CN101078348B - 单相流体采样装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在地下井中获取多个流体样本的装置(100)，包括输送器(104)、多个采样腔(102)和压力源(108)。输送器(104)具有纵向延伸的内部流体通道(112)和多个设置在外部的腔体容纳槽(159)。各个采样腔(102)定位在输送器(104)的其中一个腔体容纳槽(159)中。压力源(108)选择性地与各个采样腔(102)具有流体连通性，从而可操作压力源(108)在获取样本之后压缩各个采样腔(102)。利用本发明，在流体样本的收集或从井孔中取回采样装置期间不发生流体样本的相变降解，并且能够在地面上存储期间保持流体样本的完整性。

Description

单相流体采样装置及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请是于2005年11月7提出的、名称为“单相流体采样系统及相关方法”的待审申请号11/268,311的部分继续申请。

技术领域

本发明一般涉及地下地层流体(subterranean formation fluid)的测试和评估，具体地涉及单相流体采样装置，该单相流体采样装置用于获得多个流体样本并且在从井孔(wellbore)取样和存储在地面上期间使用常规压力源使该样本以接近油藏(reservoir)压力保持。

背景技术

不对本发明的范围作出限制，作为实例，参照对含烃地层(hydrocarbonformation)的测试描述本发明的背景。

在地下钻井(well drilling)及完井领域中，众所周知的是对由井孔贯穿的地层进行测试。进行这种测试通常是为了确定地层以及其中包含的流体的地质特性或其它物理特性。例如，可以确定诸如渗透性、孔隙度(porosity)、流体阻抗、温度、压力及泡点(bubble point)等参数。通过在完成井孔之前对地层进行测试可以确定地层以及其中包含的流体的这些和其它特征。

常规进行的一种测试过程是从地层中获得流体样本，以确定地层流体的组分。在这种过程中，重要的是获取地层流体的样本，该地层流体的样本代表存在于地层中的流体。在典型采样过程中，通过诸如钢丝绳、滑线(slickline)、盘管(coiled tubing)、连接管等运输工具将具有采样腔(samplingchamber)的采样工具下降进入井孔中可以获得地层流体的样本。在采样工具到达希望的深度时，打开一个或多个端口以实现对地层流体的收集。可以通过电力、液压或机械的各种方法来驱动这些端口。一旦这些端口打开，则地层流体通过端口，进而地层流体的样本被收集在采样工具的采样腔内。在样本收集之后，可以从井孔中取出采样工具，以允许对地层流体样本进行分析。

然而，发现当流体样本被取出到地面时，流体样本的温度降低导致流体样本的收缩以及流体样本中压力的减小。这些变化可导致流体样本接近或达到饱和压力，在流体样本中可能产生沥青质(asphaltene)沉积以及出现夹带气体(entrained gas)的喷溅。一旦发生这种过程，则得到的流体样本不再代表存在于地层中的流体。因此，需要一种用于从地层中获得流体样本的装置和方法，该装置和方法在从井孔取回采样工具期间样本不降解(degradation)。还需要能够保持流体样本在地面上存储期间的完整性(integrity)的装置和方法。

发明内容

在这里所公开的本发明提供了用于从地层中获取流体样本的单相流体采样装置和方法，在流体样本的收集或从井孔中取回采样装置期间不发生流体样本的相变降解此外，本发明的采样装置和方法能够在地面上存储期间保持流体样本的完整性。

在一方面中，本发明涉及一种用于在地下井中获取多个流体样本的装置，其包括输送器、多个采样腔和压力源。在一个实施例中，压力源选择性地与至少两个采样腔具有流体连通性，从而作为公共压力源以压缩在至少两个采样腔中获取的流体样本。在另一个实施例中，输送器具有纵向延伸的内部流体通道和多个设置在外部的腔体容纳槽，内部流体通道形成平滑钻孔。各个采样腔定位在输送器的一个腔体容纳槽中。压力源选择性地与各个采样腔具有流体连通性，从而可操作压力源获取样本之后压缩各个采样腔。

