一种确定致密储层含气性的方法及装置

本发明涉及致密储层含气性领域，具体为一种确定致密储层含气性的方法及装置。

背景技术：

1、近年来，随着天然气能源成为人们日常生活不可缺少的资源以及常规天然气藏产量日趋减少，致密砂岩气、煤层气、页岩气、水溶气等非常规天然气已成为世界油气工业中不可或缺的组成部分。并且，随着人们对非常规油气资源的重视程度不断加深，非常规油气勘探取得了重大突破，而逐渐成为非常规天然气发展重点领域的致密砂岩气也受到了广泛关注，且具有可观的勘探开发远景。综合应用地质、钻井、测试及地震等各项资料对地下储集层的分布、厚度及岩性和物理性质变化进行预测是勘探开发中必不可少的技术，以便降低油气勘探过程中的风险。但是，目前没有能够准确预测致密储层含气性的办法，需要对预测深度进行采集，按照目前的采集方式，无法快速有效的采集不同深度的气液样本，因此，本发明提供一种确定致密储层含气性的方法及装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种确定致密储层含气性的方法及装置，具备能够自动控制采集不同深度致密储层的气液混合物等优点，解决了致密储层气液采集不变等系列问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种确定致密储层含气性的装置，包括钻井杆，所述钻井杆的上端连接有驱动组件，所述驱动组件包括安装筒，所述钻井杆的上端在安装筒内转动安装，所述钻井杆包括若干叠加杆套，相邻的叠加杆套之间通过连接环连接，所述叠加杆套的端部套设在连接环内，所述叠加杆套和连接环之间通过连接销轴连接，所述钻井杆的底端固定连接有端板，所述端板底端连接有若干破碎切刀，若干叠加杆套内壁固定设置有螺旋输料叶，所述钻井杆内中心设置有钻头杆，所述钻头杆的下端固定连接有钻头，所述钻头杆的上端在安装筒上转动安装，所述钻头的外表面设置有若干伸缩槽，所述伸缩槽内安装有气液收集组件，所述安装筒内固定设置有稳定架，所述安装筒内的钻井杆外表面设置有废土渣挤出口，所述安装筒的外表面固定连接有废土渣排口。

3、优选地，所述安装筒的上方两侧安装有第一电机，所述钻头杆的上端外表面固定套装有从动齿轮，所述第一电机的输出端固定连接有主动齿轮，两侧的主动齿轮和从动齿轮啮合，所述钻井杆的上端固定设置有若干传动齿轮，所述钻头杆的上端外表面设置有环形齿口，若干传动齿轮与环形齿口啮合。

4、优选地，所述钻头杆的中心设置有竖孔，所述竖孔内下方设置有活塞，所述活塞的中间通过螺纹转动安装有螺杆，所述安装筒上方两侧的第一电机之间安装有第二电机，所述第二电机的输出端和螺杆上端固定连接。

5、优选地，所述钻头内固定设置有六边形限位框，所述气液收集组件包括伸缩块，所述伸缩块在伸缩槽内滑动安装，所述伸缩块的一端固定连接有伸缩板，所述伸缩板在六边形限位框的侧壁上滑动设置，所述伸缩板的端部伸入六边形限位框内并固定连接有固定板，所述固定板和六边形限位框侧壁之间连接有拉伸弹簧，所述伸缩块上端设置有滑槽，所述滑槽内底部穿设有竖孔，所述伸缩块的侧壁上穿设有侧孔，所述侧孔和竖孔连通，所述滑槽内底部抵设有气液集管，所述气液集管上端伸出安装筒上端外。

6、优选地，所述侧孔内插设有矩形插框，所述矩形插框内设置有若干滤网。

7、优选地，所述伸缩板的上端插设有限位杆，所述限位杆上端伸出安装筒上端外，所述限位杆的上端转动连接有限位板，所述钻头杆的上方外表面设置有限位槽，所述限位杆的外表面套设有复位弹簧，所述限位板的端部置于限位槽内。

8、优选地，所述螺旋输料叶的下端固定连接有螺旋破碎头。

9、一种确定致密储层含气性的方法，包括以下操作步骤：

10、s1：将钻井杆及其连接的驱动组件安装在钻井支架上，通过外部液压驱动设备推动钻井杆及其连接的驱动组件缓慢下移；

11、s2：钻井杆和驱动组件下移过程中，打开第一电机，其中，第一电机带动主动齿轮旋转，两侧旋转的主动齿轮带动从动齿轮旋转，从动齿轮所在的钻头杆旋转，与钻头杆表面环形齿口啮合的若干传动齿轮旋转，与传动齿轮固定连接的钻井杆旋转，钻井杆下端连接的端板同步旋转，端板底端的若干破碎切刀同步旋转，钻井杆内壁的螺旋输料叶同步旋转，钻头杆下端连接的钻头同步旋转，通过旋转的钻头和若干破碎切刀对地下储层进行破碎，破碎后的废土和废石块，在旋转的螺旋输料叶的驱动下被向上输送，并从废土渣排口排出；

12、s3：当钻井杆下降到一定深度后，旋转限位杆上端的限位板，只旋转其中之一限位杆上的限位板，使得限位板脱离限位槽，在复位弹簧的作用下，限位板及其连接的限位杆被顶起，被顶起的限位杆的下端与伸缩板分离，伸缩板失去限位，钻头在地面下方一定深度，该深度具有高压液体和高压气体，因此，高压气液会推动伸缩块沿着伸缩槽移动，与伸缩块连接的伸缩板和固定板被向着六边形限位框内推动，在此过程中，气液集管下端沿着滑槽移动，直至竖孔与气液集管下端连通，此时，侧孔外部的高压气液和气液集管内形成气压差，高压气液被压入气液集管内，并最后从气液集管上端排出，被排出的高压气液，为致密储层中的气液混合物，对该混合物进行光谱检测，得到该气液成分和各个成分之间的比例；

