CN115726778A - 一种抽取地层流体并保压储存的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探和钻采技术领域，是一种抽取地层流体并保压储存的装置和方法，前者包括抽吸短节、储存短节、连接短节、采样组件、第一泵吸机构和第二泵吸机构。本发明结构合理而紧凑，第一泵吸机构不断向初级采样腔抽吸和给排，提高了初级采样腔内地层流体的纯度，第二泵吸机构将初级采样腔内的地层流体抽吸至二级采样腔内并进行保压，若二级采样腔内的地层流体在后续工作过程中压力减小，第二泵吸机构向二级采样腔内进行加压，保证地层流体提出井口到达分析室，防止地层流体样品在到达地面后压力骤减，从而使地层流体样品发生“相变”等不可逆的现象，提高了分析数据的可靠性和真实性，具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

一种抽取地层流体并保压储存的装置和方法

技术领域

本发明涉及石油勘探和钻采技术领域，是一种抽取地层流体并保压储存的装置和方法。

背景技术

在石油勘探过程中，需要在指定层位获取地层高温高压的原状地层流体样品，以便返回地面后在实验室进行分析，了解储层流体的性质，为勘探开发提供可靠的数据。这种高温高压地层单相流体样品在到达地面后，由于温度逐步降低，导致在同体积下的压力骤减，从而使样品发生“相变”、产生脱气等不可逆的现象。比如原状地层流体为油藏，在压力下降超过“泡点压力”以后，就会分离成气液两相，之后又无法还原，失去了分析利用价值。为此，通常需要在取样容器里加装一套保压装置，以使样品时刻处于“单相流体”状态。目前国内的随钻地层流体取样技术处于空白，钻井过程中将地层的流体取样至采样室，并取样后如何保压提至井口是地层流体取样的技术难点。

发明内容

本发明提供了一种抽取地层流体并保压储存的装置和方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有地层高温高压的原状地层流体样品的获取时存在的运输过程中容易发生“相变”、产生脱气等不可逆现象的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种抽取地层流体并保压储存的装置，包括抽吸短节、储存短节、连接短节、采样组件、第一泵吸机构和第二泵吸机构，储存短节、连接短节和抽吸短节由左至右依次密封固定安装在一起，抽吸短节左部内侧设有初级采样腔，抽吸短节左端间隔设有与初级采样腔连通的第一进液通道和第一出液通道，储存短节右部内侧设有二级采样腔，储存短节右端设有与二级采样腔连通且中部内侧设有第二单向阀的第二进液通道，连接短节内设有左端与第二进液通道连通且右端与第一出液通道连通的连接通道，连接短节外侧间隔设有分别与连接通道、第一进液通道连通的排液通道和采样通道，排液通道内设有排液阀门，采样通道内设有采样组件，采样组件包括安装座、探针管和过滤筒，对应采样通道位置的连接短节外侧固定安装有中空结构的安装座，安装座内设有一端密封固定安装于采样通道内且内侧设有第一单向阀的过滤筒，过滤筒的另一端封闭且位于安装座外侧，过滤筒远离连接短节的一端外侧沿圆周间隔分布有若干个内进液孔，探针管一端密封套装于安装座内侧和过滤筒外侧之间，探针管另一端外侧沿圆周间隔分布有若干个外进液孔，对应连接短节与探针管之间位置的安装座内侧与过滤筒外侧之间形成采样驱动室，安装座外侧间隔设有若干个与采样驱动室连通的采样驱动孔，抽吸短节右部内侧设有能够使探针管向外伸出并将探针管外侧的地层流体依次经采样通道和第一进液通道吸入初级采样腔内并将地层流体经第一出液通道和排液通道排出的第一泵吸机构，二级采样腔左部内侧设有用于将初级采样腔内的流体经连接通道吸入二级采样腔内的第二泵吸机构。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一泵吸机构可包括第一油泵、第一活塞杆、第一活塞筒和第一压缩弹簧，初级采样腔右部设有第一活塞杆，第一活塞杆右端外侧与初级采样腔右部内壁固定安装在一起，初级采样腔左部设有右端内侧套装于第一活塞杆左部外侧的第一活塞筒，第一活塞筒左端固定有外侧与初级采样腔左端内壁密封接触的第一左活塞环，第一活塞筒右端外侧固定有与初级采样腔右部内壁密封接触的第一右活塞环，第一右活塞环右端与第一活塞杆右端之间设有第一压缩弹簧，第一左活塞环右端、第一右活塞环左端、第一活塞筒外侧与初级采样腔内壁之间形成第一油腔，抽吸短节右部内侧设有第一储油室，抽吸短节内间隔设有一端和第一储油室连通且另一端和第一油腔连通的第一供油通道、一端和第一供油通道连通且另一端和采样驱动室连通的第二供油通道、一端和第二供油通道与第一油腔之间的第一供油通道连通且另一端和第一储油室连通的第一回油通道以及一端和第一回油通道与第一油腔之间的第一供油通道连通且另一端和第一回油通道连通的第二回油通道，第一储油室内设有能够将第一储油室内的液体泵入第一供油通道内的第一油泵，对应第一活塞杆右方位置的初级采样腔右部设有能够使第一油泵与第二供油通道之间的第一供油通道导通或者使第一供油通道与第二回油通道导通的第一二位三通电磁阀，对应第一二位三通电磁阀左方位置的抽吸短节内左右间隔设有第一左安装室和第一右安装室，第一左安装室内设有能够启闭第二供油通道的第一二位二通电磁阀，第一右安装室内设有能够使第一油腔与第二供油通道之间的第一供油通道导通或者使第一供油通道与第一回油通道导通的第二二位三通电磁阀，抽吸短节内设有和第一油泵与第一二位三通电磁阀之间的第一供油通道连通的第一测压通道，第一测压通道内设有第一压力传感器，第一活塞筒内侧设有检测第一活塞筒左右移动距离的第一位移传感器，第一压力传感器和第一位移传感器均与固定安装于连接短节内的控制单元电连接，控制单元分别与第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、第一二位二通电磁阀以及第一油泵电连接。