在一个实施例中，输送器具有至少九个腔体容纳槽，并且在腔体容纳槽内设置九个采样腔。在这个实施例中，歧管提供采样腔与压力源之间的流体连通，从而可操作压力源压缩九个采样腔中的每一个。同样在这个实施例中，采样腔和压力源在纵向上通过歧管分离。

在一个实施例中，压力源可以包括至少两个压力腔。在这个实施例中，各个压力腔可定位在输送器的一个腔体容纳槽中，以及可操作各个压力腔压缩至少两个采样腔。

在另一方面，本发明涉及一种用于在地下井中获取多个流体样本的装置，该装置包括输送器和多个采样腔组件。输送器具有纵向延伸的内部流体通道和多个设置在外部的腔体容纳槽。各个采样腔组件包括至少两个采样腔和压力源，以及采样腔和压力源中的每一个定位在输送器的一个腔体容纳槽中。各个采样腔组件中的采样腔选择性地与采样腔组件的压力源具有流体连通性，从而可操作各个采样腔组件中的压力源是压缩对应采样腔组件中的各个采样腔。

在一个实施例中，多个采样腔组件包括三个采样腔组件，以及各个采样腔组件进一步包括两个采样腔。在另一实施例中，各个采样腔组件包括歧管，该歧管提供各个采样腔组件的采样腔与压力源之间的流体连通。

在又一方面，本发明涉及一种用于在地下井中获取多个流体样本的方法。该方法包括步骤：将流体采样器定位在井中，在流体采样器中多个采样腔的每一个中获取流体样本，以及使用流体采样器的与各个采样腔具有流体连通性的压力源压缩各个流体样本。

在一个实施例中，在流体采样器的多个采样腔中的每一个中获取流体样本的步骤包括同时在至少两个流体采样器中获取流体样本。在另一实施例中，这个步骤包括各个采样腔中同时获取流体样本。该方法可以进一步包括在碎片腔体中获取各个样本的第一部分。此外，该方法可以包括将流体采样器取回到地面以及使用地面压力源对至少两个流体样本同时增压的步骤。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其特征和优点，以下结合附图详细描述本发明，在附图中相同标记表示相同部件，在附图中：

图1是体现本发明原理的流体采样器系统的示意图；

图2A-图2H是体现本发明原理的采样器中采样部分中的连续轴向部分的横截面视图；

图3A-图3E是体现本发明原理的采样器中驱动器(actuator)、输送器(carrier)和压力源部分中的连续轴向部分的横截面视图；

图4是图3C中沿线4-4截取的压力源部分的横截面视图；

图5是图3A中沿线5-5截取的驱动器部分的横截面视图；

图6是用于体现本发明原理的采样器的可替代驱动方法的示意图；

图7是体现本发明原理的流体采样器的可替代实施例的示意图；和

图8是图7中沿线8-8截取的流体采样器的横截面视图。

具体实施方式

应当理解的是，当在下文中详细论述本发明的各个实施例的实现和使用时，本发明提供了可以体现在大量具体内容中的许多可应用的发明构思。这里所论述的具体实施例仅仅是实现和使用本发明的特定途径的示意说明，并没有界定本发明的范围。

首先参照图1，图1中代表性地图示体现本发明原理的流体采样器系统10及相关方法。诸如钻杆(drill stem)测试线带(string)的管状线带12定位在井孔14中。内部流动通道16纵向延伸穿过管状线带12。

流体采样器18连接在管状线带12中。此外，在管状线带12中优选包括循环阀(circulating valve)20、测试阀(tester valve)22和阻流器(choke)24。循环阀20、测试阀22和阻流器24可以为常规设计。然而，本领域技术人员应当注意的是：管状线带12不必包括这里所述的装备的特定组合或排列。由于可替代性地使用例如钢丝绳、滑线、盘管、连接管、井下机器人(downhole robot)等将采样器18运输通过流动通道16，因此采样器18也不必包括在管状线带12中。尽管井孔14描述为封闭和接合的，但是井孔14可替代性地为未封闭的或开孔的。

