CN110031264B - 一种推靠取样系统及其坐封方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种推靠取样系统及其坐封方法，该推靠取样系统包括推靠坐封机构和扶正装置，所述推靠坐封机构通过连接管与所述扶正装置串联，所述推靠坐封机构用于坐封于钻井内，所述扶正装置包括基体以及设置在所述基体周边的支撑臂，所述支撑臂可在所述基体的周边伸缩，用于与所述钻井的井壁接触，以使所述推靠坐封机构位于所述钻井的中部；本申请坐封效果好，并适用于多种倾斜角度的钻井。

Description

一种推靠取样系统及其坐封方法

技术领域

本申请涉及一种石油勘探工具，尤指一种推靠取样系统及其坐封方法。

背景技术

在石油开发的过程中，需要测量地层内部的流体压力并抽取地层流体的样品，准确确定油层位置，方便石油的开采。目前，市场上的地层压力测量和流体取样的工具在下入钻井坐封过程中，由于钻井尺寸不同，容易导致工具在坐封时，没有居中，从而影响工具的坐封效果，导致地层压力测量和流体取样出现误差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种推靠取样系统及其坐封方法，该推靠取样系统坐封效果好，并适用于多种倾斜角度的钻井。

为了达到本申请目的，本申请实施例采用如下技术方案：

一种推靠取样系统，包括推靠坐封机构和扶正装置，所述推靠坐封机构通过连接管与所述扶正装置串联，所述推靠坐封机构用于坐封于钻井内，所述扶正装置包括基体以及设置在所述基体周边的支撑臂，所述支撑臂可在所述基体的周边伸缩，用于与所述钻井的井壁接触，以使所述推靠坐封机构位于所述钻井的中部。

可选地，所述基体为圆柱体，所述基体的周边沿其圆周方向间隔设置有多个安装孔，所述安装孔内滑动连接有所述支撑臂。

可选地，所述安装孔盖设有带通孔的顶盖，所述支撑臂由所述顶盖的通孔伸入所述安装孔内，所述支撑臂的底部设有凸台，所述凸台与所述安装孔的底部之间设有液压腔，所述液压腔与所述基体上的液体流入口连通。

可选地，所述凸台与所述顶盖之间设有复位弹簧。

可选地，所述支撑臂的端部设有接触帽。

可选地，所述接触帽的外侧呈圆弧状。

可选地，还包括控制结构，所述控制结构与所述扶正装置串联，所述控制结构用于控制所述支撑臂的伸缩。

可选地，所述控制结构通过液压控制系统控制所述支撑臂的伸缩。

可选地，所述控制结构包括基板，所述基板上设有第一集成阀座、第二集成阀座以及蓄能器，所述第一集成阀座用于控制所述支撑臂的收回，所述第二集成阀座用于控制所述支撑臂的伸开，所述蓄能器用于控制所述支撑臂的紧急收回。

可选地，所述推靠坐封机构的上端和下端均连接有所述扶正装置。

可选地，所述推靠坐封机构包括本体，所述本体的圆周上设置有一组或者一组以上的推靠臂，所述推靠臂上铰接有密封探头，所述密封探头在所述推靠臂的带动下，与所述钻井侧壁接触。

本发明还提供了一种前述推靠取样系统的坐封方法，包括：

将推靠取样系统下入钻井内；

控制扶正装置的支撑臂伸开，将支撑臂与钻井的井壁接触，通过控制支撑臂的收缩，使推靠坐封机构位于钻井的中部；

控制推靠坐封机构坐封于钻井内。

与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：

本申请中的扶正装置用于对推靠坐封机构进行扶正，使其在作业时处于钻井的居中状态，即位于钻井的中部，为推靠坐封机构良好的坐封提供前提；另外，使用扶正装置还能保证推靠坐封机构在大斜度或水平钻井中成功作业，扩展本申请的使用范围。本申请还具有结构紧凑，性能稳定可靠等特点。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例提供的一种推靠取样系统的剖视图；

图2为本申请实施例中扶正装置的结构示意图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为本申请实施例中推靠坐封机构的结构示意图；