上述第二泵吸机构可包括第二油泵、第二活塞杆、第二活塞筒和第二压缩弹簧，二级采样腔左部设有第二活塞杆，第二活塞杆左端外侧与二级采样腔左部内壁固定安装在一起，二级采样腔右部设有左端内侧套装于第二活塞杆右部外侧的第二活塞筒，第二活塞筒右端固定有外侧与二级采样腔右端内壁密封接触的第二右活塞环，第二活塞筒左端外侧固定有与二级采样腔左部内壁密封接触的第二左活塞环，第二左活塞环左端与第二活塞杆左端之间设有第二压缩弹簧，第二左活塞环右端、第二右活塞环左端、第二活塞筒外侧与二级采样腔内壁之间形成第二油腔，储存短节左部内侧设有第二储油室，储存短节内间隔设有一端和第二储油室连通且另一端和第二油腔连通的第三供油通道、一端和第三供油通道连通且另一端和第二储油室连通的第三回油通道，以及一端和第三回油通道与第二储油室之间的第三供油通道连通且另一端和第三回油通道连通的第四回油通道，第二储油室内设有能够将第二储油室内的液体泵入第三供油通道内的第二油泵，储存短节内左右间隔设有第二左安装室和第二右安装室，第二左安装室内设有能够使第三回油通道与第二油泵之间的第三供油通道导通或者使第三供油通道与第四回油通道导通的第三二位三通电磁阀，第二右安装室内设有能够使第三二位三通电磁阀与第二油腔之间的第三供油通道导通或者使第三供油通道与第三回油通道导通的第四二位三通电磁阀，对应第二活塞杆左方位置的二级采样腔左部设有能够启闭第二油腔与第四二位三通电磁阀之间的第三供油通道的第二二位二通电磁阀，连接短节左部设有与二级采样腔右端连通的保压通道，保压通道内密封固定安装有第二压力传感器，第二压力传感器与控制单元电连接，控制单元分别与第三二位三通电磁阀、第四二位三通电磁阀、第二二位二通电磁阀以及第二油泵电连接。

上述对应第一供油通道与第一右活塞环之间位置的初级采样腔内壁可有第一限位台阶，对应第三供油通道与第二左活塞环之间位置的二级采样腔内壁有第二限位台阶，安装座远离储存短节外侧的端部内侧有第三限位台阶。

上述储存短节内可设有和第二油泵与第四二位三通电磁阀之间的第三供油通道连通的第二测压通道，第二测压通道内设有第三压力传感器，第二活塞筒内侧设有检测第二活塞筒左右移动距离的第二位移传感器，第二位移传感器和第三压力传感器均与控制单元电连接。

上述探针管远离储存短节的端部可固定安装有嵌帽。

上述排液阀门可为固定安装于连接短节内且能够启闭排液通道的第三二位二通电磁阀，连接通道的一端和第三二位二通电磁阀与初级采样腔之间的第一出液通道连通，连接通道的另一端和第二进液通道连通，第三二位二通电磁阀与控制单元电连接。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用抽取地层流体并保压储存的装置的方法包括以下步骤：

第一步，将抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位，地面下发指令至控制单元；

第二步，控制单元启动第一泵吸机构，探针管向外伸出，然后掺有杂质的地层流体在初级采样腔进行吸入、排出循环使得杂质被排出，循环若干次后将合格的地层流体吸入初级采样腔内储存；

第三步，控制单元启动第二泵吸机构，将储存在初级采样腔内合格的地层流体吸入二级采样腔内储存并进行保压；

第四步，将抽取地层流体并保压储存的装置上提至地面。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

第二步具体操作如下：A,控制单元使第一二位三通电磁阀和第一二位二通电磁阀得电后处于开启状态，启动第一油泵，第一油泵将第一储油室内的液压油经第一供油通道和第二供油通道泵入采样驱动室，探针管向外伸出；

B,控制单元使第二二位三通电磁阀得电后处于开启状态，并且使第二二位三通电磁阀得电后处于关闭状态，第一储油室内的液压油经第一供油通道进入第一油腔并对第一右活塞环作用，使第一活塞筒压缩第一压缩弹簧并向右移动，地层流体依次经外进液孔、内进液孔、过滤筒、采样通道和第一进液通道进入初级采样腔；

