CN103410507A

CN103410507A - 一种聚焦式packer装置

Info

Publication number: CN103410507A
Application number: CN2013103696373A
Authority: CN
Inventors: 周明高; 冯永仁; 郝桂青; 秦小飞
Original assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Current assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: CN103410507B

Abstract

一种聚焦式PACKER装置，涉及油气层钻井测试，提高了所取样品纯度，缩短取样时间，包括聚焦式PACKER探头、内层样品管线和外层样品管线，所述聚焦式PACKER探头包括内探针吸口和外探针吸口，所述内探针吸口设置在PACKER探头的中央，所述外探针吸口设置在PACKER探头的边缘；所述内探针吸口与所述内层样品管线联通，所述外探针吸口与所述外层样品管线联通。本发明的聚焦式PACKER装置提供两套流体通道，一套用于抽取外层滤液，另一套抽取地层流体，形成聚焦效果，从而大幅度缩短取样时间（缩短60%）及样品纯度，在低孔低渗作业方面有了质的飞跃。

Description

一种聚焦式PACKER装置

技术领域

本发明涉及油气层钻井测试，尤其涉及一种聚焦式PACKER装置。

背景技术

Packer是地层测试类仪器的专用术语，它是指坐封地层用的橡胶及探针，如图2所示，现有的PACKER装置只能提供一套流体通道，当下放到目的层，坐封完成后进行取样，为了获取较纯净的地层流体原样，须将混有泥浆滤液的流体排尽。根据球形渗流理论，在抽吸过程中泥浆滤液（图中浅色）会不断与地层原液（图中深色）混合，因而，在取样过程中因滤液与样品的不断混合，为获得相对纯净的流体，必须泵抽大量的时间滤液，以排除滤液的干扰；同时受滤液的影响，不可能取到完全纯净的流体。

发明内容

为了提高所取样品纯度，缩短取样时间，本发明提出一种聚焦式PACKER装置。

为了解决上述技术问题，提供了如下技术方案：

一种聚焦式PACKER装置，包括聚焦式PACKER探头、内层样品管线和外层样品管线，

所述聚焦式PACKER探头包括内探针吸口和外探针吸口，所述内探针吸口设置在PACKER探头的中央，所述外探针吸口设置在PACKER探头的边缘；

所述内探针吸口与所述内层样品管线联通，所述外探针吸口与所述外层样品管线联通。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括第一阀门、第二阀门和控制装置；

所述控制装置，用于向第一阀门和/或第二阀门发送控制信号；

所述第一阀门设置在所述外层样品管线内，根据所述控制信号控制所述外层样品管线与目的地层之间的断开和联通；

所述第二阀门设置在所述内层样品管线内，根据所述控制信号控制所述内层样品管线与目的地层之间的断开和联通。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括第三阀门；

所述控制装置，还用于向第三阀门发送控制信号；

所述第三阀门设置在所述内层样品管线和所述外层样品管线之间，根据所述控制信号控制所述内层样品管线与所述外层样品管线之间的断开和联通。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括液压管线，液压管线内充满高压液压油；所述聚焦式PACKER探头伸出液压管线的侧面外部。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括支撑臂，

所述支撑臂设置在液压管线的侧面外部，并且所述支撑臂与聚焦式PACKER探头分别设置在液压管线相对的两侧，用于将聚焦式PACKER装置坐封在目的地层与井壁之间。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括第四阀门，

所述控制装置，还用于向第四阀门发送控制信号；

所述第四阀门设置液压管线内，根据所述控制信号控制所述内聚焦式PACKER探头的伸开和收回。

进一步地，所述支撑臂为2个，聚焦式PACKER装置还包括第五阀门，

所述控制装置，还用于向第五阀门发送控制信号；

所述第五阀门设置液压管线内，根据所述控制信号控制所述2个支撑臂的伸开和收回。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括第一压力传感器和第二压力传感器，

所述第一压力传感器设置在所述外层样品管线内，测量外层样品管线的地层流体压力；

所述第二压力传感器设置在所述内层样品管线内，测量内层样品管线的地层流体压力。

进一步地，其特征在于：所述阀门包括1个机械阀和2个电磁阀；一个电磁阀根据控制信号打开所述机械阀，另一个控制信号关闭所述机械阀。

进一步地，所述聚焦式PACKER装置还包括蓄能器，所述蓄能器聚焦式PACKER装置提供电能。

本发明的聚焦式PACKER装置提供两套流体通道，一套用于抽取外层滤液，另一套抽取地层流体，形成聚焦效果，从而大幅度缩短取样时间（缩短60%）及样品纯度，在低孔低渗作业方面有了质的飞跃。