图5为本申请实施例中控制机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。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、图2和图3所示，本申请实施例提供了一种推靠取样系统，包括推靠坐封机构1和扶正装置2，推靠坐封机构1与扶正装置2通过连接管3串联，推靠坐封机构1用于坐封于钻井内，进行测量地层内部的流体压力并抽取地层流体的样品。扶正装置2包括基体201以及设置在基体201周边的支撑臂202，支撑臂202可在基体201的周边伸缩。当推靠取样系统下入钻井内后，支撑臂202伸出，与钻井的井壁接触，以将推靠坐封机构1扶正，使推靠坐封机构1在钻井内居中，即通过支撑臂202的伸缩，使推靠坐封机构1位于钻井的中部，从而为推靠坐封机构1良好的坐封提供前提。另外，由于本申请的推靠取样系统能够通过扶正装置2扶正，从而使本申请的推靠取样系统能够在大斜度或水平钻井中成功作业，扩展了本申请的使用范围。同时，本申请还具有结构紧凑，性能稳定可靠等特点。

如图2和图3所示，扶正装置2中的基体201为圆柱体，基体201的两端分别设有接头203，用于与连接管3螺纹连接。基体201的周边沿其圆周方向间隔设置有多个安装孔，比如，3个、4个、5个等。安装孔内滑动连接有支撑臂202，支撑臂202可在安装孔内伸缩。具体地，安装孔盖设有带通孔的顶盖，支撑臂202由顶盖的通孔伸入安装孔内。支撑臂202的底部设有凸台，凸台与安装孔的底部之间设有液压腔，液压腔与基体上的液体流入口连通。本实施例中控制支撑臂202伸缩的工作原理为：通过基体上的液体流入口，向液压腔内填充液体，增大液压腔内的压力，从而推动支撑臂202的伸缩。

进一步地，凸台与顶盖之间设有复位弹簧，复位弹簧用于支撑臂202复位。

如图2和图3所示，支撑臂202的端部设有接触帽204，接触帽204的外侧呈圆弧状。本申请中的扶正装置2通过控制支撑臂202的伸缩，使接触帽204与钻井的侧壁相抵，以对推靠坐封机构1进行扶正，使推靠坐封机构1处于钻井的居中位置。比如，在现场作业时，一般有8.5寸与12.2寸两种井径的钻井，当钻井的井径为8.5寸时，支撑臂202处于收回状态，利用基体201的尺寸将推靠坐封机构1居中；当钻井的井径为12.2寸时，支撑臂202打开，利用支撑臂202使推靠坐封机构1处于钻井的居中位置。

如图1所示，推靠坐封机构1的上端和下端分别连接有扶正装置2，即上扶正装置21和下扶正装置22，上扶正装置21和下扶正装置22分别用于对推靠坐封机构1的上端和下端进行扶正，从而保证推靠坐封机构1居中。

如图4所示，推靠坐封机构1包括本体101，本体101的圆周上设置有一组或者一组以上的推靠臂102，推靠臂102上铰接有密封探头103，密封探头103在推靠臂102的带动下，与钻井井壁接触，从而实现坐封。密封探头103上设有流体入口，流体入口可以为矩形、长圆形或方形，流体入口用于抽取地层流体的样品。

如图1和5所示，本申请提供了的推靠取样系统还包括控制结构4，控制结构4通过连接管3与扶正装置2串联，控制结构4通过液压控制系统控制支撑臂202的伸缩。具体地，控制结构4包括基板401，基板401上设有第一集成阀座402、第二集成阀座403以及蓄能器404，第一集成阀座402用于控制支撑臂202的收回，第二集成阀座403用于控制支撑臂202的伸开，蓄能器404用于控制支撑臂202的紧急收回，即在井下作业发生意外时自动将支撑臂202收回来，保证作业安全。

如图1和5所示，本申请中的控制结构4包括上控制结构41和下控制结构42，上控制结构41和下控制结构42分别与上扶正装置21和下扶正装置22连接。具体地，上控制结构41用于控制推靠坐封机构1中密封探头103的推靠、坐封及安全紧急收臂；同时控制上扶正装置21的支撑臂202伸开、收回及安全紧急紧急收臂；上控制结构41包括基板、电路部分、第一集成阀座、第二集成阀座、第三集成阀座、蓄能器、传感器以及上下接头。电路部分包括高温承压件、承压外壳、控制电路板等，用于对推靠坐封机构1中密封探头的流体入口上的电磁阀进行控制；第一集成阀座用于控制推靠坐封机构的密封探头收回、上扶正装置的支撑臂收回、紧急泄压等；蓄能器用于上扶正装置在井下作业发生意外时自动将支撑臂收回来，保证作业安全；第二集成阀座用于控制推靠坐封机构的密封探头的推靠；第三集成阀座控制上扶正装置21的支撑臂伸开。