在地层测试操作中，测试阀22用于选择性地允许和阻止穿过通道16的流动。循环阀20用于选择性地允许和阻止通道16与环面26之间的流动，环面26径向形成在管状线带12与井孔14之间。阻流器24用于选择性地限制穿过管状线带12的流量。通过从地面操纵环面26中的压力，可以操作各个阀门20、22和阻流器24，如果需要，也可以通过其它方法操作它们中的任一个。

阻流器24可以被驱动，以限制穿过通道16流动，从而使采样器18上管状线带12中的大体积而导致的井孔储存效应(wellbore storage effect)最小化。在阻流器24限制穿过通道16的流量时，在通道16中产生压力差，从而维持通道16中在采样器18处的压力以及减少打开测试阀22的下降效应(drawdown effect)。这样，通过在采样器18中采集流体样本的同时限制穿过阻流器24的流量，就可以阻止流体样本降低至其泡点之下，也就是，低于泡点压力，就开始在液相中形成气相。循环阀20允许管状线带12中的烃在取出管状线带12之前就流通出去。如下面更详细地所述的，循环阀20还允许重量增加的流体流通进入井孔14。

虽然图1描述了一种垂直井，本领域技术人员应当注意到：本发明的流体采样器同样非常适用于偏斜井、倾斜井或水平井。同样地，诸如之上、之下、上面、下面、向上、向下等方向术语的使用，如它们被描绘在图中的一样用于相关图示实施例中，向上方向朝向对应图中顶部以及向下方向朝向对应图中底部。

以下参照图2A-2H和3A-3E，体现本发明原理的流体采样器被典型地图示且一般标示为100，用于获得大量流体样本的该流体采样器包括具有连接到压力源的示例性流体采样腔和示例性输送器。流体采样器100包括多个采样腔，例如图2A-图2H中所示的采样腔102。各个采样腔102连接至输送器104，输送器104还包括如图3A-图3E中所述的驱动器106和压力源108的。

如下面更充分地所述的，采样腔102上部中的通道110(参见图2A)设置为，当使用驱动器106启动流体采样操作时与纵向延伸的内部流体通道112相连通，该内部流体通道112形成为贯通流体采样器100(见图3A-图3E)。在流体采样器100连接在管状线带12中时，通道112成为管状线带12中的部分通道16(见图1)。同样地，内部流体通道112具有穿过流体采样器100的平滑钻孔(bore)。采样腔102上部中的通道110经由止回阀116与样本腔体(sample chamber)114连通。止回阀116允许流体从通道110流入样本腔体114，但是阻止流体从样本腔体114溢出到通道110。

碎片捕捉柱塞(debris trap piston)将样本腔体114与计量流体腔体(meterfluid chamber)120分离。在流体样本接收到样本腔体114中时，柱塞118被向下移动。但是，在柱塞118的这种向下移动之前，柱塞部分122相对于柱塞部分124向下移动。在所示出的实施例中，当流体流入样本腔体114中时，可选择的止回阀128允许流体流入碎片腔体126。在柱塞部分122两端产生的压力差使柱塞部分122向下移动，从而扩张碎片腔体126。

最后，柱塞部分122将向下移动足够远，用于卡环、C环、加载弹簧的接线片、夹架或其它类型的啮合装置130与形成在柱塞部分124上的凹部132啮合。一旦啮合装置130与凹部132啮合，则柱塞部分122、124一起向下移动以扩张样本腔体114。在包括止回阀128的实施例中，通过止回阀128，阻止容纳在碎片腔体126中的流体溢回样本腔体114。这样，最初由样本腔体114接收的流体陷入碎片腔体126中。这种最初接收的流体典型地夹带有碎片，或者是不希望采集的流体种类(例如泥浆)。从而，碎片腔体126使这种最初接收的流体与在后面接收到样本腔体114中的流体样本相隔离。

