CN205558899U - 套管井电缆泵抽式地层取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套管井电缆泵抽式地层取样器，通过自然伽玛模块和CCL磁定位仪对储层进行定位，封隔储层后，用柱塞泵对储层流体进行可控体积抽吸，对储层进行压力下降过程和压力恢复过程测试、对储层中的流体进行测量和取样。本实用新型主要由地面系统和井下仪器两部分构成，地面系统由调压面板、变压器面板、采集传输控制面板、电源面板、工控机组成；井下仪器自上而下依次由电缆头、CCL磁定位节、电子节、液压节、上封隔器、机械节、扩展节、下封隔器组成，地面系统通过测井电缆与井下仪器部分连接。本实用新型通过地面操作，控制井下仪器实现定位、坐封、抽吸、测试、取样、解封等功能，进而实现对油气储层产出能力及流体性质进行分析从而为油气开采提供依据。

Description

套管井电缆泵抽式地层取样器

技术领域

本实用新型涉及一种地层产能测试与流体取样装置，具体的说，应用于油田采油井中，是用来对油气产出能力和流体性质进行评价并取样的装置。该装置应用于套管井中，用测井电缆输送到井下，并对储层进行定位封隔，用柱塞泵对储层流体进行抽吸，进而对储层流体性质及产出能力进行评价。

背景技术

在石油开采过程中，为了进一步掌握油气储层的产出能力及流体性质，就需要对储层进行动态监测，为相应采取生产措施提供依据。目前地层测试技术有两种，一种是油杆地层测试，一种是电缆地层测试。油杆地层测试施工周期长，劳动强度大，定位操作复杂，安全控制性差。电缆地层测试是指用电缆把地层测试器下放、定位到井下，通过地面操作面板发出控制信号，使井下测试器对储层进行推靠封隔，对地层流体进行抽吸、取样、测压力，进而达到对油气层产出能力进行评价的目的。该装置大大缩短施工周期，降低油田测试成本，提高安全性。

实用新型内容

为了克服钻杆地层测式施工周期长，劳动强度大，定位操作复杂，安全控制性差的不足，本实用新型的目的是提供一种套管井电缆泵抽式地层取样器。该套管井电缆泵抽式地层取样器(CFT-II)应用于套管井中，用测井电缆传输到井下，并对被测储层井段进行定位封隔，用柱塞泵对储层流体进行抽吸，进而对储层进行动态评价与高压物性取样。本实用新型不仅施工周期短，劳动强度小，封隔定位准确，操作程序简单，可监控程度与安全操控程度高，而且能够对储层选层跨隔封隔测试，不但能够完成测量压降过程、压力恢复地层测试的任务，而且能实现常规试油能达到的目标，大大节省了试油的费用。另外，由于本实用新型使用电缆传输，CCL磁定位、自然伽玛测量深度定位，通过地面操作操控井下电气装置，完成封隔器坐封与解封、测试阀打开与关阀、抽吸泵与取样，这使得本实用新型施工简单，操控方便，缩短了测试周期，降低了劳动强度和测试费用，提高了安全施工的可靠性。由于本实用新型的封隔器能对不同的油气井段进行分层封隔，其分层间距又可根据油气层薄厚进行调整，可取得真实的储层流体样品，这就使得本实用新型测试目标更宽广，测试结果能真实的反映油气储层的动态开采情况。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型是由地面系统和井下仪器两部分组成，地面数据采集系统主要是 由调压面板、变压器面板、采集传输控制面板、电源面板、工控机组成，通过测井电缆与井下仪器连接，井下仪器主要由电缆头、CCL磁定位节、电子节、液压节、机械节、扩展节、封隔器组成，各短节间通过承压电器接头连接。

本实用新型是用测井电缆把井下仪器传输到井下，采用自然伽玛模块、磁定位节校深，再通过地面系统发送指令，井下测试仪器完成对测试井段的封隔、测试、抽吸、和流体取样。除完成常规地层测试的任务外，并可通过柱塞泵对储层流体进行可控体积的抽吸，用流体温度计、压力计、含水率传感器完成对地层流体流动过程的实时监测，并把所记录的数据通过电缆传输到地面数据监控与处理系统，进而完成对储层的动态评价。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例组成示意图。