下控制结构42用于控制下扶正装置22的支撑臂22伸开、收回及安全紧急紧急收臂；控制推靠坐封机构1中密封探头内流体走向、流体压力测量、井径测量等；下控制结构42包含基体、电路控制部分，5个集成阀座，即第一集成阀座、第二集成阀座、第三集成阀座、第四集成阀座、第五集成阀座，蓄能器、3个机械阀，3个石英压力传感器、上下接头等；电路控制部分包含高温承压件、承压外壳、控制电路板等，用于对推靠坐封机构1中密封探头的流体入口上的电磁阀进行控制，进而控制推靠坐封机构1中的密封探头内流体走向；另外负责采集密封探头上的位移传感器的数值，并获得井径数据。第一集成阀座用于控制控制推靠坐封机构1中密封探头收回、下扶正装置的支撑臂收回、紧急泄压等；第二集成阀座用于控制下扶正装置的支撑臂的伸开；蓄能器用于下扶正装置在井下作业发生意外时自动将支撑臂收回来，保证作业安全；第三集成阀座、第四集成阀座和第五集成阀座分别与3个机械阀组合使用，用于控制推靠坐封机构1中密封探头与外界流体的通断；3个石英压力传感器用于监控进入密封探头内的流体压力。

本申请还提供了一种前述推靠取样系统的坐封方法，包括：

将推靠取样系统下入钻井内；

控制扶正装置的支撑臂伸开，将支撑臂与钻井的井壁接触，通过控制支撑臂的收缩，使推靠坐封机构位于钻井的中部；

控制推靠坐封机构坐封于钻井内。

具体地，将推靠取样系统下入钻井内，到达目的层后，上、下扶正装置的支撑臂伸开，使支撑臂与钻井的井壁接触，以使推靠坐封机构位于钻井的中部；打开推靠坐封机构上的密封探头，实现与钻井的座封；根据储层的物性打开密封探头上的流体入口，通过泵抽取地层流体，达到测压取样的目的；作业结束后，收回密封探头，收回上下扶正装置。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种推靠取样系统，其特征在于，包括推靠坐封机构和扶正装置，所述推靠坐封机构通过连接管与所述扶正装置串联，所述推靠坐封机构用于坐封于钻井内，所述扶正装置包括基体以及设置在所述基体周边的支撑臂，所述支撑臂可在所述基体的周边伸缩，用于与所述钻井的井壁接触，以使所述推靠坐封机构位于所述钻井的中部；

所述基体为圆柱体，所述基体的周边沿其圆周方向间隔设置有多个安装孔，所述安装孔内滑动连接有所述支撑臂；

所述安装孔盖设有带通孔的顶盖，所述支撑臂由所述顶盖的通孔伸入所述安装孔内，所述支撑臂的底部设有凸台，所述凸台与所述安装孔的底部之间设有液压腔，所述液压腔与所述基体上的液体流入口连通；

所述基体的周边沿其圆周方向间隔设置有三个以上所述安装孔。

2.根据权利要求1所述的推靠取样系统，其特征在于，所述凸台与所述顶盖之间设有复位弹簧。

3.根据权利要求1所述的推靠取样系统，其特征在于，所述支撑臂的端部设有接触帽。

4.根据权利要求3所述的推靠取样系统，其特征在于，所述接触帽的外侧呈圆弧状。

5.根据权利要求1所述的推靠取样系统，其特征在于，还包括控制结构，所述控制结构与所述扶正装置串联，所述控制结构用于控制所述支撑臂的伸缩。

6.根据权利要求5所述的推靠取样系统，其特征在于，所述控制结构通过液压控制系统控制所述支撑臂的伸缩。

7.根据权利要求5所述的推靠取样系统，其特征在于，所述控制结构包括基板，所述基板上设有第一集成阀座、第二集成阀座以及蓄能器，所述第一集成阀座用于控制所述支撑臂的收回，所述第二集成阀座用于控制所述支撑臂的伸开，所述蓄能器用于控制所述支撑臂的紧急收回。

8.根据权利要求1所述的推靠取样系统，其特征在于，所述推靠坐封机构的上端和下端均连接有所述扶正装置。

9.根据权利要求1所述的推靠取样系统，其特征在于，所述推靠坐封机构包括本体，所述本体的圆周上设置有一组或者一组以上的推靠臂，所述推靠臂上铰接有密封探头，所述密封探头在所述推靠臂的带动下，与所述钻井侧壁接触。

10.一种如权利要求1-9任一所述的推靠取样系统的坐封方法，其特征在于，包括：

将推靠取样系统下入钻井内；

控制扶正装置的支撑臂伸开，将支撑臂与钻井的井壁接触，通过控制支撑臂的收缩，使推靠坐封机构位于钻井的中部；

控制推靠坐封机构坐封于钻井内。

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