CN110107291A - 一种井下流体原位拉曼探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下流体原位拉曼探测系统，包括管柱，所述管柱内设置有升缩顶靠装置、升缩取样探头、泵抽系统、拉曼探测系统、液压系统和控制系统，所述管柱上设置有供所述升缩顶靠装置穿过的第一管柱通孔和供所述升缩取样探头穿过的第二管柱通孔，所述升缩顶靠装置和升缩取样探头分别与所述液压系统连接，所述液压系统用于驱动升缩顶靠装置和升缩取样探头进行升缩运动；所述泵抽系统的进液口通过第一管道与所述升缩取样探头的出液口连通，所述泵抽系统的出液口通过管道与所述拉曼探测系统连通；所述泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统分别与所述控制系统连接，所述控制系统用于控制泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统的启闭。

Description

一种井下流体原位拉曼探测系统

技术领域

本发明涉及原位拉曼探测系统，尤其涉及一种井下流体原位拉曼探测系统。

背景技术

井下原位数据对油气、水合物的开发评估具有重要作用，目前井下原位数据的获取只有两个途径，分别是地层原位测试和保压取芯测试，现有大多采用的是通过对地层样品进行保压取芯，然后对保压岩心进行分析，然而保压取芯技术难度大、成本高且周期长。

井下原位测试可以快速获取井下原位数据，目前井下原位测试有斯伦贝谢公司推出的MDT模块式地层动态测试仪，地层动态测试仪主要用于分析甲烷、原油等成分，但可以分析的成分比较局限，无法完全分析井下液体的各种成分。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种井下流体原位拉曼探测系统，其通过液压系统驱动升缩顶靠装置进行升缩运动，从而使升缩顶靠装置从管柱中升出，升缩顶靠装置将管柱顶靠至井壁；液压系统驱动升缩取样探头进行升缩运动，从而使升缩取样探头从管柱中升出，将升缩取样探头插进井壁储层中抽取储层流体，拉曼探测系统可以实时检测储层流体中的硫酸根、碳酸根、二氧化碳、甲烷等化学组分。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种井下流体原位拉曼探测系统，包括管柱，所述管柱内设置有升缩顶靠装置、升缩取样探头、泵抽系统、拉曼探测系统、液压系统和控制系统，所述管柱上设置有供所述升缩顶靠装置穿过的第一管柱通孔和供所述升缩取样探头穿过的第二管柱通孔，所述升缩顶靠装置和升缩取样探头分别与所述液压系统连接，所述液压系统用于驱动升缩顶靠装置和升缩取样探头进行升缩运动；所述泵抽系统的进液口通过第一管道与所述升缩取样探头的出液口连通，所述泵抽系统的出液口通过管道与所述拉曼探测系统连通；所述泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统分别与所述控制系统连接，所述控制系统用于控制泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统的启闭。

进一步地，井下流体原位拉曼探测系统还包括供气系统，所述供气系统与所述控制系统连接；所述供气系统通过第一供气管与所述升缩取样探头连通。

进一步地，井下流体原位拉曼探测系统还包括电源系统，所述泵抽系统、拉曼探测系统、液压系统和控制系统分别与所述电源系统连接，所述电源系统用于给泵抽系统、拉曼探测系统、液压系统和控制系统供电。

进一步地，所述升缩取样探头包括取样桶和取样本体，所述取样桶位于所述取样本体的顶部，所述取样本体的底部设置有取样本体出液口，所述取样本体出液口通过第一管道与所述泵抽系统连通，所述取样桶的侧壁设置有用于过滤固体杂质的双层过滤网。

进一步地，所述双层过滤网包括第一过滤网和与第一过滤网连接的第二过滤网，所述第一过滤网设置于所述第二过滤网的外侧。

进一步地，所述拉曼探测系统包括分光池和拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪与所述分光池连接，所述拉曼光谱仪用于检测分光池内液体的成分，所述分光池的进液口通过管道与所述泵抽系统的出液口连通。

进一步地，井下流体原位拉曼探测系统还包括二级过滤器，所述二级过滤器的进液口通过第二管道与所述泵抽系统的出液口连通，所述二级过滤器的出液口通过第三管道与所述分光池的进液口连通，所述分光池的出液口连接有第四管道，所述管柱上设置有排液口，所述第四管道远离所述分光池的一端与所述排液口连通。

