CN202417488U - 双封隔式裸眼井地层测试器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双封隔式裸眼井地层测试器，它包括：上芯轴，其上装有封隔元件；下芯轴，其上装有封隔元件，下芯轴连接于上芯轴的下端；液压阀段，液压阀段连接于下芯轴的下端；探测路线，包括封隔元件膨胀线路、测试井段线路、自动解封液压线路、旁通线路，探测路线的各元件装在液压阀段内，封隔元件膨胀线路可实现封隔元件的膨胀和压缩，测试井段线路为测试井段和流线之间的液流通路，自动解封液压线路用于控制自动解封阀，旁通线路是连接在两个封隔元件之间的液流通路，以保证双封隔器在测试位置固定。它可弥补普通探测器的不足，即可对分层的、断裂的、泥岩的、低渗透率的地层进行探测，同时，也可在套管井中进行压力测试和取样。

Description

双封隔式裸眼井地层测试器

技术领域

本实用新型涉及一种双封隔式裸眼井地层测试器，双封隔器是地层(储层)测试器可选的常规探测器，可用于复杂地层(低渗透率、松散、断裂、多孔等)的压力测试及取样。主要应用：裸眼井和套管井的压力测试和取样；干扰测试，估计垂直渗透率和确定地层强度。

背景技术

市场上同类产品的原理基本相同，只是功能的实现方式和配件的选用不同。例如：阿特拉斯的RCI和斯伦贝谢的MDT，液压原理相同，而RCI主要以电磁阀和液控阀实现封隔元件的膨胀、压缩、测压和取样，而MDT则相对简单，没有油路，主要通过补偿活塞、马达控制的封闭阀，来实现封隔元件的膨胀、压缩、测压和取样。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种双封隔式裸眼井地层测试器，它可弥补普通探测器的不足，即可对分层的、断裂的、泥岩的、低渗透率的地层进行探测，同时，也可在套管井中进行压力测试和取样。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种双封隔式裸眼井地层测试器，其特征在于包括：

上芯轴，其上装有封隔元件；

下芯轴，其上装有封隔元件，下芯轴连接于上芯轴的下端；

液压阀段，液压阀段连接于下芯轴的下端；

探测路线，包括封隔元件膨胀线路、测试井段线路、自动解封液压线路、旁通线路，探测路线的各元件装在液压阀段内。

进一步地：

所述上芯轴与下芯轴之间连接间隔器。

所述封隔元件膨胀线路实现封隔元件的膨胀和压缩，该线路为连接上芯轴上的封隔元件、下芯轴上的封隔元件、第二密封阀、第二压力传感器和自动解封阀的封隔液流的通路，第二密封阀接在封隔元件膨胀线路与流线之间，自动解封阀的下端与封隔元件膨胀线路连通，自动解封阀的下端与自动解封液压线路连通；

所述测试井段线路为测试井段和流线之间的地层液体的通路，测试井段线路上连接第一密封阀、第一压力传感器、第三单向阀，第一密封阀接在测试井段线路与流线之间，用于控制测试井段和流线之间的流通，第三单向阀的另一端与井眼连通；

所述自动解封液压线路用于控制自动解封阀，自动解封液压线路为与自动解封阀、补偿活塞、流线活塞、第一单向阀、第二单向阀连接的液压油的流通路径，其中：自动解封阀由下端的封隔液向上推动以及由上端的液压油向下推动；流线活塞和补偿活塞两者由下端的液压油向上推动以及由上端的井眼中的泥浆向下推动，流线活塞上端的泥浆向下推动流线活塞后进入流线；第一单向阀串接在液压油箱与流线活塞下端之间；第二单向阀串接在流线活塞下端与自动解封阀上端之间；

所述旁通线路是连接在两个封隔元件之间的液流通路，以保证双封隔器在测试位置固定。

所述密封阀改用电磁阀和液控阀组合，所述自动解封阀改用电磁阀和液控阀组合。本实用新型的优点是：

1.无复杂油路，电磁阀和液控阀使用较少，结构紧凑；

2.可实现对困难地层(低渗透率、松散、多孔、分层、断裂等)的测压和取样；

3.既可用在裸眼井，也可用于套管井。

附图说明

图1为本实用新型的双封隔器组成示意图；

图2为双封隔器液压系统线路图。

图中：CQG-第一压力传感器，SG-第二压力传感器，SV1-第一密封阀，SV2-第二密封阀，M1-直流力矩马达，M2-直流力矩马达，CV1-第一单向阀，CV2-第二单向阀，CV3-第三单向阀，RV1-第一安全阀，RV2-第二安全阀，NO-SOL-常开电磁阀，FP-流线活塞，CP-补偿活塞，AUTO-DV-自动解封阀。

具体实施方式

本实用新型提供了一种双封隔式裸眼井地层测试器，包括：上芯轴，其上装有封隔元件；下芯轴，其上装有封隔元件，下芯轴连接于上芯轴的下端；液压阀段，液压阀段连接于下芯轴的下端；探测路线，包括封隔元件膨胀线路、测试井段线路、自动解封液压线路、旁通线路，探测路线的各元件装在液压阀段内。

