套管井電纜泵抽式地層取樣器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種套管井電纜泵抽式地層取樣器，通過自然伽瑪模塊和CCL磁定位儀對儲層進行定位，封隔儲層后，用柱塞泵對儲層流體進行可控體積抽吸，對儲層進行壓力下降過程和壓力恢復(fù)過程測試、對儲層中的流體進行測量和取樣。本實用新型主要由地面系統(tǒng)和井下儀器兩部分構(gòu)成，地面系統(tǒng)由調(diào)壓面板、變壓器面板、采集傳輸控制面板、電源面板、工控機組成；井下儀器自上而下依次由電纜頭、CCL磁定位節(jié)、電子節(jié)、液壓節(jié)、上封隔器、機械節(jié)、擴展節(jié)、下封隔器組成，地面系統(tǒng)通過測井電纜與井下儀器部分連接。本實用新型通過地面操作，控制井下儀器實現(xiàn)定位、坐封、抽吸、測試、取樣、解封等功能，進而實現(xiàn)對油氣儲層產(chǎn)出能力及流體性質(zhì)進行分析從而為油氣開采提供依據(jù)。
【專利說明】
套管井電纜泵抽式地層取樣器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種地層產(chǎn)能測試與流體取樣裝置，具體的說，應(yīng)用于油田采油井中，是用來對油氣產(chǎn)出能力和流體性質(zhì)進行評價并取樣的裝置。該裝置應(yīng)用于套管井中，用測井電纜輸送到井下，并對儲層進行定位封隔，用柱塞栗對儲層流體進行抽吸，進而對儲層流體性質(zhì)及產(chǎn)出能力進行評價。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油開采過程中，為了進一步掌握油氣儲層的產(chǎn)出能力及流體性質(zhì)，就需要對儲層進行動態(tài)監(jiān)測，為相應(yīng)采取生產(chǎn)措施提供依據(jù)。目前地層測試技術(shù)有兩種，一種是油桿地層測試，一種是電纜地層測試。油桿地層測試施工周期長，勞動強度大，定位操作復(fù)雜，安全控制性差。電纜地層測試是指用電纜把地層測試器下放、定位到井下，通過地面操作面板發(fā)出控制信號，使井下測試器對儲層進行推靠封隔，對地層流體進行抽吸、取樣、測壓力，進而達到對油氣層產(chǎn)出能力進行評價的目的。該裝置大大縮短施工周期，降低油田測試成本，提尚安全性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服鉆桿地層測式施工周期長，勞動強度大，定位操作復(fù)雜，安全控制性差的不足，本實用新型的目的是提供一種套管井電纜栗抽式地層取樣器。該套管井電纜栗抽式地層取樣器(CFT-1I)應(yīng)用于套管井中，用測井電纜傳輸?shù)骄?，并對被測儲層井段進行定位封隔，用柱塞栗對儲層流體進行抽吸，進而對儲層進行動態(tài)評價與高壓物性取樣。本實用新型不僅施工周期短，勞動強度小，封隔定位準確，操作程序簡單，可監(jiān)控程度與安全操控程度高，而且能夠?qū)舆x層跨隔封隔測試，不但能夠完成測量壓降過程、壓力恢復(fù)地層測試的任務(wù)，而且能實現(xiàn)常規(guī)試油能達到的目標，大大節(jié)省了試油的費用。另外，由于本實用新型使用電纜傳輸，CCL磁定位、自然伽瑪測量深度定位，通過地面操作操控井下電氣裝置，完成封隔器坐封與解封、測試閥打開與關(guān)閥、抽吸栗與取樣，這使得本實用新型施工簡單，操控方便，縮短了測試周期，降低了勞動強度和測試費用，提高了安全施工的可靠性。由于本實用新型的封隔器能對不同的油氣井段進行分層封隔，其分層間距又可根據(jù)油氣層薄厚進行調(diào)整，可取得真實的儲層流體樣品，這就使得本實用新型測試目標更寬廣，測試結(jié)果能真實的反映油氣儲層的動態(tài)開采情況。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]本實用新型是由地面系統(tǒng)和井下儀器兩部分組成，地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是由調(diào)壓面板、變壓器面板、采集傳輸控制面板、電源面板、工控機組成，通過測井電纜與井下儀器連接，井下儀器主要由電纜頭、CCL磁定位節(jié)、電子節(jié)、液壓節(jié)、機械節(jié)、擴展節(jié)、封隔器組成，各短節(jié)間通過承壓電器接頭連接。
