CN206942757U - 地层测试取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地层测试取样器（RCT），它是应用于油气开采井中，通过测井电缆输送，进行持水率、音叉密度、光学流体分析、测量流体压力和PVT取样的地层测试取样仪器。本实用新型主要由地面系统和井下仪器两部分构成，地面系统通过测井电缆与井下仪器部分连接。本实用新型采用模块化设计，每个短节都是一个独立的功能模块，根据不同的测试目的和要求可进行选择使用；所采用的传感器精度高，并且持水率、音叉密度、光学流体分析等多种传感器组合测量，测得的数据更全面可靠；采用双封隔器结构对测试井段进行封隔，适用于裸眼井和套管井作业，使用范围更广。

Description

地层测试取样器

技术领域

本实用新型涉及一种地层产能测试与流体取样仪器，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仪器。该仪器可应用于裸眼井或套管井中。用测井电缆输送到井下，并对储层进行定位封隔，即可对分层的、断裂的、泥岩的、低渗透率的地层进行探测，也可在套管井中进行压力测试和取样，进而对储层流体性质及产出能力进行评价。

背景技术

电缆地层测试取样器主要用来进行地层流体压力的测量以及地层流体样品的抽取，目前国内外已出现了多种形式的电缆地层测试取样器，其可以一次下井在多个深度点坐封测压，并抽取地层流体样品，是一种快捷经济的获取地层流体信息的测试方式。但是目前已有的仪器构成十分复杂，多种功能单元混合设计，整支仪器体积庞大，操作使用不方便；传感器精度低；只适用于裸眼井或只适用于套管井进行测试取样，使用环境受限制。而本实用新型地层测试取样器解决了上述难题：采用模块化设计，可根据测试需要进行最优组合连接，方便操作，运输方便；传感器精度高，测量数据更可靠；既可适用于裸眼井，也可适用于套管井作业，使用范围更广，实用性更强。

实用新型内容

为了克服现有地层测试取样器体积庞大，传感器精度低，以及只适用于裸眼井或套管井作业的问题，本实用新型的目的是提供一种地层测试取样器（RCT）。该地层测试取样器（RCT）可应用于套管井和裸眼井中，用测井电缆传输到井下，并对被测储层井段进行定位封隔。采用双封隔器设计，能够对储层选层跨隔封隔测试，即可对分层的、断裂的、泥岩的、低渗透率的地层进行探测，也可在套管井中对储层进行动态评价与高压物性取样；所采用的传感器包括应变压力传感器、石英压力传感器、电阻率传感器、持水率传感器、音叉密度传感器和光学流体分析传感器等精度高，测试数据更可靠；采用模块化设计，根据客户需求可进行选择性组合使用，降低作业成本。例如：如果不需取PVT样，只取普通样，可不接光谱分析短节（RCT-SA），因为此时不需要分析泡点；如果不需取样，只是进行测压，可不接泵抽短节（RCT-PO）和多样桶短节（RCT-MS），使用方便灵活。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地层测试电源及采集面板（FAP）、多功能面板（MFP）、可编程交流面板（CW-1251P）、PI地层测试取样软件（PIWST-RCT）、计算机组成，通过测井电缆与井下仪器连接，井下仪器部分主要由电缆头、井下张力短节（DFG-R）、数据传输与伽马短节（TGT-B）、控制和信号处理电路短节（RCT-EA）、动力和单探针短节（RCT-PS）、双封隔器（RCT-PA）、流体分析短节（RCT-FA）、光谱分析短节（RCT-SA）、泵抽短节(RCT-PO)、多样桶短节（RCT-MS）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，并可通过泵抽动力液压系统对储层流体进行抽排，用持水率传感器、音叉密度传感器、光谱分析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。

本实用新型的优点：

1.采用模块化设计，可以根据客户需要，进行选择组装作业，易于操作，节省成本，运输方便；

2.所采用传感器：持水率传感器、音叉密度传感器、光谱分析传感器精度高，测得数据准确可靠；

3.采用双封隔设计，可对储层进行跨隔封隔测试，适用于裸眼井和套管井作业，应用范围广，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例组成示意图；