图2是井下仪器的一实施例的连接示意图。

图3是本实用新型液压系统工作原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型套管井电缆泵抽式地层测试装置主要由地面系统和井下仪器两部分构成，井下仪器包括从上到下依次组装连接的电缆头、电子节、液压节、上封隔器、机械节、扩展节、下封隔器，电子节包括通讯模块121、控制模块122、采集模块123、地层压力模块124、多功能模块125、自然伽玛模块126、CCL磁定位节127，液压节13包括含水率传感器131、温度传感器132、油压传感器133、流体压力传感器134、电机135、小泵136、大泵137、电磁阀138，电磁阀139，5倍增压缸，电磁阀138包括两位三通电磁阀3W2P2、两位四通电磁阀4W2P2、两位四通电磁阀4W2P3，电磁阀139包括两位三通电磁阀3W2P1，两位四通电磁阀4W2P1，机械节14包括封隔器141、液控阀142、泵抽缸143，其中：控制模块122、采集模块123、地层压力模块124、多功能模块125的信号端经通讯模块121与地面系统20相连，自然伽马模块126的信号传输端通过多功能模块125与通讯模块121相连，CCL磁定位节127通过采集模块123与通讯模块121相连，含水率传感器131的信号传输端经控制模块122与通讯模块121相连，温度传感器132、油压传感器133的信号传输端经采集模块123与通讯模块121相连，流体压力传感器134的信号传输端经地层压力模块124与通讯模块121相连，电磁阀138、电磁阀139的信号传输端经多功能模块125与控制模块122相连，电机135经小泵136与电磁阀139相连，电机135经大泵137与电磁阀138相连，小泵136经电磁阀139与封隔器141相连，大泵137经电磁阀138与液控阀142、泵抽缸143相连。

如图2所示，本实用新型的工作原理为：通过工控机或地面系统开关发出的控制信号向井下发出控制命令，测井电缆以载波调制方式传送到井下仪器电子节12的通讯模块121，井下通讯模块121执行地面工控机发送来的命令，通过RS485控制采集模块122、地层压力模块124开始数据采集，控制模块122开始控制多功能模块125连接的电磁阀138、电磁阀139动作，井下各模块把各自的状态及采集到的取样器工作参数包括大泵压力、小泵压力、地层压力、含水率、温度，经测井电缆以62.5千赫兹的载波发到地面系统，自然伽玛模块126输出的脉冲在多功能模块125的比较电路整形，送到采集模块123的CPU直接计数，计数值经软件处理后送至地面系统20显示面板进行数码显示，同时模拟量输出在后面板端子上，井下通讯模块121是井下仪器的核心部分，它通过RS485与控制模块122、采集模块123、地层压力模块124、多功能模块125进行通讯，向这些模块发出控制命令和接收它们传输的数据，同时它也通过调制解调模式与地面通讯模块形成通讯，将地面发出的各种命令传输到相应的井下仪器，并将井下各短节传给它的数据实时地传到地面，多功能模块根据通讯模块121下达的命令控制电磁阀138、电磁阀139的动作，同时将电磁阀的状态上传给井下通讯模块121，参数采集模块123根据井下通讯模块121下达的命令分别采集伽玛计数、泵压、流体温度、磁定位数据，并根据命令将采集的数据上传给井下通讯模块121，地层压力模块124根据井下通讯模块121下达的命令采集地层压力信号，并根据命令将采集的数据上传给地面系统20，地面系统20把各种数据直接显示在面板上或传到工控机显示，实时打印相应的曲线，完成目的层取样的人机控制功能。

