[发明专利]一种超声波井眼防碰监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种超声波井眼防碰监测系统，其包括位于井下的超声波监测装置和地面控制系统；超声波监测装置包括圆柱形本体，本体表面固定设置有至少3个等间距分布的扶正器，在其中两个相邻的扶正器之间的本体表面开设安装槽一，槽内安装电控伸缩装置，电控伸缩装置包括水平设置的电动推杆和与电动推杆垂直的肋板，电动推杆底端与安装槽一底面固定连接，电动推杆前端连接肋板，肋板上开设安装槽二，槽内安装超声波换能器。地面控制系统控制超声波换能器发射横波并接收被反射回来的反射波，通过监测横波发射时间和被反射回来的时间差，结合横波在地层中的传播速度，计算两井之间的距离。本发明的预防井眼碰撞的系统结构简单，监测方法简单快捷。

技术领域

本发明涉及油气钻探技术领域，具体涉及一种利用超声波实时监测两井之间距离的技术监测装置及监测方法。

背景技术

随着各油田开发力度的逐步加大，老区剩余油、边际油藏开发成为增储上产的重要途径，使得各油田增加调整井、滚动开发井、丛式井，钻探各种特殊类型井逐步增多，井网变密，井与井之间的距离缩小，上下分层开采井增多，城区丛式井开发力度加大等，同时在老区高密度井缝隙中寻找薄油藏、难动用油藏，也成为油田增储上产的重要措施。随着特殊工艺井在各大油田广泛应用，丛式井数量越来越多，井与井之间的距离越来越小，在钻丛式井或老区调整井的过程中，直井段、斜井段发生两井相碰的现象有所增加，报废进尺，重复施工现象时有发生，井眼相碰带来的环境问题和经济损失可能是灾难性的。

因此对井眼轨迹进行防碰评价和规避井眼交碰风险也越来越重要。防碰问题是确保密集井口丛式井组安全、快速施工的核心问题。防碰工作贯穿密集井口丛式井组钻前准备、工程设计和施工的各个环节。在钻井过程中,地质目标和地层造斜率的不确定性给丛式井施工带来了一定难度,存在着不可预知的风险,而如何确保钻头与临井之间的距离保持在安全距离之内成为丛式井开发的关键问题。对于井眼密度较大的井区，井眼轨迹间的防碰问题确保密集井口丛式井组安全、快速施工的核心问题，现有的方法只能通过扫描方法计算两井之间的距离，理论计算与实际存在误差。

发明内容

本发明的一个目的针对现有的扫描方法计算两井之间的距离，理论计算与实际存在误差的问题，提供一种利用超声波实时监测两井之间距离的监测系统及监测方法，用于超声波井眼防碰监测。

本发明提供的超声波井眼防碰监测系统，包括位于井下的超声波监测装置和地面控制系统。所述超声波监测装置包括圆柱形本体，本体顶部设置提丝，提丝顶部设置用于连接地面绞车的吊环。优选的结构方式：所述圆柱形本体的上端设有母扣，所述提丝上设有公扣，通过丝扣将本体与提丝连接，提丝顶部设置吊环，该吊环连接地面绞车，实现整个超声波监测装置的上提和下放。

所述圆柱形本体表面固定设置有至少3个等间距分布的扶正器，优选设置4个条形扶正器，条形扶正器的轴线与圆柱形本体的轴线平行。在其中两个相邻的扶正器之间的本体表面开设安装槽一，槽内安装电控伸缩装置，电控伸缩装置包括水平设置的电动推杆和与电动推杆垂直的肋板，电动推杆底端与安装槽一底面螺栓固定连接，电动推杆前端固定连接肋板，肋板上开设安装槽二，槽内安装超声波换能器。超声波换能器用于产生超声横波(SH波)和接收被反射回来的横波。超声波横波只能在固体介质中传播，在液体和空气中无法传播被反射回来。超声横波在传播过程中不发生波形转化，整个传播过程中都是单纯SH波，这样的特点使SH波在传播过程中不存在其他波形的干扰，在传播过程中随着传播距离的增大，该波形的衰减比其他波要小的多。所以该波形最适合用来探测两井之间的距离。