[0006]本實用新型是用測井電纜把井下儀器傳輸?shù)骄?，采用自然伽瑪模塊、磁定位節(jié)校深，再通過地面系統(tǒng)發(fā)送指令，井下測試儀器完成對測試井段的封隔、測試、抽吸、和流體取樣。除完成常規(guī)地層測試的任務(wù)外，并可通過柱塞栗對儲層流體進行可控體積的抽吸，用流體溫度計、壓力計、含水率傳感器完成對地層流體流動過程的實時監(jiān)測，并把所記錄的數(shù)據(jù)通過電纜傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)監(jiān)控與處理系統(tǒng)，進而完成對儲層的動態(tài)評價。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的一實施例組成示意圖。
[0008]圖2是井下儀器的一實施例的連接示意圖。
[0009]圖3是本實用新型液壓系統(tǒng)工作原理圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1和圖2所示，本實用新型套管井電纜栗抽式地層測試裝置主要由地面系統(tǒng)和井下儀器兩部分構(gòu)成，井下儀器包括從上到下依次組裝連接的電纜頭、電子節(jié)、液壓節(jié)、上封隔器、機械節(jié)、擴展節(jié)、下封隔器，電子節(jié)包括通訊模塊121、控制模塊122、采集模塊123、地層壓力模塊124、多功能模塊125、自然伽瑪模塊126、CCL磁定位節(jié)127，液壓節(jié)13包括含水率傳感器131、溫度傳感器132、油壓傳感器133、流體壓力傳感器134、電機135、小栗136、大栗137、電磁閥138，電磁閥139，5倍增壓缸，電磁閥138包括兩位三通電磁閥3W2P2、兩位四通電磁閥4W2P2、兩位四通電磁閥4W2P3，電磁閥139包括兩位三通電磁閥3W2PI，兩位四通電磁閥4W2P1，機械節(jié)14包括封隔器141、液控閥142、栗抽缸143，其中:控制模塊122、采集模塊123、地層壓力模塊124、多功能模塊125的信號端經(jīng)通訊模塊121與地面系統(tǒng)20相連，自然伽馬模塊126的信號傳輸端通過多功能模塊125與通訊模塊121相連，CCL磁定位節(jié)127通過采集模塊123與通訊模塊121相連，含水率傳感器131的信號傳輸端經(jīng)控制模塊122與通訊模塊121相連，溫度傳感器132、油壓傳感器133的信號傳輸端經(jīng)采集模塊123與通訊模塊121相連，流體壓力傳感器134的信號傳輸端經(jīng)地層壓力模塊124與通訊模塊121相連，電磁閥138、電磁閥139的信號傳輸端經(jīng)多功能模塊125與控制模塊122相連，電機135經(jīng)小栗136與電磁閥139相連，電機135經(jīng)大栗137與電磁閥138相連，小栗136經(jīng)電磁閥139與封隔器141相連，大栗137經(jīng)電磁閥138與液控閥142、栗抽缸143相連。
[0011]如圖2所示，本實用新型的工作原理為:通過工控機或地面系統(tǒng)開關(guān)發(fā)出的控制信號向井下發(fā)出控制命令，測井電纜以載波調(diào)制方式傳送到井下儀器電子節(jié)12的通訊模塊121，井下通訊模塊121執(zhí)行地面工控機發(fā)送來的命令，通過RS485控制采集模塊122、地層壓力模塊124開始數(shù)據(jù)采集，控制模塊122開始控制多功能模塊125連接的電磁閥138、電磁閥139動作，井下各模塊把各自的狀態(tài)及采集到的取樣器工作參數(shù)包括大栗壓力、小栗壓力、地層壓力、含水率、溫度，經(jīng)測井電纜以62.5千赫茲的載波發(fā)到地面系統(tǒng)，自然伽瑪模塊126輸出的脈沖在多功能模塊