C,当第一位移传感器检测到第一活塞筒移动到右端设定位置时，控制单元使第二二位三通电磁阀断电后处于关闭状态，并且使第一二位二通电磁阀断电后处于开启状态，第一油腔内的液压油在第一压缩弹簧的作用下经第二二位三通电磁阀和第一回油通道回流至第一储油室，同时初级采样腔内的地层流体经第一出液通道和第一二位二通电磁阀排入地层中；当第一位移传感器检测到第一活塞筒移动到右端设定位置时，重复操作B；

D,将操作B和操作C依次重复至少两次,控制单元使第三二位二通电磁阀关闭排液通道，将合格的地层流体吸入初级采样腔内储存；

或/和，第三步具体操作如下：a,控制单元使第三二位三通电磁阀、第四二位三通电磁阀以及第二二位二通电磁阀得电后处于开启状态，启动第二油泵，第二油泵将第二储油室内的液压油经第三供油通道泵入第二油腔并对第二左活塞环作用，使第二活塞筒压缩第二压缩弹簧并向左移动，初级采样腔内的地层流体依次经第一出液通道、连接通道和第二进液通道进入二级采样腔，当第三压力传感器检测到二级采样腔内的地层流体压力达到设定值时，控制单元使第二二位二通电磁阀和第四二位三通电磁阀断电后处于关闭状态，以密封二级采样腔；

b,控制单元使第一二位三通电磁阀和第三二位二通电磁阀断电后处于关闭状态，关闭第一油泵，采样驱动室内的液压油经第二供油通道和第一回油通道回流至第一储油室，探针管向内收回；

或/和，第一步中将第一储油室和第二储油室内注满液压油的抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位。

本发明结构合理而紧凑，第一泵吸机构不断向初级采样腔抽吸和给排，提高了初级采样腔内地层流体的纯度，第二泵吸机构将初级采样腔内的地层流体抽吸至二级采样腔内并进行保压，若二级采样腔内的地层流体在后续工作过程中压力减小，第二泵吸机构向二级采样腔内进行加压，保证地层流体提出井口到达分析室，防止地层流体样品在到达地面后压力骤减，从而使地层流体样品发生“相变”等不可逆的现象，提高了分析数据的可靠性和真实性，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为实施例一的主视剖视结构示意图。

附图2为实施例一的控制原理结构示意图。

附图3为实施例一中储存短节和连接短节连接处的截面结构示意图。

附图中的编码分别为：1为抽吸短节，2为储存短节，3为连接短节，4为安装座，5为探针管，6为过滤筒，7为第一单向阀，8为第二单向阀，9为第一活塞杆，10为第一活塞筒，11为第一左活塞环，12为第一右活塞环，13为第一压缩弹簧，14为第一油泵，15为第一二位三通电磁阀，16为第二二位三通电磁阀，17为第一二位二通电磁阀，18为第一压力传感器，19为第一位移传感器，20为控制单元，21为第二活塞杆，22为第二活塞筒，23为第二右活塞环，24为第二左活塞环，25为第二压缩弹簧，26为第二油泵，27为第三二位三通电磁阀，28为第四二位三通电磁阀，29为第二二位二通电磁阀，30为第二位移传感器，31为第二压力传感器，32为第三压力传感器，33为嵌帽，34为第三二位二通电磁阀，35为第一限位台阶，36为第二限位台阶，37为第三限位台阶，38为初级采样腔，39为二级采样腔，40为连接通道，41为采样驱动室，42为外进液孔，43为内进液孔，44为第一进液通道，45为第一出液通道，46为第二进液通道，47为采样通道，48为排液通道，49为采样驱动孔，50为第一油腔，51为第一储油室，52为第一供油通道，53为第二供油通道，54为第一回油通道，55为第二回油通道，56为第一测压通道，57为第二油腔，58为第二储油室，59为第三供油通道，60为第三回油通道，61为第四回油通道，62为第二测压通道，63为保压通道。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图1、2、3所示，该抽取地层流体并保压储存的装置包括抽吸短节1、储存短节2、连接短节3、采样组件、第一泵吸机构和第二泵吸机构，储存短节2、连接短节3和抽吸短节1由左至右依次密封固定安装在一起，抽吸短节1左部内侧设有初级采样腔38，抽吸短节1左端间隔设有与初级采样腔38连通的第一进液通道44和第一出液通道45，储存短节2右部内侧设有二级采样腔39，储存短节2右端设有与二级采样腔39连通且中部内侧设有第二单向阀8的第二进液通道46，连接短节3内设有左端与第二进液通道46连通且右端与第一出液通道45连通的连接通道40，连接短节3外侧间隔设有分别与连接通道40、第一进液通道44连通的排液通道48和采样通道47，排液通道47内设有排液阀门，采样通道47内设有采样组件，采样组件包括安装座4、探针管5和过滤筒6，对应采样通道47位置的连接短节3外侧固定安装有中空结构的安装座4，安装座4内设有一端密封固定安装于采样通道47内且内侧设有第一单向阀7的过滤筒6，过滤筒6的另一端封闭且位于安装座4外侧，过滤筒6远离连接短节3的一端外侧沿圆周间隔分布有若干个内进液孔43，探针管5一端密封套装于安装座4内侧和过滤筒6外侧之间，探针管5另一端外侧沿圆周间隔分布有若干个外进液孔42，对应连接短节3与探针管5之间位置的安装座4内侧与过滤筒6外侧之间形成采样驱动室41，安装座4外侧间隔设有若干个与采样驱动室41连通的采样驱动孔49，抽吸短节1右部内侧设有能够使探针管5向外伸出并将探针管5外侧的地层流体依次经采样通道47和第一进液通道44吸入初级采样腔38内并将地层流体经第一出液通道45和排液通道48排出的第一泵吸机构，二级采样腔39左部内侧设有用于将初级采样腔38内的流体经连接通道40吸入二级采样腔39内的第二泵吸机构。