附图说明

图1为本发明实施例的聚焦式PACKER装置的结构示意图；

图2为现有技术的PACKER装置的工作示意图；

图3为本发明实施例的聚焦式PACKER装置的工作示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例的聚焦式PACKER装置包括聚焦式PACKER探头、内层样品管线和外层样品管线，

如图2和背景技术所述，现有的PACKER装置只有一套流体通道，在获取地层流体原样的过程中，泥浆滤液（图中浅色）会不断与地层原液（图中深色）混合，如图3所示，本发明实施例提供的PACKER装置，利用提供了PACKER探头和内、外层样品管线提供了两条流体通道，外探针吸口及外层样品管线将泥浆滤液抽走，内探针吸口和内层样品管线获取地层原液，这样就避免了泥浆滤液的干扰，可以有效的将泥浆滤液和地层原液分离，可以提高所取样品纯度，缩短取样时间。

所述聚焦式PACKER装置还包括第一阀门、第二阀门和控制装置；

所述聚焦式PACKER装置还包括第三阀门；

所述控制装置，还用于向第三阀门发送控制信号；

所述聚焦式PACKER装置还包括液压管线，液压管线内充满高压液压油；所述聚焦式PACKER探头伸出液压管线的侧面外部。

所述聚焦式PACKER装置还包括支撑臂，

所述支撑臂设置液压管线的侧面外部，并且所述支撑臂与聚焦式PACKER探头分别设置在液压管线相对的两侧，用于将聚焦式PACKER装置坐封在目的地层与井壁之间。

所述聚焦式PACKER装置还包括第四阀门，

所述控制装置，还用于向第四阀门发送控制信号；

所述聚焦式PACKER装置还包括第五阀门和第六阀门，

所述控制装置，还用于向第五阀门和/或第六阀门发送控制信号；

所述第五阀门和第六阀门设置液压管线内，分别根据所述控制信号控制所述支撑臂的伸开和收回。

所述聚焦式PACKER装置还包括第一压力传感器和第二压力传感器，

如上所述的第一至第六阀门均包括1个机械阀和2个电磁阀；一个电磁阀根据控制信号打开所述机械阀，另一个控制信号关闭所述机械阀。

所述聚焦式PACKER装置还包括蓄能器，所述蓄能器聚焦式PACKER装置提供电能。

所述聚焦式PACKER装置中聚焦式PACKER探头包括内、外探针，提供两套流体管道，通过不同的配置能满足所有井径的测试要求；利用液压控制井下动作，包括聚焦式Packer探头的伸开、收回、聚焦探针内外管道的通断等；还采用精度非常高的石英压力传感器测试管道的压力；控制装置为聚焦式PACKER装置的井下动作提供电路控制，同时能保证各个组成部分之间的组合和配合；液压控制还可以将聚焦式Packer探头缩回，以保证所述聚焦式PACKER装置的井下安全，性能稳定可靠。

实施例

聚焦式PACKER装置可以作为油气层钻井中途测试仪的核心装置，它的主要功能如下：（1）提供内外两条流体通道，为快速获取纯净地层原状流体提供可能；（2）精确测量地层流体压力；（3）放松电缆，防止长时间作业造成的电缆吸附卡；（4）紧急泄压，确保仪器井下作业安全；（5）适应于各类井眼。同时，该模块还具有结构紧凑、性能稳定可靠等特点。

结合图1具体说明本发明实施例提供的聚焦式PACKER装置的工作过程：

聚焦式PACKER装置由聚焦式PACKER探针、内探针吸口、外探针吸口、液压管线、控制装置及支撑臂，10个电磁阀SOL1、SOL2、SOL4、SOL5、SOL6、SOL7、SOL8、SOL9、SOL10、SOL11，5个机械阀CV1、CV2、CV3、CV4、CV5，2个高精度压力传感器QPG1、QPG2，2个压力传感器STRAIN1，STRAIN2，一组蓄能器组成。