计量流体腔体120开始包含计量流体(metering fluid)，例如液压流体、硅油等等。限流器(flow restrictor)134和止回阀136控制腔体120与大气腔体138之间的流量，大气腔体138开始包含相当低压力的气体，例如处于大气压力的空气。腔体138中的可收缩柱塞(collapsible piston)组件140包括叉头(prong)142，该叉头142开始使另一止回阀144保持偏离位置，以允许腔体120、138之间穿过止回阀144的双向流动。然而，当将升高压力施加给腔体138时，如下面更充分的描述，柱塞组件140轴向收缩，叉头142不再使止回阀144保持偏离位置，从而阻止从腔体120流到腔体138。

浮动柱塞(floating piston)146将腔体138与另一大气腔体148分离，该大气腔体148开始包含相当低压力的气体，例如处于大气压力的空气。隔板150附接至柱塞146以及限制柱塞146向下移动。隔板150还用于接触阀门154的阀杆(stem)152，以打开阀门154。阀门154开始阻止腔体148与通道156之间在采样腔102下部中的连通。此外，止回阀158允许从通道156至腔体148的流体流动，但是阻止从腔体148至通道156的流体流动。

如上所述，将采样腔102中的一个或多个以及优选九个采样腔102安装在从设置在外部的腔体容纳槽159内，该槽限定了输送器104中的内部流体通道112。密封孔160(见图3B)设置在输送器104中，用于容纳采样腔102的上部，以及另一密封孔162(见图3C)设置用于容纳采样腔102的下部。这样，采样腔102上部中的通道110设置处于与输送器104中的通道164的密封连通中，以及采样腔102下部中的通道156设置处于与输送器104中的通道166的密封连通中。

除了安装在输送器104内的九个采样腔102之外，本领域技术人员已知类型的压力和温度量表/记录器(未显示)也可以以类似方式容纳在输送器104中。例如，输送器104的密封孔168、170可以用于提供量表/记录器与内部流体通道112之间的连通。注意，尽管在图3C中所述的密封孔170处于与通道172的连通中，优选如果密封孔170用于容纳量表/记录器，则插销用于使量表/记录器与通道172隔离。然而，通道172处于通道166与安装在密封孔162中各个采样腔102的下部的连通中，从而用作流体采样器100的歧管(manifold)。如果采样腔102或量表/记录器没有安装在密封孔160、162、168、170中的一个或多个中，则安装插销以阻止流动贯通其中。

通道172与压力源108的腔体174连通。腔体174经由通道178与压力源108的腔体176连通。腔体174、176开始包含压缩流体，例如压缩气体或液体。优选地，处于大约7000psi与12000psi之间的压缩氮用于对腔体174、176预先加压(precharge)，但是如果需要，可使用其它流体或流体组合和/或较高和较低的其它压力。虽然图3A-图3E描绘了具有两个压缩流体腔体174、176的压力源108，本领域技术人员应当理解的是：压力源108可具有任意数量的腔体(多于或少于两个)，这些腔体彼此连通，以提供所需的压力源。如最佳在图4中所看到的，压力源108的横截面图示出注入阀(fillvalve)180和从注入阀180延伸至腔体174的通道182，用于在井孔下运行流体采样器100之前，在地面将压缩流体提供给腔体174、176。

如最佳在图3A和图5中看到的，驱动器106包括多个阀门184、186、188以及相应的多个爆破盘(rupture disk)190、192、194，以提供对多组采样腔102的单独驱动。在所示实施例中，可以使用九个采样腔102，并且分为三组，每组三个采样腔。各组采样腔可称作采样腔组件。因此，阀门184、186、188和相应的爆破盘190、192、194用于驱动三个采样腔组102。为了简明，在下面仅仅相对阀门184、186、188其中之一以及相应的爆破盘190、192、194其中之一，描述驱动器106的操作。相对其它阀门和爆破盘的驱动器106的操作类似于在下面所描述的。