125的比較電路整形，送到采集模塊123的CPU直接計數(shù)，計數(shù)值經(jīng)軟件處理后送至地面系統(tǒng)20顯示面板進行數(shù)碼顯示，同時模擬量輸出在后面板端子上，井下通訊模塊121是井下儀器的核心部分，它通過RS485與控制模塊122、采集模塊123、地層壓力模塊124、多功能模塊125進行通訊，向這些模塊發(fā)出控制命令和接收它們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，同時它也通過調(diào)制解調(diào)模式與地面通訊模塊形成通訊，將地面發(fā)出的各種命令傳輸?shù)较鄳?yīng)的井下儀器，并將井下各短節(jié)傳給它的數(shù)據(jù)實時地傳到地面，多功能模塊根據(jù)通訊模塊121下達的命令控制電磁閥138、電磁閥139的動作，同時將電磁閥的狀態(tài)上傳給井下通訊模塊121，參數(shù)采集模塊123根據(jù)井下通訊模塊121下達的命令分別采集伽瑪計數(shù)、栗壓、流體溫度、磁定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)命令將采集的數(shù)據(jù)上傳給井下通訊模塊121，地層壓力模塊124根據(jù)井下通訊模塊121下達的命令采集地層壓力信號，并根據(jù)命令將采集的數(shù)據(jù)上傳給地面系統(tǒng)20，地面系統(tǒng)20把各種數(shù)據(jù)直接顯示在面板上或傳到工控機顯示，實時打印相應(yīng)的曲線，完成目的層取樣的人機控制功能。
[0012]如圖3所示，液壓系統(tǒng)的工作原理為:通過電機帶動大栗和小栗將油箱里的低壓液壓油轉(zhuǎn)為高壓液壓油，小栗栗出的液壓油控制雙封隔器相連的推靠缸的開和收，小栗栗出的液壓油通過單向閥CV1、溢流閥RVl進入兩位四通電磁閥4W2P2，其中在管路上并聯(lián)一個兩位三通電磁閥3W2P2，作用是取樣結(jié)束后，泄掉管路中的液壓油，液壓油進入兩位四通電磁閥4W2P2，通過電磁閥斷電和通電控制液壓油流向，兩位四通電磁閥4W2P2斷電，液壓油通過電磁閥4W2P2的P、A 口進入兩位四通電磁閥4W2P3，兩位四通電磁閥4W2P2通電，液壓油通過電磁閥4W2P2的P、B 口進入5倍增壓缸，通過面積比增壓，液壓油通過5倍增壓缸進入兩位四通電磁閥4W2P3，液壓油進入兩位四通電磁閥4W2P3，通過電磁閥斷電和通電控制液壓油流向，兩位四通電磁閥4W2P3斷電，液壓油進入電磁閥4W2P3的A、P口，A、P口不通，兩位四通電磁閥4W2P3通電，液壓油通過電磁閥4W2P2的A、T 口進入雙推靠缸，壓縮雙封隔器橡膠，封隔井眼，測試結(jié)束后，兩位四通電磁閥4W2P2、4W2P3斷電，推靠缸內(nèi)的彈簧推動活塞移動，使推靠缸內(nèi)的液壓油通過兩位四通電磁閥4W2P3的T、B 口進入油箱，大栗栗出的液壓油控制栗抽和液控泥漿閥，大栗栗出的液壓油通過單向閥CV2、溢流閥RV2進入兩位四通電磁閥4W2P1，其中在管路上并聯(lián)一個兩位三通電磁閥3W2P1，作用是取樣結(jié)束后，泄掉管路中的液壓油，液壓油進入兩位四通電磁閥4W2P1，通過電磁閥斷電和通電控制液壓油流向，兩位四通電磁閥斷電，液壓油通過電磁閥4W2P1的P、A口進入液控泥漿閥A端，液控閥A口有液壓時，液控閥活塞向左移動，當液控閥活塞移動到底端時，2孔打開，7孔關(guān)閉，3和4通，5和6通，液壓油到栗抽缸A端，栗抽缸活塞向下移動，栗抽缸B的液壓油經(jīng)過CV6回油箱，地層液體由地層進液孔通過5和6進入栗抽缸的C，栗抽缸D的液體通過液控閥的4和3進入井眼，兩位四通電磁閥通電，液壓油通過電磁閥4W2P1的P、B 口進入液控泥漿閥B端，液控閥B 口有液壓時，液控閥活塞向右移動移動，當液控閥活塞移動到底端時，7孔打開，2孔關(guān)閉，4和5通，3和6通，液壓油到栗抽缸B端，栗抽缸活塞向上移動，栗抽缸A的液壓油經(jīng)過CV5回油箱，地層液體由地層進液孔通過5和4進入栗抽缸的D，栗抽缸C的液體通過液控閥的6和3進入井眼，通過地面軟件觀察含水率傳感器所測量數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)達到平穩(wěn)時，關(guān)掉兩位四通電磁閥4W2P1電源，栗抽缸向上移動到極限，參考地層壓力恢復(fù)曲線相對平穩(wěn)后，關(guān)掉兩位三通電磁閥3W2P2、兩位四通電磁閥4W2P2、兩位四通電磁閥4W2P3的電源，封隔器自動解封。在整個測試過程中，各種傳感器對測試器和儲層流體進行實時監(jiān)測，并把所監(jiān)測到的資料上傳到地面系統(tǒng)。