当所述聚焦式PACKER装置下放到目的层后，启动液压动力系统，使液压管线处于高压状态；打开电磁阀SOL1、SOL2将聚焦式PACKER探针及支撑臂打开，支撑井壁，所述聚焦式PACKER装置完成坐封，与地层建立内外两套通道。打开电磁阀SOL8，切断内外层样品管线。

1）当只抽吸外层样品时，打开电磁阀SOL7，此时外层样品管线与地层连通；同时，打开电磁阀SOL10，切断内层样品管线与地层的连通；

2）当只抽吸内层样品时，打开电磁阀SOL6，此时外层样品管线与地层断开；同时，打开电磁阀SOL11，内层样品管线与地层的连通；

3）当需要内外层样品管线同行工作时将电磁阀SOL7、SOL11同时打开;

4）当不需要内外管线与地层连通时，将电磁阀SOL6、SOL10同时打开。

该模块还可以和其它类型的探针进行组合测试，如果暂时不需要聚焦式探针工作，可以打开电磁阀SOL9，SOL6、SOL10，这样内外层样品管线贯通，同时与地层隔离。

2、精确测量地层流体压力

在内外层探针样品管线上各安装一个高精度石英压力传感器QPG1、QPG2，该传感器不仅精度非常高（±0.02%FS)，且具有温度补偿功能，能在短时间内精确测量地层流体压力。

3、放松电缆，防止长时间作业造成的电缆吸附卡；

电缆式测井仪器依靠电缆将仪器悬挂于井内，因井壁不规则，电缆紧靠井壁，若电缆处于运动状态，则电缆不易因受力嵌入井壁而出现粘卡现象；如果电缆长时间处于静止状态，电缆易因受力而嵌入井壁内，导致电缆被卡死，拉不动仪器的危险，尤其对地层测试器类仪器，因作业的需要往往须在某个位置停滞数小时，而因泥浆柱压力大于地层压力，二者之间的压差亦会紧压电缆，使电缆死死嵌在井壁内，更易发生仪器被卡在井内而无法取出的危险。为避免这一危险，所述聚焦式PACKER装置中通过增加支撑臂、聚焦式PACKER探针与井壁的压力，进而增大聚焦式PACKER装置与井壁的静摩擦力，依靠静摩力将聚焦式PACKER装置悬于井筒内，以摆脱电缆的依赖。这样，在作业过程中，可以完全放松电缆，以防止其发生电缆吸附卡。

4、紧急泄压，确保仪器井下作业安全；

在作业过程中，偶尔会出现因故障导致的聚焦Packer探针和支撑臂收不回去的情况；此时，因仪器死死支撑在井壁上，无法取出，如果没有外部力量将聚焦Packer探针和支撑臂收回，则只能通过打捞的方式将仪器取出，这样一方面浪费大量的人力物力，另一方面会损坏仪器。为避免这种现象，在该聚焦式PACKER装置中设计了一组蓄能器，该蓄能器能将聚焦式Packer聚焦式PACKER装置和支撑臂及时在没有动力的前提下依然能将其收回，以避免上述危险。

5、适应于各类井眼

为适应井径的需要，在该聚焦式PACKER装置中具有伸开和收回功能的聚焦式Packer探针及支撑臂，以满足现场各种井径。

实践表明：采用聚焦式探针能缩短58%的滤液泵排时间,且能获取100%纯净的地层流体。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims

1.一种聚焦式PACKER装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置包括聚焦式PACKER探头、内层样品管线和外层样品管线，

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括第一阀门、第二阀门和控制装置；

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括第三阀门；

所述控制装置，还用于向第三阀门发送控制信号；

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括液压管线，液压管线内充满高压液压油；所述聚焦式PACKER探头伸出液压管线的侧面外部。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括支撑臂，

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括第四阀门，

所述控制装置，还用于向第四阀门发送控制信号；

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述支撑臂为2个，聚焦式PACKER装置还包括第五阀门，

所述控制装置，还用于向第五阀门发送控制信号；

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括第一压力传感器和第二压力传感器，

9.如权利要求1、3、6、7任一权利要求所述的装置，其特征在于：所述阀门包括1个机械阀和2个电磁阀；一个电磁阀根据控制信号打开所述机械阀，另一个控制信号关闭所述机械阀。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述聚焦式PACKER装置还包括蓄能器，所述蓄能器聚焦式PACKER装置提供电能。