所述封隔元件膨胀线路实现封隔元件的膨胀和压缩，该线路为连接上芯轴上的封隔元件、下芯轴上的封隔元件、第二密封阀、第二压力传感器和自动解封阀的封隔液流的通路，第二密封阀接在封隔元件膨胀线路与流线之间，自动解封阀的下端与封隔元件膨胀线路连通，自动解封阀的下端与自动解封液压线路连通；

所述测试井段线路为测试井段和流线之间的地层液体的通路，测试井段线路上连接第一密封阀、第一压力传感器、第三单向阀，第一密封阀接在测试井段线路与流线之间，用于控制测试井段和流线之间的流通，第三单向阀的另一端与井眼连通；

所述自动解封液压线路用于控制自动解封阀，自动解封液压线路为与自动解封阀、补偿活塞、流线活塞、第一单向阀、第二单向阀连接的液压油的流通路径，其中：自动解封阀由下端的封隔液向上推动以及由上端的液压油向下推动；流线活塞和补偿活塞两者由下端的液压油向上推动以及由上端的井眼中的泥浆向下推动，流线活塞上端的泥浆向下推动流线活塞后进入流线；第一单向阀串接在液压油箱与流线活塞下端之间；第二单向阀串接在流线活塞下端与自动解封阀上端之间；

所述旁通线路是连接在两个封隔元件之间的液流通路，以保证双封隔器在测试位置固定。

下面结合附图详细介绍。

请参阅图1。上芯轴1上装有封隔元件11，下芯轴3上装有封隔元件31，该封隔元件是一种可以膨胀和收缩的胶囊。下芯轴3连接于上芯轴1的下端，液压阀段4连接于下芯轴3的下端。上芯轴1和下芯轴3之间连接的间隔器2是可选件。探测路线的各元件装在液压阀段4内。

请参阅图2。双封隔器的探测路线包括：封隔元件膨胀线路、测试井段线路、自动解封液压线路、旁通线路。其中：

1.封隔元件膨胀线路(以双实线表示)

封隔元件膨胀线路为连接上芯轴上的封隔元件、下芯轴上的封隔元件、第二密封阀SV2、第二压力传感器SG和自动解封阀AUTO-DV的封隔液(泥浆)流的通路，通过泵把井筒内的泥浆泵进封隔元件内，使封隔元件膨胀，实现封隔。密封阀SV2接在测试口和地层流体管路(流线)上。封隔元件膨胀线路实现封隔元件的膨胀和释放解封。

膨胀过程：为实现膨胀功能，必须先关闭测试线路中的第一密封阀SV1和自动解封液压线路中的自动解封阀AUTO-DV，并打开封隔元件膨胀线路中的第二密封阀SV2，通过给常开电磁阀NO-SOL通电可以关闭自动解封阀AUTO-DV；然后用泵抽工具从井眼抽取泥浆进入流线，并通过第二密封阀SV2流入膨胀线路，提供压力给上芯轴和下芯轴上的封隔元件，使封隔元件膨胀实现封隔作用。在此过程中，由第二压力传感器SG检测膨胀压力，将数据传给地面的系统软件，从而判断停止封隔的时间。一旦封隔元件膨胀完成，泵抽工具停止工作，立即关闭密封阀SV2，保持封隔元件膨胀。

解封过程：打开测试井段线路中的第一密封阀SV1和膨胀线路中的第二密封阀SV2，通过封隔元件本身的弹性将膨胀液通过测试井段线路中的第三单向阀CV3压入井眼。紧急情况下(如：封隔元件不能完全解压、密封阀SV1关闭和密封阀SV2部分打开的情况下)，也可用泵抽工具将封隔液抽到井眼中。

2.测试井段线路(以三实线表示)

测试线路为地层液体的通路。测试线路上连接第一密封阀SV1、第一压力传感器CQG、第三单向阀CV3。第一密封阀SV1接在测试井段线路与流线之间，用于控制测试井段和流线之间的流通。当封隔元件膨胀时，此第一密封阀SV1关闭。第一压力传感器CQG由应变压力传感器和石英压力传感器组成。该第一压力传感器CQG用于监测在进行标准取样操作时或泵抽液体进入地层时流线的压力。第三单向阀CV3接在测试井段线路与井眼之间，其目的一是在取样操作时防止测试井段线路压力超过井眼压力，如果测试线路压力超过井眼压力，则该第三单向阀CV3打开，将压力排到井眼；二是在封隔元件膨胀时，该第三单向阀CV3可防止井眼液体进入地层，从而保护地层。

封隔好后，泵抽工具通过测试线路继续抽一定体积，建立压力差，看地层流体的恢复曲线，来计算地层的渗透率。测试的是两个封隔器直接的环形区域，可以满足低渗透地层的测试。封隔元件面积大，提高封隔效果。