图2是地层测试器控制和信号处理电路短节功能模块框图；

图3是动力和单探针短节（RCT-PS）液压动力部分液压原理图；

图4是动力和单探针短节（RCT-PS）探头部分液压原理图；

图5是双封隔器（RCT-PA）原理图；

图6是流体分析短节（RCT-FA）功能模块框图；

图7是光谱分析短节（RCT-SA）功能模块框图；

图8是泵抽短节(RCT-PO) 液压动力部分液压原理图；

图9是泵抽短节(RCT-PO) 泵抽部分液压原理图；

图10是多样桶短节（RCT-MS）原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型地层测试取样器主要由地面系统和井下仪器两部分构成。地面数据采集系统主要是由多功能面板（MFP）301、地层测试电源及采集面板（FAP）302、可编程交流面板（CW-1251P）303、PI地层测试取样软件（PIWST-RCT）、计算机304、打印机305组成，通过测井电缆与井下仪器连接，井下仪器部分主要由电缆头10、井下张力短节（DFG-R）11、数据传输与伽马短节（TGT-B）12、控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13、动力和单探针短节（RCT-PS）14、双封隔器（RCT-PA）15、流体分析短节（RCT-FA）16、光谱分析短节（RCT-SA）17、泵抽短节(RCT-PO)18、多样桶短节（RCT-MS）19组成，各短节间通过承压电器接头连接。

如图2所示，控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13通过数据传输与伽马短节（TGT-B）12与地面数据采集系统进行通讯，控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13是动力和单探针短节（RCT-PS）14短节的电子线路。控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13主要由电源板601、通讯板602、差压传感器采集板604、电阻率传感器采集板603、应变压力传感器采集板125、电磁阀控制板126、直流电机控制板127、直流电机驱动板128组成。电源板601给各个电路板供电，电磁阀控制板126接收通讯板602的控制信号，控制动力和单探针短节（RCT-PS）14中的电磁阀，通讯板602和直流电机控制板127通讯，直流电机控制板127控制直流电机驱动板128来控制动力和单探针短节（RCT-PS）中的直流电机，应变压力传感器采集板125采集地层压力信号通过通讯板602将数据传输到地面，差压传感器采集板604采集泵出口和推靠管线压力，并与通讯板通讯。电阻率传感器采集板603采集流体电阻率，并与通讯板通讯上传到地面进行数据分析。

如图3和图4所示，动力和单探针短节（RCT-PS）14分为液压动力部分和探头部分，其中液压动力部分由电机（MOTOR1）20、液压泵（PUMP1）21、单向阀一（CV1）22、差压传感器（PG1）23、单向阀（CV9）24、手动阀（AD1）25、单向阀（CV2）26、安全阀一（RV1）27、电磁阀一（SOL0）28、蓄能器（ACCM）29、安全阀（RV0）30、补偿器（COMP1）31、注油阀一（FV1）32和注油阀二（FV2）33组成；探头部分由电磁阀二（SOL1）34、电磁阀三（SOL2）35、电磁阀四（SOL3）36、电磁阀五（SOL4）37、电磁阀六（SOL5）38、电磁阀七（SOL6）39、单向阀二（CV3）40、单向阀三（CV4）41、安全阀二（RV2）42、差压传感器（PG2）43、封闭阀（ISO1）44、平衡阀（EQ1）45、预测室（PRETEST）46、顺序阀（SQ1）47、石英压力传感器（QG1）48、应变压力传感器（SGP1）49、电阻率传感器（RESISTIVITY）50、左开腿活塞51、右开腿活塞52、过滤活塞53、探针活塞54和注油阀三（FV3）55组成。