[0013]所述地面系統(tǒng)20主要由調(diào)壓面板、變壓器面板、采集傳輸控制面板、電源面板、工控機組成，其主要功能是向井下儀器提供電源，發(fā)出控制信號，接收、處理井下儀器通過電纜上傳的數(shù)據(jù)，并對井下儀器工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控與顯示，地面系統(tǒng)通過電纜與井下儀器相連，下傳各種操作命令、接收、處理各種測量數(shù)據(jù)等。如圖1所示，所述電纜頭11的一端通過電纜與地面系統(tǒng)20控制部分相連，另一端與井下儀器的電子節(jié)12相連。
[0014]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型的保護范圍并不局限于此。任何基于本實用新型技術(shù)方案上的等效變換均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.套管井電纜栗抽式地層取樣器，其特征是它由地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和通過測井電纜與之相連的井下儀器兩部分組成，地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是由調(diào)壓面板、變壓器面板、采集傳輸控制面板、電源面板、工控機組成，通過測井絞車測井電纜與井下儀器連接，井下儀器部分主要由電纜頭、CCL磁定位節(jié)、電子節(jié)、液壓節(jié)、封隔器、機械節(jié)、擴展節(jié)組成，各短節(jié)間通過承壓電器接頭連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管井電纜栗抽式地層取樣器，其特征是井下電子節(jié)主要由電子節(jié)外殼、保溫瓶、通訊模塊、自然伽瑪模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、地層壓力模塊、多功能模塊組成，自然伽瑪模塊，控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、地層壓力模塊、多功能模塊的信號端經(jīng)通訊模塊與地面系統(tǒng)連接； 其中，多功能模塊包括繼電器控制模塊，用于控制電磁閥的工作狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管井電纜栗抽式地層取樣器，其特征是液壓節(jié)主要由含水率傳感器、溫度傳感器、油壓傳感器、流體壓力傳感器、電機、小栗、大栗、電磁閥組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管井電纜栗抽式地層取樣器，其特征是機械節(jié)主要由液控閥、抽吸缸、封隔器、擴展節(jié)組成； 其中，擴展節(jié)接入儀器串或不接是根據(jù)跨隔層封隔是否有需要來選擇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管井電纜栗抽式地層取樣器，其特征是封隔器主要由上封隔器、下封隔器組成。
【文檔編號】E21B49/08GK205558899SQ201620176137
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】吳東, 趙效光, 趙廣
【申請人】北京捷威思特科技有限公司, 北京華能通達科技有限公司