阀门184开始将通道164与流体采样器100的内部流体通道112隔离，其中通道164经由通道196与三个采样腔102中的通道110相连通。这将三个采样腔102中每一个的样本腔体114与通道112隔离。当希望将流体样本接收进入三个采样腔102的各个样本腔体114中时，环面26中的压力增加足够数量，以使盘190爆破。这使环面26中的压力向上移动阀门184，从而打开阀门184，并允许通道112与通道196、164之间的连通。

然后，来自通道112的流体进入处于三个采样腔102中每一个的上部的通道110。为了简明，在下面描述在流体样本接收在其中之后仅仅一个采样腔102的操作。流体通过止回阀116从通道110流入样本腔体114。如上所述，初始体积的流体陷入柱塞118的碎片腔体126中。通过计量在腔体120中流过限流器134的流体，柱塞部分122然后是相连的柱塞部分122、124的向下移动减慢。这阻止容纳在样本腔体114中的流体样本的压力下落到其泡点之下。

当柱塞118向下移动时，腔体120中的计量流体通过限流器134流入腔体138。这里，叉头142保持止回阀144偏离位置(off seat)。容纳在腔体138内的计量流体使柱塞146向下移动。最后，隔板150接触阀门154的阀杆152，从而打开阀门154。阀门154的打开使压力源108中的压力被施加给腔体148。对腔体148的加压还导致压力被施加给腔体138、120，进而施加给样本腔体114。这是由于通道156与通道166、172连通(见图3C)，从而与来自压力源108的压缩流体相连通。

在来自压力源108的压力被施加给腔体138时，柱塞组件140收缩，叉头142不再保持止回阀144偏离位置。然后，止回阀144阻止压力从腔体120和样本腔体114中溢出。止回阀116也阻止压力从样本腔体114中溢出。这样，容纳在样本腔体114中的流体样本被压缩。

在流体样本100的所示实施例中，由于阀门184用于提供通道112与通道110之间在多个采样腔102上部中的连通，所以通过使盘190爆破来驱动多个采样腔102。从而，多个采样腔102同时从通道112接收流体样本。

以类似方式，在使爆破盘192爆破时，多个采样腔102中的另外一组将接收流体样本，以及在使爆破盘194爆破时，多采样腔102中的再另外一组将接收流体样本。可以选择爆破盘184、186、188，以使它们在环面26中以不同的压力依次爆破，或者可以选择它们以使它们在环面26中以相同的压力同时爆破。

流体采样器100的另一重要特征在于：多个采样腔102(在所示例子中为九个)共用压力源108。即，压力源108与多个采样腔102中的每一个相连通。这个特征在流体采样操作中提供增强的便利性、速度、经济性和安全度。除了在井下共用公共压力源之外，流体采样器100的多个采样腔102也可以共用地面上的公共压力源。具体地，一旦在井下获取且压缩全部样本，则将流体采样器100取回到地面。即使样本出现一定的冷却，但公共压力源以合适压力保持样本以阻止任何相变降解。一旦在地面上，样本可在多个采样腔102中保留相当的时间，在其间温度状况可能发生波动。因此，可以使用诸如压缩机或泵之类的地面压力源以对采样腔102增压。这种增压过程允许在采样腔102保留在输送器104中的同时或者在采样腔102已经从输送器104中去除之后进一步压缩多个采样腔102。

注意，尽管驱动器106在上面被描述为被配置以允许三组采样腔102的单独驱动，每一组包括三个采样腔102，应当理解：可以使用任何数量的采样腔102，采样腔102可包括在任意数量的组中(包括一组)，不同的组可包括任意数量的采样腔102(包括一个)，不同组可包括不同数量的采样腔102，以及完全不必将采样腔102单独地分组。