根据需求，抽吸短节1、储存短节2以及连接短节3均可由壳体固定安装在壳体内的芯体组成，相对应的两个通道通过密封固定安装在相邻的两个芯体之间的连接管连通。在使用过程中，第一泵吸机构不断向初级采样腔38抽吸和给排，提高了初级采样腔38内的地层流体的纯度，第二泵吸机构将初级采样腔38内的地层流体抽吸至二级采样腔39内并进行保压，若二级采样腔39内的地层流体在后续工作过程中压力减小，第二泵吸机构向二级采样腔39内进行加压，保证地下环境的地层流体提出井口到达分析室，防止高温高压地层流体样品在到达地面后，由于温度逐步降低，导致在同体积下的压力骤减，从而使地层流体样品发生“相变”、产生脱气等不可逆的现象，提高了分析数据的可靠性和真实性，本发明结构合理而紧凑，使用方便，具有安全、省力、简便、高效的特点。

可根据实际需要，对上述抽取地层流体并保压储存的装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，第一泵吸机构包括第一油泵14、第一活塞杆9、第一活塞筒10和第一压缩弹簧13，初级采样腔38右部设有第一活塞杆9，第一活塞杆9右端外侧与初级采样腔38右部内壁固定安装在一起，初级采样腔38左部设有右端内侧套装于第一活塞杆9左部外侧的第一活塞筒10，第一活塞筒10左端固定有外侧与初级采样腔38左端内壁密封接触的第一左活塞环11，第一活塞筒10右端外侧固定有与初级采样腔38右部内壁密封接触的第一右活塞环12，第一右活塞环12右端与第一活塞杆9右端之间设有第一压缩弹簧13，第一左活塞环11右端、第一右活塞环12左端、第一活塞筒10外侧与初级采样腔38内壁之间形成第一油腔50，抽吸短节1右部内侧设有第一储油室51，抽吸短节1内间隔设有一端和第一储油室51连通且另一端和第一油腔50连通的第一供油通道52、一端和第一供油通道52连通且另一端和采样驱动室41连通的第二供油通道53、一端和第二供油通道53与第一油腔50之间的第一供油通道52连通且另一端和第一储油室51连通的第一回油通道54以及一端和第一回油通道54与第一储油室51之间的第一供油通道52连通且另一端和第一回油通道54连通的第二回油通道55，第一储油室51内设有能够将第一储油室51内的液体泵入第一供油通道52内的第一油泵14，对应第一活塞杆9右方位置的初级采样腔38右部设有能够使第一油泵14与第二供油通道53之间的第一供油通道52导通或者使第一供油通道52与第二回油通道55导通的第一二位三通电磁阀15，对应第一二位三通电磁阀15左方位置的抽吸短节1内左右间隔设有第一左安装室和第一右安装室，第一左安装室内设有能够启闭第二供油通道53的第一二位二通电磁阀17，第一右安装室内设有能够使第一油腔50与第二供油通道53之间的第一供油通道52导通或者使第一供油通道52与第一回油通道54导通的第二二位三通电磁阀16，抽吸短节1内设有和第一油泵14与第一二位三通电磁阀15之间的第一供油通道52连通的第一测压通道56，第一测压通道56内设有第一压力传感器18，第一活塞筒10内侧设有检测第一活塞筒10左右移动距离的第一位移传感器19，第一压力传感器18和第一位移传感器19均与固定安装于连接短节3内的控制单元20电连接，控制单元20分别与第一二位三通电磁阀15、第二二位三通电磁阀16、第一二位二通电磁阀17以及第一油泵14电连接。

根据需求，第一油泵14为现有公知的柱塞泵，控制单元20为现有公知技术，如由型号为pic18f6723的芯片构成的电路板，控制单元20可设于连接短节3内，也可设于地面，第一位移传感器19为现有公知技术，如uniVo公司生产的UM-375-2000型号的位移传感器，第一二位三通电磁阀15和第一二位二通电磁阀17均为常开电磁阀，工作时，探针管5始终位于伸出状态，第二二位三通电磁阀16为常闭电磁阀，当位于开启状态时，第一油腔50泵入液压油，第一活塞筒10向右移动并向初级采样腔38向内抽取地层流体，当位于关闭状态时，第一油腔50内的液压油回流至第一储油室51，第二活塞筒22向左移动并将初级采样腔38内的地层流体排出，第一压力传感器18为现有公知技术，当第一压力传感器18检测的压力值高于设定值时，第一二位三通电磁阀15关闭，第一储油室51内的液压油经第二回油通道55回流至第一储油室51，保证设备的安全。