如图3所示，液压系统的工作原理为：通过电机带动大泵和小泵将油箱里的低压液压油转为高压液压油，小泵泵出的液压油控制双封隔器相连的推靠缸的开和收，小泵泵出的液压油通过单向阀CV1、溢流阀RV1进入两位四通电磁阀4W2P2，其中在管路上并联一个两位三通电磁阀3W2P2，作用是取样结束后，泄掉管路中的液压油，液压油进入两位四通电磁阀4W2P2，通过电磁阀断电和通电控制液压油流向，两位四通电磁阀4W2P2断电，液压油通过电磁阀4W2P2的P、A口进入两位四通电磁阀4W2P3，两位四通电磁阀4W2P2通电，液压油通过电磁阀4W2P2的P、B口进入5倍增压缸，通过面积比增压，液压油通过5倍增压缸进入两位四通电磁阀4W2P3，液压油进入两位四通电磁阀4W2P3，通过电磁阀断电和通电控制液压油流向，两位四通电磁阀4W2P3断电，液压油进入电磁阀4W2P3的A、P口，A、P口不通，两位四通电磁阀4W2P3通电，液压油通过电磁阀4W2P2的A、T口进入双推靠缸，压缩双封隔器橡胶，封隔井眼，测试结束后，两位四通电磁阀4W2P2、4W2P3断电，推靠缸内的弹簧推动活塞移动，使 推靠缸内的液压油通过两位四通电磁阀4W2P3的T、B口进入油箱，大泵泵出的液压油控制泵抽和液控泥浆阀，大泵泵出的液压油通过单向阀CV2、溢流阀RV2进入两位四通电磁阀4W2P1，其中在管路上并联一个两位三通电磁阀3W2P1，作用是取样结束后，泄掉管路中的液压油，液压油进入两位四通电磁阀4W2P1，通过电磁阀断电和通电控制液压油流向，两位四通电磁阀断电，液压油通过电磁阀4W2P1的P、A口进入液控泥浆阀A端，液控阀A口有液压时，液控阀活塞向左移动，当液控阀活塞移动到底端时，2孔打开，7孔关闭，3和4通，5和6通，液压油到泵抽缸A端，泵抽缸活塞向下移动，泵抽缸B的液压油经过CV6回油箱，地层液体由地层进液孔通过5和6进入泵抽缸的C，泵抽缸D的液体通过液控阀的4和3进入井眼，两位四通电磁阀通电，液压油通过电磁阀4W2P1的P、B口进入液控泥浆阀B端，液控阀B口有液压时，液控阀活塞向右移动移动，当液控阀活塞移动到底端时，7孔打开，2孔关闭，4和5通，3和6通，液压油到泵抽缸B端，泵抽缸活塞向上移动，泵抽缸A的液压油经过CV5回油箱，地层液体由地层进液孔通过5和4进入泵抽缸的D，泵抽缸C的液体通过液控阀的6和3进入井眼，通过地面软件观察含水率传感器所测量数据，当数据达到平稳时，关掉两位四通电磁阀4W2P1电源，泵抽缸向上移动到极限，参考地层压力恢复曲线相对平稳后，关掉两位三通电磁阀3W2P2、两位四通电磁阀4W2P2、两位四通电磁阀4W2P3的电源，封隔器自动解封。在整个测试过程中，各种传感器对测试器和储层流体进行实时监测，并把所监测到的资料上传到地面系统。

所述地面系统20主要由调压面板、变压器面板、采集传输控制面板、电源面板、工控机组成，其主要功能是向井下仪器提供电源，发出控制信号，接收、处理井下仪器通过电缆上传的数据，并对井下仪器工作状态进行实时监控与显示，地面系统通过电缆与井下仪器相连，下传各种操作命令、接收、处理各种测量数据等。如图1所示，所述电缆头11的一端通过电缆与地面系统20控制部分相连，另一端与井下仪器的电子节12相连。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此。任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.套管井电缆泵抽式地层取样器，其特征是它由地面数据采集系统和通过测井电缆与之相连的井下仪器两部分组成，地面数据采集系统主要是由调压面板、变压器面板、采集传输控制面板、电源面板、工控机组成，通过测井绞车测井电缆与井下仪器连接，井下仪器部分主要由电缆头、CCL磁定位节、电子节、液压节、封隔器、机械节、扩展节组成，各短节间通过承压电器接头连接。

2.根据权利要求1所述的套管井电缆泵抽式地层取样器，其特征是井下电子节主要由电子节外壳、保温瓶、通讯模块、自然伽玛模块、控制模块、数据采集模块、地层压力模块、多功能模块组成，自然伽玛模块，控制模块、数据采集模块、地层压力模块、多功能模块的信号端经通讯模块与地面系统连接；

其中，多功能模块包括继电器控制模块，用于控制电磁阀的工作状态。

3.根据权利要求1所述的套管井电缆泵抽式地层取样器，其特征是液压节主要由含水率传感器、温度传感器、油压传感器、流体压力传感器、电机、小泵、大泵、电磁阀组成。

4.根据权利要求1所述的套管井电缆泵抽式地层取样器，其特征是机械节主要由液控阀、抽吸缸、封隔器、扩展节组成；

其中，扩展节接入仪器串或不接是根据跨隔层封隔是否有需要来选择。

5.根据权利要求1所述的套管井电缆泵抽式地层取样器，其特征是封隔器主要由上封隔器、下封隔器组成。