以下参照图6，用于流体采样器100的可替代驱动方法被代表性和示意性地示出。不是在环面26中使用增加的压力来驱动阀门184、186、188，而是使用包括在流体采样器100的控制模块198来驱动阀门184、186、188。例如，可以将遥测接收器(telemetry receiver)199连接到控制模块198。接收器199可以是任何类型遥测接收器，例如能够接收声信号、压力脉冲信号、电磁信号、机械信号等等的接收器。同样地，任何类型遥测器可以用于向接收器199发送信号。

在控制模块198确定接收器199已经接收到合适信号时，控制模块198使阀门184、186、188中的被选择的一个或多个打开，从而使在流体采样器100中将采集多个流体样本。阀门184、186、188可以配置为响应电流、流体压力、偏置作用力、温度等的施加或解除而打开。

以下参照图7和8，体现本发明的原理的用于获取多个流体样本的流体采样器的可替代实施例被代表性示出且一般标示为200。流体采样器200包括上连接器202，用于将流体采样器200连接至采样器线带中的其它钻井工具。流体采样器200还包括驱动器204，其以类似于上述的驱动器106的方式操作。在驱动器204下面是与上述输送器104类似构造的输送器206。流体采样器200进一步包括用于分配流体压力的歧管208。在歧管208下面是下连接器210，用于将流体采样器200连接至采样器线带中的其它钻井工具。

流体采样器200具有纵向延伸的内部流体通道212，内部流体通道212形成为贯通流体采样器200。当流体采样器200连接在管状线带12中时，通道212在管状线带12中成为部分通道16(见图1)。在所示实施例中，输送器206具有十个设置在外部的腔体容纳槽，其限定内部流体通道212。如上所述，在腔体容纳槽的其中之一例如槽214内，本领域技术人员已知类型的压力和温度量表/记录器(未显示)可容纳在输送器206中。其余槽用于容纳采样腔和压力源腔体。

在所示实施例中，采样腔216、218、220、222、224、226分别容纳在槽228、230、232、234、236、238内。采样腔216、218、220、222、224、226以在上面参照采样腔102所述的方式构造和操作。压力源腔体240、242、244以在上面参照采样腔102所述的方式分别容纳在槽246、248、250内。压力源腔体240、242、244开始包含压缩流体，例如压缩气体或液体。优选地，将大约10000psi和20000psi之间的压缩氮用于预先加压腔体240、242、244，但是如果需要也可以使用其它流体或流体组合和/或较高和较低的其它压力。

驱动器204包括以类似于驱动器106的阀门184、186、188的方式操作的三个阀门。驱动器204具有三个爆破盘，每一个以类似于驱动器106的爆破盘190、192、194的方式与各个阀门相关联，其中一个被示出且标示为爆破盘252。如上所述，各个爆破盘用于采样腔组的单独驱动。在所示实施例中，使用六个腔体，并且这些腔体分为三组，每组两个采样腔。与各组两个采样腔相关联的是一个压力源腔体。具体地，爆破盘252与采样腔216、218相关联，该采样腔216、218还经由歧管208与压力源腔体240相关联。以同样方式，第二爆破盘与采样腔220、222相关联，该采样腔220、222还经由歧管208与压力源腔体242相关联。此外，第三爆破盘与采样腔224、226相关联，该采样腔224、226还经由歧管208与压力源腔体244相关联。在所示的实施例中，各个爆破盘、阀门、采样腔对、压力源腔体和歧管部分可称为采样腔组件。三个采样腔组件中的每一个独立于另外两个采样腔组件操作。为了简明，在下面描述一个采样腔组件的操作。另外两个采样腔组件的操作类似于在下面所描述的。

与爆破盘252相关联的阀门开始将采样腔216、218的样本腔体与流体采样器200的内部流体通道212相隔离。在希望将流体样本接受到采样腔216、218中的各个样本腔体中时，环面26中的压力被增加足够数量以使盘252爆破。这允许环面26中的压力将相关联的阀门以上述方式向上移动，从而打开阀门且允许通道212与采样腔216、218的样本腔体之间连通。