电机（MOTOR1）20和电磁阀一（SOL0）28接收到地面供电和工作命令后，电机（MOTOR1）20驱动液压泵（PUMP1）21工作。电磁阀（SOL0）28供电，液压油由液压泵（PUMP1）21泵出通过单向阀一（CV1）22和单向阀（CV2）26进入蓄能器（ACCM）29。同时，液压油进入所有液压泵（PUMP1）21输出端连接的管线。随着压力的增加，当压力达到蓄能器（ACCM）29的起始压力时，液压油压缩蓄能器弹簧，直到弹簧压缩到工作位置，系统压力迅速升至3600±100psi，差压传感器（PG1）23显示的系统压力值传输到地面。

当系统失电或传输失败时，需要自动收腿，电磁阀一（SOL0）28打开（断电），由于蓄能器（ACCM）29内弹簧力使得液压油通过电磁阀一（SOL0）28进入收腿液压线路，仪器自动收腿。

开腿线路：地面下发开腿命令，动力和单探针短节（RCT-PS）14探头部分的电磁阀六（SOL5）38、电磁阀二（SOL1）34和电磁阀三（SOL2）35通电，动力和单探针短节（RCT-PS）14液压动力部分电机（MOTOR1）20驱动液压泵（PUMP1）21工作，液压油通过单向阀一（CV1）22、单向阀二（CV3）40和电磁阀六（SOL5）38关闭封闭阀（ISO）44，同时液压油通过单向阀三（CV4）41、电磁阀二（SOL1）34，关闭平衡阀（EQ1）45并到左开腿活塞51、右开腿活塞52和探针活塞54一端保证仪器推靠在井眼测试位置，当系统压力达到2800psi±100psi，顺序阀（SQ1）47打开，液压油到过滤活塞53的一端将探针过滤器打开。开腿同时左开腿活塞51、右开腿活塞52、探针活塞54和过滤活塞53的另一端液压油通过电磁阀三（SOL2）35回到油箱。系统压力由差压传感器（PG1）23监测，安全阀一（RV1）27保护系统压力不超过3600psi±100psi。开腿线压力由差压传感器（PG2）43监测，安全阀二（RV2）42保护开腿线压力不超过3600psi±100psi。

收腿线路：所有电磁阀断电，高压液压油通过电磁阀三（SOL2）35到左开腿活塞51、右开腿活塞52、探针活塞54和过滤活塞53复位的一端，另一端液压油通过电磁阀二（SOL1）34回到油箱。动力和单探针短节（RCT-PS）14收腿，电磁阀二（SOL1）34必须断电，如果失电或传输失效，动力和单探针短节（RCT-PS）14通过蓄能机构自动收腿。

预测室打开和关闭线路：预测室打开线路通过电磁阀四（SOL3）36和电磁阀七（SOL6）39。当动力和单探针短节（RCT-PS）14开腿完成，电磁阀四（SOL3）36通电，预测室打开。预测容积保持需要电磁阀七（SOL6）39通电。

预测室关闭线路通过电磁阀五（SOL4）37。当动力和单探针短节（RCT-PS）14收腿时，电磁阀五（SOL4）37通电，电磁阀四（SOL3）36和电磁阀七（SOL6）39断电，使预测室关闭。

封闭阀打开和关闭线路：电磁阀六（SOL5）38通电。当取样完成需要关闭密封阀时，电磁阀六（SOL5）38断电。

应变式压力传感器（SGP1）49，测量地层液体压力，量程：0-10000psi或0-20000psi。石英压力传感器（QG1）48与应变式压力传感器（SGP1）49一样是测量地层液体压力的，量程：0-20000psi。电阻率传感器（RESISTIVITY）50测量地层液体电阻率。

注油阀一（FV1）32、注油阀二（FV2）33和注油阀三（FV3）55用于仪器的注油。安全阀（RV0）30用于注油时保证油箱注满油，与补偿器（COMP1）31共同保证仪器在井下时内外平衡。单向阀（CV9）24防止仪器在下井过程中开腿。维修保养前打开手动阀（AD1）25，释放仪器内残留的压力。