当注井时，用泵抽工具(流线活塞FP)抽取泥浆到测试线路，通过测试线路进入到位于上芯轴和下芯轴上的封隔元件之间的被封隔的测试地层。由于注井操作时测试井段线路的压力会超过井眼压力，因此必须在下井前用丝堵取代第三单向阀CV3。

3.自动解封液压线路(以单虚线表示)

自动解封液压线路的目的是控制自动解封阀，如果地面和双封隔器之间发生遥测失效，自动解压阀可自动将封隔元件解压。自动解封液压线路中的元件包括：自动解封阀AUTO-DV、补偿活塞CP、流线活塞FP、安全阀RV1、安全阀RV2。各元件的作用如下：

自动解封阀AUTO-DV：该阀活塞上端的液压将阀关闭，将膨胀线路与井眼隔离。当常开电磁阀NO-SOL打开时，阀活塞上端的液压释放，阀中的弹簧将阀弹起，自动解封阀AUTO-DV打开，因AUTO-DV下端是通井眼的，故膨胀液在封隔元件本身的弹性下通过自动解封阀AUTO-DV压入井眼。

补偿活塞CP：提供补偿井眼压力的液压油。这个活塞是压力平衡元件，一边是井眼压力，另一边是静压(液压油箱)。在不同的操作阶段，通过活塞在缸中的移动来补偿液压油量的变化。

流线活塞FP：提供液压以关闭自动解封阀。泥浆在此活塞的上端，液压油在另一端。常开电磁阀NO-SOL关闭时，液压油经过第二单向阀CV2进入自动解封阀AUTO-DV的活塞上端，自动解封阀AUTO-DV的活塞下移，压缩弹簧，同时，自动解封阀AUTO-DV的活塞下端的液压油回到补偿活塞下的油箱内，关闭自动解封阀AUTO-DV。当常开电磁阀NO-SOL打开后，自动解封阀AUTO-DV的活塞的上下油压平衡，弹簧将自动解封阀AUTO-DV活塞弹起，打开自动解封阀AUTO-DV。

安全阀RV1(100psi)：其作用一是保证油箱注满，二是保护内部元件。由注油孔注液压油时，安全阀RV1处有液压油溢出表示油注满；油压超过100psi时，自动泄压，保护内部元件。

安全阀RV2(4700psi)：避免第二单向阀CV2和常开电磁阀NO-SOL之间的压力过大而毁坏元件。当压力超过4700psi，自动泄压。

4.旁通线路(以双虚线表示)

旁通线路是连接在两个封隔元件之间的液流通路，以保证双封隔器在测试位置固定和避免封隔两端压差过大。

此外，本实用新型在液压原理不变的情况下，可选用不同的控制元件实现相同的控制原理。例如：可将密封阀改用电磁阀和液控阀组合，自动解封阀改用电磁阀和液控阀组合。

Claims (4)

1.一种双封隔式裸眼井地层测试器，其特征在于包括：

上芯轴，其上装有封隔元件；

下芯轴，其上装有封隔元件，下芯轴连接于上芯轴的下端；

液压阀段，液压阀段连接于下芯轴的下端；

探测路线，包括封隔元件膨胀线路、测试井段线路、自动解封液压线路、旁通线路，探测路线的各元件装在液压阀段内。

2.如权利要求1所述的双封隔式裸眼井地层测试器，其特征在于：

所述上芯轴与下芯轴之间连接间隔器。

3.如权利要求1或2所述的双封隔式裸眼井地层测试器，其特征在于：

所述封隔元件膨胀线路实现封隔元件的膨胀和压缩，该线路为连接上芯轴上的封隔元件、下芯轴上的封隔元件、第二密封阀、第二压力传感器和自动解封阀的封隔液流的通路，第二密封阀接在封隔元件膨胀线路与流线之间，自动解封阀的下端与封隔元件膨胀线路连通，自动解封阀的下端与自动解封液压线路连通；

所述测试井段线路为测试井段和流线之间的地层液体的通路，测试井段线路上连接第一密封阀、第一压力传感器、第三单向阀，第一密封阀接在测试井段线路与流线之间，用于控制测试井段和流线之间的流通，第三单向阀的另一端与井眼连通；

所述自动解封液压线路用于控制自动解封阀，自动解封液压线路为与自动解封阀、补偿活塞、流线活塞、第一单向阀、第二单向阀连接的液压油的流通路径，其中：自动解封阀由下端的封隔液向上推动以及由上端的液压油向下推动；流线活塞和补偿活塞两者由下端的液压油向上推动以及由上端的井眼中的泥浆向下推动，流线活塞上端的泥浆向下推动流线活塞后进入流线；第一单向阀串接在液压油箱与流线活塞下端之间；第二单向阀串接在流线活塞下端与自动解封阀上端之间；

所述旁通线路是连接在两个封隔元件之间的液流通路，以保证双封隔器在测试位置固定。

4.如权利要求3所述的双封隔式裸眼井地层测试器，其特征在于：

所述密封阀改用电磁阀和液控阀组合，所述自动解封阀改用电磁阀和液控阀组合。

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