所述偏心磁性定位装置时，在底座的边缘固定若干连接杆；将所述连接杆的上端连接上接头，所述上接头的上部可拆卸式连接所述弯钻杆。

本发明的进一步改进在于，所述偏心定位装置的底座的边缘均匀设置若干仪器接头，所述仪器接头绕所述底座的中心设置一周，所述磁性定位仪安装在其中一个仪器接头上。

本发明的进一步改进在于，所述弯钻杆和所述上接头之间通过螺纹相连；在连接所述弯钻杆和所述上接头时，旋转所述偏心磁性定位装置，保证所述弯钻杆和所述上接头连接稳定的状态下，使所述偏心磁性定位装置上的磁性定位仪的偏心方向与定位装置的方向保持一致。

本发明的进一步改进在于，当所述弯钻杆与所述上接头在拧紧状态时，如果不能使所述磁性定位仪的偏心方向与定位装置的方向保持一致，则将磁性定位仪安装更换到朝向定位装置的方向上的所述仪器接头上。

本发明的进一步改进在于，所述定位装置包括设置在弯钻杆弯曲方向的侧壁上的定位键，以及探测定位键方向的陀螺仪；所述陀螺仪随钻具下放到井下，并在井下探测测量鱼顶位置时所述定位键的方向。

本发明的进一步改进在于，钻杆完成上提或下放操作后，旋转的角度为10～30度。

本发明的进一步改进在于，所述连接杆和所述仪器接头的数量相同，并且所述连接杆和所述仪器接头间隔设置。

本发明的进一步改进在于，所述连接杆采用不锈钢材质或铝合金材质。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种鱼顶位置测量方法，在鱼顶距离井口较远时还能够给确定鱼顶的深度以及鱼顶相对井眼的方位。弯钻杆提供一定的偏心距离，配合偏心磁性定位装置，形成一定的偏心距离，在使用时通过旋转钻杆测量不同偏心方向上的数据，从而判断出鱼顶的方向。通过提拉钻杆能够测量出鱼顶所在的高度。

当井眼距离鱼顶较远时，普通磁性定位仪器和方法可能测量不到鱼顶信号。然而，通过使用本发明所述的鱼顶位置测量方法，旋转钻杆有可能使磁性定位仪器靠近鱼顶，从而测量到鱼顶信号。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的鱼顶位置测量装置的结构示意图；

图2所示为本发明的一个实施例的偏心磁性定位装置的结构示意图；

图3所示为本发明的一个实施例的偏心磁性定位装置的横截面示意图；

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、钻杆，2、偏心磁性定位装置，3、钻具，4、井口，5、套管，11、弯钻杆，12、定位键，21、上接头，22、底座，23、仪器接头，24、磁性定位仪，25、电缆头，26、连接杆，31、鱼顶，41、井壁。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

本实施例所述鱼顶位置测量方法，在鱼顶距离井口较远时还能够给确定鱼顶的深度以及鱼顶相对井眼的方位。

如图1所示的一个实施例的一种鱼顶位置测量装置，本实施例所述的鱼顶位置测量方法使用所述鱼顶测量装置对鱼顶位置进行测量。

所述鱼顶位置测量装置包括弯钻杆11和偏心磁性定位装置2。钻杆1从井口4延伸到井下，弯钻杆11设置在井下，连接在钻杆1的底部。钻杆1是相对较直的杆体，弯钻杆11的中部发生弯曲，弯钻杆11的上端的中心轴与钻杆1的中心轴重合，下端的中心轴与钻杆1的中心轴平行，由于弯钻杆11的中部设置弯曲的部分，则弯钻杆11的上端的中心轴和下端的中心轴之间具有一定的距离。在本实施例中，偏心磁性定位装置2连接在弯钻杆11的底部。偏心磁性定位装置2为圆筒形的结构，其中心轴与弯钻杆11的底端的中心轴重合，与钻杆1的中心轴平行。所述偏心磁性定位装置2的内部设置有磁性定位仪24，磁性定位仪24设置在距离偏心磁性定位装置2中心轴一段距离的位置，处于偏心的状态。磁性定位仪24的偏心方向与所述弯钻杆11的弯曲方向相同，即偏心磁性定位仪24的中心轴相对于钻杆1中心轴的方向与磁性定位仪24相对于偏心磁性定位仪24中心轴的方向一致。