如上所述，来自通道212的流体进入各个采样腔216、218的上部中的通道，并且穿过可选择的止回阀到样本腔体。如上所述，初始体积的流体陷入碎片腔体中。通过在另一腔体中流过限流器的计量流体，碎片柱塞的向下移动减慢。这阻止了接收在样本腔体中的流体样本中的压力下降到其泡点之下。

当碎片柱塞向下移动时，计量流体流过限流器进入下面腔体，导致柱塞向下移动。最后，隔板接触下面阀门的阀杆，从而打开阀门，并允许压力源腔体240的压力经由歧管208施加给下面腔体。下面腔体的压缩还使压力被施加给采样腔216、218的样本腔体。

如上所述，在压力源腔体240的压力被施加给下面腔体时，柱塞组件收缩且叉头不再保持止回阀偏离位置，这阻止压力从样本腔体中溢出。上部止回阀也阻止压力从样本腔体中溢出。这样，容纳在样本腔体中的流体样本被压缩。

在流体采样器200的所示实施例中，由于相关联的阀门用于提供通道212与采样腔216、218的样本腔体之间的选择性连通，所以通过爆破盘252驱动两个采样腔216、218。从而，两个采样腔216、218同时从通道212接收流体样本。

以类似方式，在其它爆破盘爆破时，两个采样腔的其它组(采样腔220、222和采样腔224、226)将接收流体样本，以及获取的流体样本将分别被压力源242、244压缩。可以选择爆破盘，以使它们在环面26中以不同压力依次爆破，或者可以选择它们以使它们在环面26中以相同的压力同时爆破。

流体采样器200的重要特征之一在于：多个采样腔(在所示例子中为两个)共用公共压力源。也就是，每个压力源与多个采样腔相连通。这个特征在流体采样操作提供了增强的便利性、速度、经济性和安全度。除了在井下，流体采样器200的多个采样腔在地面也可以共用公共压力源。具体地，一旦在井下获取且压缩全部样本，则将流体采样器200取回到地面。即使样本出现一定的冷却，但公共压力源以合适压力保持样本以阻止任何相变降解。一旦在地面上，样本可在多个采样腔中保留相当的时间，在其间温度状况可发生波动。因此，可以使用诸如压缩机或泵之类的地面压力源以对采样腔加压。这种增压过程允许在采样腔保留在输送器206中的同时或者在采样腔已经从输送器206中去除之后进一步压缩多个采样腔。

本领域技术人员应当理解，虽然流体采样器200被描述为具有经由歧管208与两个采样腔相连通的一个压力源，但是从本发明的原理出发，可以是其它数量的压力源腔体与其它数量的采样腔相连通。例如，在某些实施例中，一个压力源腔体可能与三个、四个或更多个采样腔沟通压力。同样地，两个或更多个压力源腔体可充当单个采样腔或多个采样腔的公共压力源。通过对歧管208作出适当调整，使得希望的压力源腔体和希望的采样腔正确地互相连通，就可以实现这些实施例中的每一个。

尽管已经参照说明性实施例描述本发明，但是其意图不是使说明书在限制意义上被解释。对于本领域技术人员而言，对本发明的说明性实施例以及其它实施例的各种改变和组合基于说明书将是清楚的。因此，其目的在于：附属的权利要求包含任意这样的变化或实施例。

Claims (24)

1.一种装置，用于在地下井中获取多个流体样本，所述装置包括:

输送器；

多个采样腔，可操作地与所述输送器相关联，每个采样腔包括碎片腔体，可操作该碎片腔体以捕捉该采样腔中获取的流体样本的初始部分；以及，

压力源，选择性地与至少两个采样腔具有流体连通性，从而可操作所述压力源压缩在所述至少两个采样腔中获取的流体样本。

2.如权利要求1所述的装置，其中可操作所述压力源压缩在各个采样腔中获取的流体样本。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述多个采样腔包括九个采样腔。