如附图1、2所示，第二泵吸机构包括第二油泵26、第二活塞杆21、第二活塞筒22和第二压缩弹簧25，二级采样腔39左部设有第二活塞杆21，第二活塞杆21左端外侧与二级采样腔39左部内壁固定安装在一起，二级采样腔39右部设有左端内侧套装于第二活塞杆21右部外侧的第二活塞筒22，第二活塞筒22右端固定有外侧与二级采样腔39右端内壁密封接触的第二右活塞环23，第二活塞筒22左端外侧固定有与二级采样腔39左部内壁密封接触的第二左活塞环24，第二左活塞环24左端与第二活塞杆21左端之间设有第二压缩弹簧25，第二左活塞环24右端、第二右活塞环23左端、第二活塞筒22外侧与二级采样腔39内壁之间形成第二油腔57，储存短节2左部内侧设有第二储油室58，储存短节2内间隔设有一端和第二储油室58连通且另一端和第二油腔57连通的第三供油通道59、一端和第三供油通道59连通且另一端和第二储油室58连通的第三回油通道60，以及一端和第三回油通道60与第二储油室58之间的第三供油通道59连通且另一端和第三回油通道60连通的第四回油通道61，第二储油室58内设有能够将第二储油室58内的液体泵入第三供油通道59内的第二油泵26，储存短节2内左右间隔设有第二左安装室和第二右安装室，第二左安装室内设有能够使第三回油通道60与第二油泵26之间的第三供油通道59导通或者使第三供油通道59与第四回油通道61导通的第三二位三通电磁阀27，第二右安装室内设有能够使第三二位三通电磁阀27与第二油腔57之间的第三供油通道59导通或者使第三供油通道59与第三回油通道60导通的第四二位三通电磁阀28，对应第二活塞杆21左方位置的二级采样腔39左部设有能够启闭第二油腔57与第四二位三通电磁阀28之间的第三供油通道59的第二二位二通电磁阀29，连接短节3左部设有与二级采样腔39右端连通的保压通道63，保压通道63内密封固定安装有第二压力传感器31，第二压力传感器31与控制单元20电连接，控制单元20分别与第三二位三通电磁阀27、第四二位三通电磁阀28、第二二位二通电磁阀29以及第二油泵26电连接。

根据需求，第二油泵26为现有公知的柱塞泵，第三二位三通电磁阀27为常开电磁阀，第四二位三通电磁阀28为常闭电磁阀，工作时，当初级采样腔38内的地层流体纯度达到设定值时，控制单元20控制第四二位三通电磁阀28和第二二位二通电磁阀29，启动第二油泵26，第二油腔57泵入液压油，第二活塞筒22向左移动并向二级采样腔39向内抽取初级采样腔38内的地层流体，当第二压力传感器31检测的压力值等于设定值时，控制模块控制第二二位二通电磁阀29和第四二位三通电磁阀28，第一油泵14泵出的液压油经第四回油通道61回流至第二储油室58，第二二位二通电磁阀29和第二单向阀8对二级采样腔39内的地层流体样品进行保压，便于后续的试验，通过设置第三压力传感器32，能够实时采集二级采样腔39内地层流体的压力值，防止二级采样腔39内的地层流体压力骤减，使地层流体样品发生“相变”、产生脱气等不可逆的现象。

如附图1所示，对应第一供油通道52与第一右活塞环12之间位置的初级采样腔38内壁有第一限位台阶35，对应第三供油通道59与第二左活塞环24之间位置的二级采样腔39内壁有第二限位台阶36，安装座4远离储存短节2外侧的端部内侧有第三限位台阶37。

在使用过程中，通过这样的设置，能够限制第一活塞筒10、第二活塞筒22和探针管5的轴向移动距离，防止第一压缩弹簧13、第二压缩弹簧25失效，同时防止探针管5与安装座4发生脱离现象，避免探针管5和过滤筒6错位使地层流体无法被抽吸至初级采样腔38内。

如附图1、2所示，储存短节2内设有和第二油泵26与第四二位三通电磁阀28之间的第三供油通道59连通的第二测压通道62，第二测压通道62内设有第三压力传感器32，第二活塞筒22内侧设有检测第二活塞筒22左右移动距离的第二位移传感器30，第二位移传感器30和第三压力传感器32均与控制单元20电连接。

在使用过程中，通过设置第三压力传感器32，能够避免第三供油通道59内的液压油压力过高，并对第二油泵26造成破坏，通过设置第二位移传感器30，能够判断二级采样腔39内的地层流体样品容量是否达到设定值。

如附图1、2所示，探针管5远离储存短节2的端部固定安装有嵌帽33。

根据需求，嵌帽33为合金材质（如PDC材质）的圆筒形的嵌帽33。在使用过程中，通过这样的设置，能够提高探针管5的强度，探针管5伸出时能够刺透泥饼，与地层流体连通，同时嵌帽33的设置还便于后期探针管5的收回。