如图5所示，双封隔器（RCT-PA）15由上芯轴、下芯轴、液压段和电子节段组成，其中上芯轴带封隔元件（PACKER1）61，下芯轴带封隔元件（PACKER2）62，液压段包含应变压力传感器（SGP2）63、石英压力传感器（QG2）64、泥浆单向阀（CV7）65、差压传感器（PG3）66、节流密封阀一（ISV1）67、节流密封阀二（ISV2）68、泥浆线补偿活塞（FP）69、单向阀五（CV5）70、单向阀六（CV6）71、安全阀七（RV3）72、安全阀八（RV4）73、电磁阀十三（SOL7）74、油箱补偿活塞（CP）75、注油阀四（FV4）76和解封阀（ADV）77。

封隔元件膨胀和解封：为实现膨胀功能，必须关闭节流密封阀一（ISV1）67（测试井段）和解封阀（ADV）77，打开节流密封阀二（ISV2）68，然后由泵抽短节(RCT-PO)18从井眼抽取泥浆进入流线，通过节流密封阀二（ISV2）68，流入膨胀线路，提供压力给封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62，使封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62膨胀实现封隔作用。在此过程中，由差压传感器（PG3）66监测膨胀压力（泵排压力和井眼压力差）——封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62最低膨胀压力，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（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62膨胀完成，立即关闭节流密封阀二（ISV2）68，其他部件状态不变。

解封过程，打开节流密封阀一（ISV1）67和节流密封阀二（ISV2）68，通过封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62本身的弹性将膨胀液通过泥浆单向阀（CV7）65压入井眼或通过解封阀（ADV）77压入井眼。紧急情况下也可用泵抽，将膨胀液抽到井眼。

测试井段线路：节流密封阀一（ISV1）67控制测试井段和流线的流通。封隔井段之前，此节流密封阀一（ISV1）67关闭。测试井段线路的应变压力传感器（SGP2）63和石英压力传感器（QG2）64测试地层压力或泥浆压力。

测试井段线路的泥浆单向阀（CV7）65是在取样操作时防止测试井段线路压力超过静压力。如果测试井段线路压力超过井眼压力，泥浆单向阀（CV7）65打开。封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62膨胀时，泥浆单向阀（CV7）65防止井眼液体进入地层，保护地层。

自动解封液压线路：自动解封液压线路是封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62膨胀之前电磁阀十三（SOL7）74通电，膨胀压力推动泥浆线补偿活塞（FP）69，通过压力平衡保证泥浆线补偿活塞（FP）69两端压力相等，高压液压通过单向阀六（CV6）71到解封阀（ADV）77活塞无弹簧的一端推动解封阀（ADV）77活塞使得解封阀（ADV）77关闭。如果地面和双封隔器之间能量或遥测损失发生，电磁阀十三（SOL7）74断电，解封阀（ADV）77在弹簧作用下打开保证封隔元件（PACKER1）61和封隔元件（PACKER2）62解封。

油箱补偿活塞（CP）75一边井眼压力，另一边是油箱压力，保证油箱压力和井眼压力（静压）相等，目的是保护自动解封系统。安全阀七（RV3）72作用一是保证油箱注满；作用二是防止液压元件损坏。安全阀八（RV4）73作用是避免单向阀六（CV6）71和电磁阀十三（SOL7）74之间的压力超过4700psi，防止油压过大毁坏元件。单向阀五（CV5）70作用一是保证油自动解封系统注满油；作用二是防止泥浆线补偿活塞（FP）69液压油与油箱通。注油阀四（FV4）76用于仪器的注油。