其中，所述磁性定位仪24与鱼顶31之间发生磁吸作用，所述偏心磁性定位装置2随钻杆1沿轴向移动时，所述磁性定位仪24与所述鱼顶31之间的磁力随位置变化而发生变化，在所述磁性定位仪24与所述鱼顶31的距离最近时磁力最大。

根据所述鱼顶位置测量装置，所述鱼顶位置测量方法包括以下步骤：

在钻杆1的下端安装偏心磁性定位装置2，将偏心磁性定位装置2下放到鱼顶下方的位置。

上提钻杆1，将偏心磁性定位装置2的位置提升到鱼顶的上方，同时所述偏心磁性定位装置2通过探测磁场变化测量鱼顶的位置。旋转钻杆1一定的角度，下放钻杆1使偏心磁性定位装置2的位置下降到鱼顶的下方，同时所述偏心磁性定位装置2通过探测磁场变化测量鱼顶的位置。

再次旋转一定的角度重复上提钻杆1和下放钻杆1的测量的操作，上提钻杆1，将偏心磁性定位装置2的位置提升到鱼顶的上方，同时所述偏心磁性定位装置2通过探测磁场变化测量鱼顶的位置。旋转钻杆1一定的角度，下放钻杆1使偏心磁性定位装置2的位置下降到鱼顶的下方，同时所述偏心磁性定位装置2通过探测磁场变化测量鱼顶的位置。

重复旋转钻杆1，直到钻杆1旋转一周。

对比上提或下放钻杆1过程中测量鱼顶位置的数据，判断出鱼顶所在的高度位置；对比每个角度测量鱼顶的位置的数据，判断出鱼顶所在的方向位置。

在一个实施例中，安装所述偏心磁性定位装置2时，将弯钻杆11固定在钻杆1的底部，并在弯钻杆11完全的方向上安装定位装置。然后，在弯钻杆11的底部安装所述偏心磁性定位装置2，所述偏心磁性定位装置2内偏心设置磁性定位仪24，所述磁性定位仪24的偏心方向与定位装置的方向保持一致。

在使用根据本实施例所述的方法时，通过将偏心磁性定位装置2组装到弯钻杆11上，钻杆1的中心轴在弯钻杆11和偏心磁性定位仪24的偏心设置的作用下，与磁性定位仪24之间产生较明显的距离。在旋转钻杆1时，不同角度上磁性定位仪24的凸出位置不同，再测量结束后，不同角度的测量结果进行对比，根据每组中最大磁力的大小能够判断出哪一组在测量时磁性定位仪24与鱼顶的位置最近，从而判断出鱼顶在井下的方向。

在一个实施例中，如图2所示，偏心磁性定位装置2包括底座22和上接头21，上接头21用于连接弯钻杆11，底座22用于固定仪器接头23和磁性定位仪24。底座22和上接头21之间设置有若干连接杆26，连接杆26的上端固定在上接头21的下面，下端固定在底座22的上面。上接头21和底座22均为圆形的结构，通过连接杆26将其连接成为近似无侧壁的圆柱形的结构。通过这样的连接方式，使底座22和上接头21连接更为稳固，圆筒形的结构便于磁性定位仪24的拆装等操作。

底座22上设置有若干仪器接头23，仪器接头23用于连接磁性定位仪24。在本实施例中，仪器接头23的数量为多个，分别设置在偏心磁性定位装置上并设置一周。磁性定位仪24可以选择性地设置在任意一个仪器接头23上。在偏心磁性定位装置2连接弯钻杆11后，根据弯钻杆11上的定位装置的位置确定选取偏心磁性定位装置上相对应位置的仪器接头23，保证磁性定位仪24的偏心方向与定位装置的方向一致。

组装所述偏心磁性定位装置的方法包括以下步骤，首先在底座22的边缘固定若干连接杆26；将所述连接杆26的上端连接上接头21，所述上接头21的上部可拆卸式连接所述弯钻杆11。

在一个实施例中，所述偏心定位装置的底座22的边缘均匀设置若干仪器接头23，所述仪器接头23绕所述底座22的中心设置一周，所述磁性定位仪24安装在其中一个仪器接头23上。在本实施例中，所述仪器接头23为圆筒状结构，多个所述仪器接头23分别设置在所述底座22上靠近边缘的位置，并以所述底座22为中心设置一周。如图3所示，连接杆26和仪器接头23在底座22上的边缘的位置并设置一周。