如附图1、2所示，排液阀门为固定安装于连接短节3内且能够启闭排液通道48的第三二位二通电磁阀34，连接通道40的一端和第三二位二通电磁阀34与初级采样腔38之间的第一出液通道45连通，连接通道40的另一端和第二进液通道46连通，第三二位二通电磁阀34与控制单元20电连接。

在使用过程中，在抽吸时，第三二位二通电磁阀34关闭，当排出地层流体时，第三二位二通电磁阀34开启，因第一次收集的流体中会拆杂外环空泥浆液体，地层流体的纯度较差，因此需要将其排出，同时继续从探针管5处抽吸地层流体。经过几次排出和抽吸过程，初级采样腔38内的地层流体纯度满足要求后，停止排出和抽吸动作，同时控制单元20对初级采样腔38内的地层流体进行保压控制，保压结束后探针管5回收到安装座4内。

实施例二：如附图1、2所示，该抽取地层流体并保压储存的装置的使用方法包括以下步骤：

第一步，将抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位，地面下发指令至控制单元；

第二步，控制单元启动第一泵吸机构，探针管向外伸出，然后掺有杂质的地层流体在初级采样腔进行吸入、排出循环使得杂质被排出，循环若干次后将合格的地层流体吸入初级采样腔内储存；

第三步，控制单元启动第二泵吸机构，将储存在初级采样腔内合格的地层流体吸入二级采样腔内储存并进行保压；

第四步，将抽取地层流体并保压储存的装置上提至地面。

可根据实际需要，对上述抽取地层流体并保压储存的装置的使用方法作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，第二步具体操作如下：

A，控制单元20使第一二位三通电磁阀15和第一二位二通电磁阀17得电后处于开启状态，启动第一油泵14，第一油泵14将第一储油室51内的液压油经第一供油通道52和第二供油通道53泵入采样驱动室41，探针管5向外伸出；

B，控制单元20使第二二位三通电磁阀16得电后处于开启状态，并且使第二二位三通电磁阀16得电后处于关闭状态，第一储油室51内的液压油经第一供油通道52进入第一油腔50并对第一右活塞环12作用，使第一活塞筒10压缩第一压缩弹簧13并向右移动，地层流体依次经外进液孔42、内进液孔43、过滤筒6、采样通道47和第一进液通道44进入初级采样腔38；

C，当第一位移传感器19检测到第一活塞筒10移动到右端设定位置时，控制单元20使第二二位三通电磁阀16断电后处于关闭状态，并且使第一二位二通电磁阀17断电后处于开启状态，第一油腔50内的液压油在第一压缩弹簧13的作用下经第二二位三通电磁阀16和第一回油通道54回流至第一储油室51，同时初级采样腔38内的地层流体经第一出液通道45和第一二位二通电磁阀17排入地层中；当第一位移传感器19检测到第一活塞筒10移动到右端设定位置时，重复操作B；

D,将操作B和操作C依次重复至少两次，控制单元使第三二位二通电磁阀34关闭排液通道48，将合格的地层流体吸入初级采样腔38内储存。

如附图1、2所示，第三步具体操作如下：

a，控制单元20使第三二位三通电磁阀27、第四二位三通电磁阀28以及第二二位二通电磁阀29得电后处于开启状态，启动第二油泵26，第二油泵26将第二储油室58内的液压油经第三供油通道59泵入第二油腔57并对第二左活塞环24作用，使第二活塞筒22压缩第二压缩弹簧25并向左移动，初级采样腔38内的地层流体依次经第一出液通道45、连接通道40和第二进液通道46进入二级采样腔39，当第三压力传感器32检测到二级采样腔39内的地层流体压力达到设定值时，控制单元20使第二二位二通电磁阀29和第四二位三通电磁阀28断电后处于关闭状态，以密封二级采样腔39；

b，控制单元20使第一二位三通电磁阀15和第三二位二通电磁阀34断电后处于关闭状态，关闭第一油泵14，采样驱动室41内的液压油经第二供油通道53和第一回油通道54回流至第一储油室51，探针管5向内收回。

如附图1、2所示，第一步中将第一储油室51和第二储油室58内注满液压油的抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位。