13、s4：继续下移钻井杆，随着钻井杆深度的降低，逐个旋转剩余的限位板，并利用地底高压气液，对该高度的气液混合物进行收集。

14、与现有技术相比，本发明提供了一种确定致密储层含气性的方法及装置，具备以下有益效果：

15、该一种确定致密储层含气性的方法及装置，钻头在地面下方一定深度，侧孔外部的高压气液和气液集管内形成气压差，高压气液被压入气液集管内，被排出的高压气液，为致密储层中的气液混合物，对该混合物进行光谱检测，得到该气液成分和各个成分之间的比例，继续下移钻井杆，随着钻井杆深度的降低，逐个旋转剩余的限位板，并利用地底高压气液，对该高度的气液混合物进行收集。

技术特征：

1.一种确定致密储层含气性的装置，包括钻井杆(1)，其特征在于：所述钻井杆(1)的上端连接有驱动组件(2)，所述驱动组件(2)包括安装筒(4)，所述钻井杆(1)的上端在安装筒(4)内转动安装，所述钻井杆(1)包括若干叠加杆套(3)，相邻的叠加杆套(3)之间通过连接环(12)连接，所述叠加杆套(3)的端部套设在连接环(12)内，所述叠加杆套(3)和连接环(12)之间通过连接销轴(13)连接，所述钻井杆(1)的底端固定连接有端板(11)，所述端板(11)底端连接有若干破碎切刀(10)，若干叠加杆套(3)内壁固定设置有螺旋输料叶(26)，所述钻井杆(1)内中心设置有钻头杆(9)，所述钻头杆(9)的下端固定连接有钻头(8)，所述钻头杆(9)的上端在安装筒(4)上转动安装，所述钻头(8)的外表面设置有若干伸缩槽(32)，所述伸缩槽(32)内安装有气液收集组件(30)，所述安装筒(4)内固定设置有稳定架(14)，所述安装筒(4)内的钻井杆(1)外表面设置有废土渣挤出口(15)，所述安装筒(4)的外表面固定连接有废土渣排口(7)。

2.根据权利要求1所述的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：所述安装筒(4)的上方两侧安装有第一电机(5)，所述钻头杆(9)的上端外表面固定套装有从动齿轮(17)，所述第一电机(5)的输出端固定连接有主动齿轮(16)，两侧的主动齿轮(16)和从动齿轮(17)啮合，所述钻井杆(1)的上端固定设置有若干传动齿轮(18)，所述钻头杆(9)的上端外表面设置有环形齿口(19)，若干传动齿轮(18)与环形齿口(19)啮合。

3.根据权利要求2所述的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：所述钻头杆(9)的中心设置有竖孔(27)，所述竖孔(27)内下方设置有活塞(28)，所述活塞(28)的中间通过螺纹转动安装有螺杆(29)，所述安装筒(4)上方两侧的第一电机(5)之间安装有第二电机(6)，所述第二电机(6)的输出端和螺杆(29)上端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：所述钻头(8)内固定设置有六边形限位框(31)，所述气液收集组件(30)包括伸缩块(39)，所述伸缩块(39)在伸缩槽(32)内滑动安装，所述伸缩块(39)的一端固定连接有伸缩板(33)，所述伸缩板(33)在六边形限位框(31)的侧壁上滑动设置，所述伸缩板(33)的端部伸入六边形限位框(31)内并固定连接有固定板(34)，所述固定板(34)和六边形限位框(31)侧壁之间连接有拉伸弹簧(35)，所述伸缩块(39)上端设置有滑槽(37)，所述滑槽(37)内底部穿设有竖孔(38)，所述伸缩块(39)的侧壁上穿设有侧孔(40)，所述侧孔(40)和竖孔(38)连通，所述滑槽(37)内底部抵设有气液集管(36)，所述气液集管(36)上端伸出安装筒(4)上端外。

5.根据权利要求4所述的一种确定致密储层含气性的方法及装置，其特征在于：所述侧孔(40)内插设有矩形插框(20)，所述矩形插框(20)内设置有若干滤网(41)。

6.根据权利要求5所述的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：所述伸缩板(33)的上端插设有限位杆(24)，所述限位杆(24)上端伸出安装筒(4)上端外，所述限位杆(24)的上端转动连接有限位板(22)，所述钻头杆(9)的上方外表面设置有限位槽(21)，所述限位杆(24)的外表面套设有复位弹簧(23)，所述限位板(22)的端部置于限位槽(21)内。

7.根据权利要求6所述的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：所述螺旋输料叶(26)的下端固定连接有螺旋破碎头(25)。

8.一种确定致密储层含气性的方法，具体应用到权利要求1-7中的一种确定致密储层含气性的装置，其特征在于：包括以下操作步骤：

技术总结
本发明涉及致密储层含气性领域，公开了一种确定致密储层含气性的方法及装置，包括钻井杆，钻井杆的上端连接有驱动组件，驱动组件包括安装筒，钻井杆的上端在安装筒内转动安装，钻井杆包括若干叠加杆套，相邻的叠加杆套之间通过连接环连接。相较于现有技术，本申请对该混合物进行光谱检测，得到该气液成分和各个成分之间的比例，继续下移钻井杆，随着钻井杆深度的降低，逐个旋转剩余的限位板，并利用地底高压气液，对该高度的气液混合物进行收集。

技术研发人员：蒋旭东,李勇泽,有楚鹏
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15