进一步地，所述第四管道上设置有第二单向阀。

进一步地，所述分光池采用石英材料制成。

相比现有技术，本发明的有益效果在于，管柱上设置有供升缩顶靠装置穿过的第一管柱通孔和供升缩取样探头穿过的第二管柱通孔，升缩顶靠装置和升缩取样探头分别与液压系统连接，液压系统用于驱动升缩顶靠装置和升缩取样探头进行升缩运动；泵抽系统的进液口通过第一管道与升缩取样探头的出液口连通，所述泵抽系统的出液口通过管道与所述拉曼探测系统连通；泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统分别与控制系统连接，控制系统用于控制泵抽系统、拉曼探测系统和液压系统的启闭；液压系统驱动升缩顶靠装置进行升缩运动，从而使升缩顶靠装置从管柱中升出，升缩顶靠装置将管柱顶靠至井壁；液压系统驱动升缩取样探头进行升缩运动，从而使升缩取样探头从管柱中升出，将升缩取样探头插进井壁储层中抽取储层流体，拉曼探测系统可以实时检测储层流体中的硫酸根、碳酸根、二氧化碳、甲烷等化学组分。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明静止时的结构示意图。

图2为本发明工作时的结构示意图。

图3为本发明所述的升缩取样探头的结构示意图。

图中：1-管柱、2-升缩顶靠装置、3-升缩取样探头、4-泵抽系统、5-拉曼探测系统、6-液压系统、7-控制系统、8-供气系统、9-电源系统、10-二级过滤器、31-取样桶、32-取样本体、33-第一过滤网、34-第二过滤网、41-第一管道、42-第二管道、43-第三管道、44-第四管道、45-第二单向阀、51-分光池、52-拉曼光谱仪、81-第一供气管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，一种井下流体原位拉曼探测系统，包括管柱1，所述管柱1内设置有升缩顶靠装置2、升缩取样探头3、泵抽系统4、二级过滤器10、拉曼探测系统5、液压系统6和控制系统7。

具体地，所述管柱1上设置有供所述升缩顶靠装置2穿过的第一管柱通孔和供所述升缩取样探头3穿过的第二管柱通孔，所述升缩顶靠装置2和升缩取样探头3分别与所述液压系统6连接，所述液压系统6用于驱动升缩顶靠装置2和升缩取样探头3进行升缩运动。

具体地，所述泵抽系统4的进液口通过第一管道41与所述升缩取样探头3的出液口连通，所述泵抽系统4的出液口通过第二管道42与所述二级过滤器10的进液口连通，所述二级过滤器10的出液口通过第三管道43与所述拉曼探测系统5连通；所述泵抽系统4、拉曼探测系统5和液压系统6分别与所述控制系统7连接，所述控制系统7用于控制泵抽系统4、拉曼探测系统5和液压系统6的启闭。

具体地，本实施例还包括供气系统8，所述供气系统8与所述控制系统7连接；所述供气系统8通过第一供气管81与所述升缩取样探头3连通。

具体地，本实施例还包括电源系统9，所述泵抽系统4、拉曼探测系统5、液压系统6和控制系统7分别与所述电源系统9连接，所述电源系统9用于给泵抽系统4、拉曼探测系统5、液压系统6和控制系统7供电。

具体地，所述升缩取样探头3包括取样桶31和取样本体32，所述取样桶31位于所述取样本体32的顶部，所述取样本体32的底部设置有取样本体出液口，所述取样本体出液口通过第一管道41与所述泵抽系统4连通，所述取样桶31的侧壁设置有用于过滤固体杂质的双层过滤网。优选地，所述双层过滤网包括第一过滤网33和与第一过滤网33连接的第二过滤网34，所述第一过滤网33设置于所述第二过滤网34的外侧。本实施有设置有第一过滤网33和第二过滤网34，能够使直径大于0.1微米的固体杂质不能进入取样桶31内，防止固体杂质堵塞取样桶31。

具体地，所述拉曼探测系统5包括分光池51和拉曼光谱仪52，所述拉曼光谱仪52与所述分光池51连接，所述拉曼光谱仪52用于检测分光池51内液体的成分，所述分光池51的进液口通过第三管道43与所述二级过滤器10的出液口连通。优选地，所述分光池51采用石英材料制成。

具体地，本实施例还包括二级过滤器10，所述二级过滤器10的进液口通过第二管道42与所述泵抽系统4的出液口连通，所述二级过滤器10的出液口通过第三管道43与所述分光池51的进液口连通，所述分光池51的出液口连接有第四管道44，所述管柱1上设置有排液口，所述第四管道44远离所述分光池51的一端与所述排液口连通，所述第四管道44上设置有第二单向阀45。优选地，经检测后的储层流体可以经第四管道44和排液口排出管柱1。