根据需求，将操作C和D依次重复十次，这样能够将泵入初级采样腔38内掺杂在地层流体内的杂质排出，进而提高地层流体的纯度，便于后续实验检测，提高检测的精确性和真实性，将第二二位二通电磁阀29和第四二位三通电磁阀28密封二级采样腔39，能够模拟地层流体在采样处的储存环境，避免在取出时储存环境变化时其性质发生改变，不利于后续的实验，提高样品取样的可靠性。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于包括抽吸短节、储存短节、连接短节、采样组件、第一泵吸机构和第二泵吸机构，储存短节、连接短节和抽吸短节由左至右依次密封固定安装在一起，抽吸短节左部内侧设有初级采样腔，抽吸短节左端间隔设有与初级采样腔连通的第一进液通道和第一出液通道，储存短节右部内侧设有二级采样腔，储存短节右端设有与二级采样腔连通且中部内侧设有第二单向阀的第二进液通道，连接短节内设有左端与第二进液通道连通且右端与第一出液通道连通的连接通道，连接短节外侧间隔设有分别与连接通道、第一进液通道连通的排液通道和采样通道，排液通道内设有排液阀门，采样通道内设有采样组件，采样组件包括安装座、探针管和过滤筒，对应采样通道位置的连接短节外侧固定安装有中空结构的安装座，安装座内设有一端密封固定安装于采样通道内且内侧设有第一单向阀的过滤筒，过滤筒的另一端封闭且位于安装座外侧，过滤筒远离连接短节的一端外侧沿圆周间隔分布有若干个内进液孔，探针管一端密封套装于安装座内侧和过滤筒外侧之间，探针管另一端外侧沿圆周间隔分布有若干个外进液孔，对应连接短节与探针管之间位置的安装座内侧与过滤筒外侧之间形成采样驱动室，安装座外侧间隔设有若干个与采样驱动室连通的采样驱动孔，抽吸短节右部内侧设有能够使探针管向外伸出并将探针管外侧的地层流体依次经采样通道和第一进液通道吸入初级采样腔内并将地层流体经第一出液通道和排液通道排出的第一泵吸机构，二级采样腔左部内侧设有用于将初级采样腔内的流体经连接通道吸入二级采样腔内的第二泵吸机构。

2.根据权利要求1所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于第一泵吸机构包括第一油泵、第一活塞杆、第一活塞筒和第一压缩弹簧，初级采样腔右部设有第一活塞杆，第一活塞杆右端外侧与初级采样腔右部内壁固定安装在一起，初级采样腔左部设有右端内侧套装于第一活塞杆左部外侧的第一活塞筒，第一活塞筒左端固定有外侧与初级采样腔左端内壁密封接触的第一左活塞环，第一活塞筒右端外侧固定有与初级采样腔右部内壁密封接触的第一右活塞环，第一右活塞环右端与第一活塞杆右端之间设有第一压缩弹簧，第一左活塞环右端、第一右活塞环左端、第一活塞筒外侧与初级采样腔内壁之间形成第一油腔，抽吸短节右部内侧设有第一储油室，抽吸短节内间隔设有一端和第一储油室连通且另一端和第一油腔连通的第一供油通道、一端和第一供油通道连通且另一端和采样驱动室连通的第二供油通道、一端和第二供油通道与第一油腔之间的第一供油通道连通且另一端和第一储油室连通的第一回油通道以及一端和第一回油通道与第一油腔之间的第一供油通道连通且另一端和第一回油通道连通的第二回油通道，第一储油室内设有能够将第一储油室内的液体泵入第一供油通道内的第一油泵，对应第一活塞杆右方位置的初级采样腔右部设有能够使第一油泵与第二供油通道之间的第一供油通道导通或者使第一供油通道与第二回油通道导通的第一二位三通电磁阀，对应第一二位三通电磁阀左方位置的抽吸短节内左右间隔设有第一左安装室和第一右安装室，第一左安装室内设有能够启闭第二供油通道的第一二位二通电磁阀，第一右安装室内设有能够使第一油腔与第二供油通道之间的第一供油通道导通或者使第一供油通道与第一回油通道导通的第二二位三通电磁阀，抽吸短节内设有和第一油泵与第一二位三通电磁阀之间的第一供油通道连通的第一测压通道，第一测压通道内设有第一压力传感器，第一活塞筒内侧设有检测第一活塞筒左右移动距离的第一位移传感器，第一压力传感器和第一位移传感器均与固定安装于连接短节内的控制单元电连接，控制单元分别与第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、第一二位二通电磁阀以及第一油泵电连接。

3.根据权利要求1或2所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于第二泵吸机构包括第二油泵、第二活塞杆、第二活塞筒和第二压缩弹簧，二级采样腔左部设有第二活塞杆，第二活塞杆左端外侧与二级采样腔左部内壁固定安装在一起，二级采样腔右部设有左端内侧套装于第二活塞杆右部外侧的第二活塞筒，第二活塞筒右端固定有外侧与二级采样腔右端内壁密封接触的第二右活塞环，第二活塞筒左端外侧固定有与二级采样腔左部内壁密封接触的第二左活塞环，第二左活塞环左端与第二活塞杆左端之间设有第二压缩弹簧，第二左活塞环右端、第二右活塞环左端、第二活塞筒外侧与二级采样腔内壁之间形成第二油腔，储存短节左部内侧设有第二储油室，储存短节内间隔设有一端和第二储油室连通且另一端和第二油腔连通的第三供油通道、一端和第三供油通道连通且另一端和第二储油室连通的第三回油通道，以及一端和第三回油通道与第二储油室之间的第三供油通道连通且另一端和第三回油通道连通的第四回油通道，第二储油室内设有能够将第二储油室内的液体泵入第三供油通道内的第二油泵，储存短节内左右间隔设有第二左安装室和第二右安装室，第二左安装室内设有能够使第三回油通道与第二油泵之间的第三供油通道导通或者使第三供油通道与第四回油通道导通的第三二位三通电磁阀，第二右安装室内设有能够使第三二位三通电磁阀与第二油腔之间的第三供油通道导通或者使第三供油通道与第三回油通道导通的第四二位三通电磁阀，对应第二活塞杆左方位置的二级采样腔左部设有能够启闭第二油腔与第四二位三通电磁阀之间的第三供油通道的第二二位二通电磁阀，连接短节左部设有与二级采样腔右端连通的保压通道，保压通道内密封固定安装有第二压力传感器，第二压力传感器与控制单元电连接，控制单元分别与第三二位三通电磁阀、第四二位三通电磁阀、第二二位二通电磁阀以及第二油泵电连接。

