一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的装置及方法与流程

1.本发明属于石油测井技术领域，具体涉及一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的装置及方法。


背景技术：

2.多簇压裂是非常规储层增产改造的主要措施。受施工中总摩阻及裂缝附近应力场不断变化的影响，每簇裂缝流动的阻力均不同，多簇水力裂缝的延伸通常是不均匀的。研究证明簇开启率通常较低，高达40％的射孔簇没有得到有效改造。因此如何对多簇压裂工艺进行优化，使每个射孔簇均有效启裂进液，实现整个压裂段上充分的、均匀的改造，是非常规储层改造技术研究的重点。
3.目前主要通过投放暂堵材料封堵延伸较好的射孔簇，憋压产生新裂缝的方式提高簇开启率。暂堵材料主要采用暂堵球，直径在10～20mm左右，起到堵塞射孔孔眼的作用。射孔孔眼直径通常在10mm左右，但由于压裂施工中支撑剂对射孔孔眼的冲蚀作用，以及各个射孔孔眼进液量不同，射孔孔眼的形状和大小存在差异。有必要对井下射孔孔眼的尺寸进行测量，为暂堵材料、投放时机等的设计提供支撑。
4.井下摄像仪器在拍摄井壁时，镜头与井壁拍摄目标的相对位置关系是随着镜头的旋转而变化的。镜头离井壁远，所得影像小；镜头离井壁近，所得影像大；镜头与目标正面方向存在夹角，则影像发生畸变。因此，现有的井下摄像仪器获得的射孔孔眼图像是在不同的拍摄条件下获得的，射孔孔眼图像之间无法直接进行比较，射孔孔眼的真实尺寸也难以获知。
5.因此，需要提供一种可对射孔孔眼乃至井壁上的任何几何形状进行测量的仪器，以解决先前技术存在的问题。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的装置及方法。
7.本发明所采用的技术方案为：
8.一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的装置，包括井下工具单元，井下工具单元的另一端转动连接有井下电视短节，井下电视短节上安装有镜头，井下电视短节远离井下工具单元的一端还设置有刻度光尺短节，刻度光尺短节与井下电视短节的转轴固定；所述刻度光尺短节上设置有用于在井壁投射出表示尺寸大小的光影作为光尺的网孔。
9.本装置用于测量水平井的孔眼时，装置放入井内后，在重力的作用下第一扶正器和第二扶正器会紧靠井壁的下侧，刻度光尺短节也会保持稳定的姿态。因此，按该相对位置关系设计好刻度光尺短节上的网孔，再将刻度光尺短节按设定方向放入待测孔眼位置，网孔即可在井壁投射出设定形状的光尺。刻度光尺短节上的网孔在井壁上投射出网状光尺，则镜头拍摄的图片中包含光尺和孔眼。通过判断孔眼在光尺中所占的范围，即可判定孔眼
的真实尺寸。
10.作为本发明的优选方案，所述刻度光尺短节按设定角度放入井筒内时，刻度光尺短节在井壁上投射的光尺沿井壁轴向网格等距且沿井壁周向网格等距。网状的光尺的横向光束和纵向光束均为均布，则拍摄的图片中，很容易判断光尺的单个网格的长度和宽度，方便计算孔眼的真实尺寸。
11.作为本发明的优选方案，所述刻度光尺短节上的网孔沿刻度光尺短节周线上的格数为12～36格。若干光束将井壁圆周分割，则设置合适数量的光束，可方便判断孔眼尺寸。
12.作为本发明的优选方案，所述井下工具单元包括依次连接的电缆头、第一扶正器、加重杆和第二扶正器，所述井下电视短节的转轴连接于第二扶正器远离加重杆的一端。第一扶正器和第二扶正器能对井下电视短节进行扶正，保证井下电视短节与井筒的轴心基本保持平行，从而照片中的横轴不产生变形。
13.一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的方法，包括如下步骤：
14.s1：根据待测位置、设定方向时光尺短节相对于井壁的位置，设计刻度光尺短节上网孔的分布；
15.s2：将井下工具单元、井下电视短节和刻度光尺短节下放到内，使镜头到达待测位置；
16.s3：刻度光尺短节通过网孔在井壁上投射光尺；
17.s4：根据孔眼在光尺上的分布，对孔眼尺寸进行计算。
18.作为本发明的优选方案，在步骤s1中，设计刻度光尺短节上网孔的分布时，使刻度光尺短节在待测位置、设定角度时在井壁上投射的光尺沿井壁轴向网格等距且沿井壁周向网格等距。
19.作为本发明的优选方案，在步骤s1中，设计刻度光尺短节上的网孔沿刻度光尺短节周线上的格数为12～36格。
20.作为本发明的优选方案，在步骤s2中，所述井下工具单元包括依次连接的电缆头、第一扶正器、加重杆和第二扶正器，所述井下电视短节的转轴连接于第二扶正器远离加重杆的一端。
21.本发明的有益效果为：
22.本发明的刻度光尺短节按设定角度放入待测位置后，网孔即可在井壁投射出设定形状的光尺。刻度光尺短节上的网孔在井壁上投射出网状光尺，则镜头拍摄的图片中包含光尺和孔眼。通过判断孔眼在光尺中所占的范围，即可判定孔眼的真实尺寸。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图；
24.图2是井筒横截面方向的光尺原理示意图；
25.图3是井筒纵截面方向的光尺原理示意图；
26.图4是成像效果示意图。
27.图中，1
‑
井下工具单元；2
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井下电视短节；3
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刻度光尺短节；4