本实施例的工作原理：

控制系统7控制液压系统6开启，液压系统6驱动升缩顶靠装置2工作，升缩顶靠装置2从管柱1中的第一管柱通孔升出，从而将管柱1顶靠至井壁；然后液压系统6驱动升缩取样探头3工作，从而使升缩取样探头3从管柱1中的第二管柱通孔升出，升缩取样探头3升出后插进井壁储层中抽取储层流体，控制系统7控制泵抽系统4开启，泵抽系统4从升缩取样探头3内抽取储层流体，储层流体依次经过第一管道41、泵抽系统4、第二管道42、二次过滤器10和第三管道43后进入分光池51内，拉曼光谱仪52对分光池51内的储层流体进行检测，拉曼光谱仪52可以实时检测储层流体中的硫酸根、碳酸根、二氧化碳、甲烷等化学组分；控制系统7控制供气系统8开启，供气系统8内的高压气体经过第一供气管81对升缩取样探头3内的双层过滤网和整个系统的流路进行反吹，从而洁净整个系统，液压系统6驱动升缩顶靠装置2和升缩取样探头3回收至管柱1内，进行下一次的测试。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：包括管柱(1)，所述管柱内设置有升缩顶靠装置(2)、升缩取样探头(3)、泵抽系统(4)、拉曼探测系统(5)、液压系统(6)和控制系统(7)，所述管柱(1)上设置有供所述升缩顶靠装置(2)穿过的第一管柱通孔和供所述升缩取样探头(3)穿过的第二管柱通孔，所述升缩顶靠装置(2)和升缩取样探头(3)分别与所述液压系统(6)连接，所述液压系统(6)用于驱动升缩顶靠装置(2)和升缩取样探头(3)进行升缩运动；所述泵抽系统(4)的进液口通过第一管道(41)与所述升缩取样探头(3)的出液口连通，所述泵抽系统(4)的出液口通过管道与所述拉曼探测系统(5)连通；所述泵抽系统(4)、拉曼探测系统(5)和液压系统(6)分别与所述控制系统(7)连接，所述控制系统(7)用于控制泵抽系统(4)、拉曼探测系统(5)和液压系统(6)的启闭。

2.根据权利要求1所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：还包括供气系统(8)，所述供气系统(8)与所述控制系统(7)连接；所述供气系统(8)通过第一供气管(81)与所述升缩取样探头(3)连通。

3.根据权利要求1所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：还包括电源系统(9)，所述泵抽系统(4)、拉曼探测系统(5)、液压系统(6)和控制系统(7)分别与所述电源系统(9)连接，所述电源系统(9)用于给泵抽系统(4)、拉曼探测系统(5)、液压系统(6)和控制系统(7)供电。

4.根据权利要求1所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：所述升缩取样探头(3)包括取样桶(31)和取样本体(32)，所述取样桶(31)位于所述取样本体(32)的顶部，所述取样本体(32)的底部设置有取样本体出液口，所述取样本体出液口通过第一管道(41)与所述泵抽系统(4)连通，所述取样桶(31)的侧壁设置有用于过滤固体杂质的双层过滤网。

5.根据权利要求4所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：所述双层过滤网包括第一过滤网(33)和与第一过滤网(33)连接的第二过滤网(34)，所述第一过滤网(33)设置于所述第二过滤网(34)的外侧。

6.根据权利要求1所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：所述拉曼探测系统(5)包括分光池(51)和拉曼光谱仪(52)，所述拉曼光谱仪(52)与所述分光池(51)连接，所述拉曼光谱仪(52)用于检测分光池(51)内液体的成分，所述分光池(51)的进液口通过管道与所述泵抽系统(4)的出液口连通。

7.根据权利要求6所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：还包括二级过滤器(10)，所述二级过滤器(10)的进液口通过第二管道(42)与所述泵抽系统(4)的出液口连通，所述二级过滤器(10)的出液口通过第三管道(43)与所述分光池(51)的进液口连通，所述分光池(51)的出液口连接有用于排液的第四管道(44)，所述管柱(1)上设置有排液口，所述第四管道(44)远离所述分光池(51)的一端与所述排液口连通。

8.根据权利要求7所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：所述第四管道(44)上设置有第二单向阀(45)。

9.根据权利要求6所述的井下流体原位拉曼探测系统，其特征在于：所述分光池(51)采用石英材料制成。