4.根据权利要求3所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于对应第一供油通道与第一右活塞环之间位置的初级采样腔内壁有第一限位台阶，对应第三供油通道与第二左活塞环之间位置的二级采样腔内壁有第二限位台阶，安装座远离储存短节外侧的端部内侧有第三限位台阶。

5.根据权利要求3所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于储存短节内设有和第二油泵与第四二位三通电磁阀之间的第三供油通道连通的第二测压通道，第二测压通道内设有第三压力传感器，第二活塞筒内侧设有检测第二活塞筒左右移动距离的第二位移传感器，第二位移传感器和第三压力传感器均与控制单元电连接。

6.根据权利要求4所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于储存短节内设有和第二油泵与第四二位三通电磁阀之间的第三供油通道连通的第二测压通道，第二测压通道内设有第三压力传感器，第二活塞筒内侧设有检测第二活塞筒左右移动距离的第二位移传感器，第二位移传感器和第三压力传感器均与控制单元电连接。

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于探针管远离储存短节的端部固定安装有嵌帽；或/和，排液阀门为固定安装于连接短节内且能够启闭排液通道的第三二位二通电磁阀，连接通道的一端和第三二位二通电磁阀与初级采样腔之间的第一出液通道连通，连接通道的另一端和第二进液通道连通，第三二位二通电磁阀与控制单元电连接。

8.根据权利要求3所述的抽取地层流体并保压储存的装置，其特征在于探针管远离储存短节的端部固定安装有嵌帽；或/和，排液阀门为固定安装于连接短节内且能够启闭排液通道的第三二位二通电磁阀，连接通道的一端和第三二位二通电磁阀与初级采样腔之间的第一出液通道连通，连接通道的另一端和第二进液通道连通，第三二位二通电磁阀与控制单元电连接。

9.一种使用如根据权利要求1至8中任意一项所述抽取地层流体并保压储存的装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位，地面下发指令至控制单元；

第二步，控制单元启动第一泵吸机构，探针管向外伸出，然后掺有杂质的地层流体在初级采样腔进行吸入、排出循环使得杂质被排出，循环若干次后将合格的地层流体吸入初级采样腔内储存；

第三步，控制单元启动第二泵吸机构，将储存在初级采样腔内合格的地层流体吸入二级采样腔内储存并进行保压；

第四步，将抽取地层流体并保压储存的装置上提至地面。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于第二步具体操作如下：

A,控制单元使第一二位三通电磁阀和第一二位二通电磁阀得电后处于开启状态，启动第一油泵，第一油泵将第一储油室内的液压油经第一供油通道和第二供油通道泵入采样驱动室，探针管向外伸出；

B,控制单元使第二二位三通电磁阀得电后处于开启状态，并且使第二二位三通电磁阀得电后处于关闭状态，第一储油室内的液压油经第一供油通道进入第一油腔并对第一右活塞环作用，使第一活塞筒压缩第一压缩弹簧并向右移动，地层流体依次经外进液孔、内进液孔、过滤筒、采样通道和第一进液通道进入初级采样腔；

C,当第一位移传感器检测到第一活塞筒移动到右端设定位置时，控制单元使第二二位三通电磁阀断电后处于关闭状态，并且使第一二位二通电磁阀断电后处于开启状态，第一油腔内的液压油在第一压缩弹簧的作用下经第二二位三通电磁阀和第一回油通道回流至第一储油室，同时初级采样腔内的地层流体经第一出液通道和第一二位二通电磁阀排入地层中；当第一位移传感器检测到第一活塞筒移动到右端设定位置时，重复操作B；

D,将操作B和操作C依次重复至少两次,控制单元使第三二位二通电磁阀关闭排液通道，将合格的地层流体吸入初级采样腔内储存；

或/和，第三步具体操作如下：

a,控制单元使第三二位三通电磁阀、第四二位三通电磁阀以及第二二位二通电磁阀得电后处于开启状态，启动第二油泵，第二油泵将第二储油室内的液压油经第三供油通道泵入第二油腔并对第二左活塞环作用，使第二活塞筒压缩第二压缩弹簧并向左移动，初级采样腔内的地层流体依次经第一出液通道、连接通道和第二进液通道进入二级采样腔，当第三压力传感器检测到二级采样腔内的地层流体压力达到设定值时，控制单元使第二二位二通电磁阀和第四二位三通电磁阀断电后处于关闭状态，以密封二级采样腔；

b,控制单元使第一二位三通电磁阀和第三二位二通电磁阀断电后处于关闭状态，关闭第一油泵，采样驱动室内的液压油经第二供油通道和第一回油通道回流至第一储油室，探针管向内收回；

或/和，第一步中将第一储油室和第二储油室内注满液压油的抽取地层流体并保压储存的装置下放到目标层位。

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