4.如权利要求3所述的装置，其中可操作所述压力源压缩在所述九个采样腔的每一个中获取的流体样本。

5.如权利要求1所述的装置，进一步包括歧管，所述歧管提供所述采样腔与所述压力源之间的流体连通。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述采样腔与所述压力源在纵向上通过所述歧管分离。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述压力源内包括压缩氮。

8.如权利要求1所述的装置，其中压力源包括至少两个压力腔。

9.如权利要求1所述的装置，进一步包括驱动器，所述驱动器控制所述流体样本流入所述采样腔中。

10.一种装置，用于在地下井中获取多个流体样本，所述装置包括:

输送器，具有纵向延伸的内部流体通道和多个以圆周分布的方式设置在外部的腔体容纳槽，所述内部流体通道穿设有基本上平滑的钻孔；

多个采样腔，每一个所述采样腔定位在所述输送器的腔体容纳槽的其中之一中，以及

多个自包含的压力源腔体，每一个所述压力源腔体定位在所述腔体容纳槽的其中之一中，并且每一个所述压力源腔体选择性地与至少两个采样腔具有流体连通性，从而可操作各个压力源腔体压缩其中获取的流体样本。

11.如权利要求10所述的装置，进一步包括歧管，所述歧管提供所述采样腔与所述压力源腔体之间的流体连通。

12.如权利要求10所述的装置，进一步包括驱动器，所述驱动器控制流体流入所述采样腔。

13.一种方法，用于在地下井中获取多个流体样本，所述方法包括步骤:

将流体采样器定位在井中；

在所述流体采样器的多个采样腔的每一个中获取流体样本，其中在碎片腔体中获取各个流体样本的初始部分；以及

使用所述流体采样器的与各个采样腔具有流体连通性的压力源压缩各个流体样本。

14.如权利要求13所述的方法，其中在所述流体采样器的多个采样腔的每一个中获取流体样本的步骤包括：在所述流体采样器的两个采样腔的每一个中获取流体样本，以及其中使用所述流体采样器的与各个采样腔流体连通的压力源压缩各个流体样本的步骤包括：压缩上述两个流体样本。

15.如权利要求13所述的方法，其中在所述流体采样器的多个采样腔的每一个中获取流体样本的步骤包括：在所述流体采样器的九个采样腔的每一个中获取流体样本，以及其中使用所述流体采样器的与各个采样腔流体连通的压力源压缩各个流体样本的步骤包括：压缩全部九个流体样本。

16.如权利要求13所述的方法，其中在所述流体采样器的多个采样腔的每一个中获取流体样本的步骤包括：在至少两个采样腔中同时获取流体样本。

17.如权利要求13所述的方法，其中在所述流体采样器的多个采样腔的每一个中获取流体样本的步骤包括：在各个采样腔中同时获取流体样本。

18.如权利要求13所述的方法，进一步包括步骤：将流体采样器取回到地面，使用地面压力源对至少两个流体样本同时增压。

19.一种装置，用于在地下井中获取多个流体样本，所述装置包括:

输送器，具有纵向延伸的内部流体通道和多个以圆周分布的方式设置在外部的腔体容纳槽，所述内部流体通道穿设有基本上平滑的钻孔；

多个采样腔，每一个定位在所述腔体容纳槽的其中之一中；以及

压力源，所述压力源包括多个自包含的压力源腔体，每一个所述压力源腔体定位在所述腔体容纳槽的其中之一中，所述压力源选择性地与各个采样腔具有流体连通性，从而可操作所述压力源压缩在各个采样腔中获取的流体样本。

20.如权利要求19所述的装置，其中所述输送器包括至少九个腔体容纳槽。

21.如权利要求19所述的装置，进一步包括歧管，所述歧管提供所述采样腔与所述压力源之间的流体连通。

22.如权利要求19所述的装置，其中所述压力源内包括压缩氮。

23.如权利要求19所述的装置，其中可操作各个压力源腔体压缩至少两个采样腔。

24.如权利要求19所述的装置，进一步包括驱动器，所述驱动器控制所述流体样本进入所述采样腔的流量。

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