在本实施例中，连接杆26采用不锈钢材质、铝合金材质或其他的金属材质。多根连接杆26分别连接在偏心磁性定位装置的边缘，连接杆26的横截面所在圆内切于底座22的边缘。连接杆26均匀地设置在底座22的边缘，将偏心磁性定位装置构造成边缘支撑、空心的结构，这样不仅便于在于弯钻杆11连接时进行对接、旋转等操作，也便于磁性定位仪24的安装。

在一个实施例中，所述弯钻杆11和所述上接头21之间通过螺纹相连。在连接所述弯钻杆11和所述上接头21时，旋转所述偏心磁性定位装置2，保证所述弯钻杆11和所述上接头21连接稳定的状态下，使所述偏心磁性定位装置2上的磁性定位仪24的偏心方向与定位装置的方向保持一致。

在一个优选的实施例中，当所述弯钻杆11与所述上接头21在拧紧状态时，如果不能使所述磁性定位仪24的偏心方向与定位装置的方向保持一致，则将磁性定位仪24安装更换到朝向定位装置的方向上的所述仪器接头23上。

在使用根据本实施例所述方法时，所述弯钻杆11和所述上接头21之间也可以通过螺栓连接。弯钻杆11的边缘设置有连接边，连接边上设置有若干螺孔或通孔，上接头21的边缘相应的位置也设置螺孔或通孔，螺栓分别穿过连接边和上接头21的螺孔或通孔，将上接头21和弯钻杆11连接在一起。

在一个实施例中，所述定位装置在钻杆1侧壁上朝向的方向与弯钻杆11弯曲的方向一致，同时也与磁性定位装置的偏心方向保持一致。定位装置能够确定并记录磁性定位装置的角度和位置状态。

在一个优选的实施例中，所述定位装置包括定位键12，所述定位键12与钻具3上的陀螺仪相配合使用。在钻具3内下入陀螺仪器测量弯钻杆11内定位键12的方位。此方向也是磁性定位仪24器的方向，即鱼顶31相对井眼的方位。

在根据本实施例所述的鱼顶位置测量装置中，通过钻具3上的陀螺仪检测定位键12的位置，能够相应的检测出磁性定位仪24的偏心位置。再经过对多组方向上的数据进行对比，从而确定鱼顶31的方向。

在一个实施例中，钻杆完成上提或下放操作后，旋转的角度为10～30度。优选为22.5度，即旋转1/16的角度。当偏心磁性定位仪24下到鱼顶31下方时，上提钻具测井，同时记录磁性定位曲线。当偏心磁性定位仪24到达鱼头上方时停止测井。顺时针旋转钻具3一个角度例如，1/16圈，下放钻具测井，同时记录磁性定位曲线。当偏心磁性定位仪24下到鱼顶31的下方时停止测井。再次顺时针旋转钻具3一个角度，上提钻具测井，同时记录磁性定位曲线。如此往复，直到钻具3旋转一圈。在磁性定位测井图上找到鱼顶31信号最大的那一张图。确定测井时钻具3的角度，并将钻具3旋转到这一角度。在钻具3内下入陀螺仪器测量弯钻杆11内定位键12的方位。此方向也是磁性定位仪24的方向，即鱼顶31相对井眼的方位。

在一个实施例中，所述连接杆和所述仪器接头的数量相同，并且所述连接杆和所述仪器接头间隔设置。优选地，所述连接杆26的数量为四个，并以底座22的圆心呈90度分部在所述底座22的边缘。连接杆26的底部的截面为圆形，所述连接杆26的横截面所在的圆内切于所述底座22的边缘。所述仪器接头23的数量为四个，每个所述仪器接头23均设置在相邻的两个连接杆26之间。并且，所述仪器接头23的截面所在的圆内切于所述底座22的边缘。

在本实施例中，连接杆26采用不锈钢材质、铝合金材质或其他的金属材质。四根连接杆26分别连接在主架的边缘，连接杆26的横截面所在圆内切于底座22的边缘。连接杆26均匀地设置在底座22的边缘，将主架构造成边缘支撑、空心的结构，这样不仅便于在于弯钻杆11连接时进行对接、旋转等操作，也便于磁性定位仪24的安装。

在本实施例中，“上方”指的是靠近井口4的一方，“下方”指的是远离井口4的一方。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。