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孔眼；5
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井筒；11
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电缆头；12
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第一扶正器；13
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加重杆；14
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第二扶正器；21
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镜头；31
‑
网孔。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.如图1～图3所示，本实施例的利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的装置，包括井下工具单元1，井下工具单元1的另一端转动连接有井下电视短节2，井下电视短节2上安装有镜头21，井下电视短节2远离井下工具单元1的一端还设置有刻度光尺短节3，刻度光尺短节3与井下电视短节2的转轴固定；所述刻度光尺短节3上设置有用于在井壁投射出网格状的光尺的网孔31。
30.本装置用于测量水平井的孔眼4时，装置放入井内后，在重力的作用下井下工具单元1的第一扶正器12和第二扶正器14会紧靠井筒5的下壁，刻度光尺短节3与井筒5的轴心基本保持平行。因此，按该相对位置关系设计好刻度光尺短节3上的网孔31，再将刻度光尺短节3按设定方向放入待测孔眼4位置，网孔31即可在井壁投射出设定形状的光尺。刻度光尺短节3上的网孔31在井壁上投射出网状光尺，则镜头21拍摄的图片中包含光尺和孔眼4。通过判断孔眼4在光尺中所占的范围，即可判定孔眼4的真实尺寸。其中，设定方向可为竖直向上，设计刻度光尺短节3上的网孔31时按竖直向上的位置做标记，放入装置时使标记竖直向上。在测量水平井的孔眼4时，刻度光尺短节3与井壁的相对位置是确定的。
31.也可在刻度光尺短节3连接垂直稳定器，垂直稳定器与光尺短节3固定，二者同轴旋转。利用不倒翁的原理，使井下工具单元1在水平井中拖动时，光尺短节3能始终保持在设定方向。
32.当本装置用于测量直井段的孔眼4时，可利用定位装置将光尺短节3固定在井筒5中心。其中，定位装置可为直径与井筒直径略小的扶正器。从而使设计网孔31时按光尺短节3处于井筒5中心的位置时进行设计，放入光尺短节3时通过定位装置将光尺短节3固定在确定位置。这样，网孔31仍可在井壁上投射确定形状的光尺。
33.其中，所述刻度光尺短节3按设定角度放入井筒5内时，刻度光尺短节3在井壁上投射的光尺沿井壁轴向网格等距且沿井壁周向网格等距。网状的光尺的横向光束和纵向光束均为均布，则拍摄的图片中，很容易判断光尺的单个网格的长度和宽度，方便计算孔眼4的真实尺寸。
34.所述刻度光尺短节3上的网孔31沿刻度光尺短节3周线上的格数为18格。若干光束将井壁圆周分割，则设置合适数量的光束，可方便判断孔眼4尺寸。
35.其中，所述井下工具单元1包括依次连接的电缆头11、第一扶正器12、加重杆13和第二扶正器14，所述井下电视短节2的转轴连接于第二扶正器14远离加重杆13的一端。第一扶正器12和第二扶正器14能对井下电视短节2进行扶正，保证井下电视短节2与井筒5的轴心基本保持平行，从而照片中的横轴不产生变形。第一扶正器12和第二扶正器14的外径相同。光尺短节3的轴心在井筒5横截面上的高度等于扶正器外径的一半。
36.一种利用刻度光尺测量井壁孔眼尺寸的方法，包括如下步骤：
37.s1：根据待测位置、设定方向时光尺短节3相对于井壁的位置，设计刻度光尺短节3上网孔31的分布；设计刻度光尺短节3上网孔31的分布时，使刻度光尺短节3在待测位置、设定角度时在井壁上投射的光尺沿井壁轴向网格等距且沿井壁周向网格等距；设计刻度光尺
短节3上的网孔31沿刻度光尺短节3周线上的格数为18格；
38.s2：将井下工具单元1、井下电视短节2和刻度光尺短节3下放到井内，使镜头21到达待测位置；转动刻度光尺短节3到设定角度；
39.s3：刻度光尺短节3通过网孔31在井壁上投射光尺；
40.s4：根据孔眼4在光尺上的分布，对孔眼4尺寸进行计算。
41.如图2所示，根据井筒5直径，计算井筒5周长，则沿井筒5周向，相邻光束的间距是确定的。如图4所示，通过对孔眼4在光尺周向上所占网格进行计算，可得孔眼4沿井筒5周向的实际尺寸。如图3所示，网孔31沿井筒5轴向的间距与光尺沿井筒5轴向的间距相同，且网孔31沿井筒5轴向的间距已知，则通过对孔眼4在光尺轴向上所占网格进行计算，可得孔眼4沿井筒5轴向的实际尺寸。
42.如图2所示，井筒5内径为114.3mm，周长为359.1mm，光束将其均分为18等分，因此光束的间隔距离为圆周长的1/18，沿井筒5周向相邻光束的间隔距离均为2.0cm。若沿井筒5轴向光束间距也为2.0cm，则图4中，光尺的每个网格的长和宽都是2.0cm。
43.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。