如图6所示，流体分析短节（RCT-FA）16将数据传给控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13，再经过数据传输与伽马短节（TGT-B）12发回地面，地面数据采集系统发送命令通过数据传输与伽马短节（TGT-B）12传输给控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13，再发送给流体分析短节（RCT-FA）16。流体分析短节（RCT-FA）16 是泵抽短节(RCT-PO)18和多样桶短节（RCT-MS）19的电子线路。流体分析短节（RCT-FA）16主要由供电板162、通讯板161、音叉密度传感器采集板160、持水率传感器采集板167、音叉密度传感器1612、持水率传感器1611、差压传感器采集板165、直流电磁阀控制板168、熔断电阻丝控制板164、盘式电机控制板166、盘式电机驱动板163组成。供电板162给各个电路板供电，直流电磁阀控制板168通过接收通讯板161的控制信号来控制泵抽短节（RCT-PO）18和多样桶短节（RCT-MS）19两个短节的电磁阀，盘式电机控制板166通过接收通讯板161的命令来控制盘式电机驱动板163，从而控制盘式电机，差压传感器采集板165采集泵抽入口压力，并和通讯板161通讯上传到地面数据采集系统，音叉密度传感器采集板160采集流体密度，并和通讯板161通讯，持水率传感器采集板采集流体持水率，并和通讯板161通讯上传到地面数据采集系统。

如图7所示，光谱分析短节（RCT-SA）17将数据传给控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13，再经过数据传输与伽马短节（TGT-B）12发回地面，地面数据采集系统发送命令通过数据传输与伽马短节（TGT-B）12传输给控制和信号处理电路短节（RCT-EA）13，再发送给光谱分析短节（RCT-SA）17。光谱分析短节（RCT-SA）17与流体分析短节（RCT-FA）16一样含有泵抽短节(RCT-PO)18和多样桶短节（RCT-MS）19的电子线路，不同的是光谱分析短节（RCT-SA）17含有的电子线路是独立的短节，若需要流体分析短节（RCT-FA）16和光谱分析短节（RCT-SA）17同时接入仪器串，则光谱分析短节（RCT-SA）17的独立电子节不接。光谱分析短节（RCT-SA）17主要由供电板172、通讯板171、吸收光采集板170、荧光和反射光采集板177、荧光和反射光探头1611、吸收光探头1612、差压传感器采集板175、直流电磁阀控制板178、熔断电阻丝控制板174、盘式电机控制板176、盘式电机驱动板173组成。供电板172给各个电路板供电，直流电磁阀控制板178通过接收通讯板171的控制信号来控制泵抽短节（RCT-PO）18和多样桶短节（RCT-MS）19两个短节的电磁阀，盘式电机控制板176通过接收通讯板171的命令来控制盘式电机驱动板173，从而控制盘式电机，差压传感器采集板175采集泵抽入口压力，并和通讯板171通讯上传到地面数据采集系统，吸收光采集板170采集吸收光探头信号，并和通讯板171通讯，荧光和反射光采集板采集荧光和反射光探头信号，并和通讯板171通讯上传到地面数据采集系统。

如图8和图9所示，泵抽短节（RCT-PO）18分为液压动力部分和泵抽部分，其中泵抽短节（RCT-PO）18液压动力部分由电机（MOTOR2）80、液压泵（PUMP2）81、单向阀四（CV8）82、安全阀三（RV5）83、差压传感器（PG4）84、补偿器（COMP2）85、安全阀四（RV6）86、注油阀五（FV5）87和注油阀六（FV6）88组成；泵抽短节（RCT-PO）18泵抽部分由电磁阀八（SOL8）90、差压传感器（PG5）91、电磁阀九（SOL9）92、电磁阀十（SOL10）93、电磁阀十一（SOL11）94、电磁阀十二（SOL12）95、安全阀五（RV7）96、安全阀六（RV8）97、梭阀一（SHV1）98、梭阀二（SHV2）99、液控单向阀一（CV9）100、液控单向阀二（CV10）101、液控单向阀三（CV11）102、液控单向阀四（CV12）103、泥浆换向阀一（NV1）104、泥浆换向阀二（NV 2）105、泥浆换向阀三（NV 3）106、泥浆换向阀四（NV 4）107、泵抽缸（PO）108和注油阀七（FV7）109组成。

泵抽短节（RCT-PO）18泵出功能：电磁阀九（SOL9）92的b端和电磁阀十一（SOL11）94的b端通电，电磁阀换向后断电。电磁阀八（SOL8）90通电，电机（MOTOR2）80通电驱动液压泵（PUMP2）81泵出高压液压油，经过单向阀四（CV8）82到电磁阀八（SOL8）90（电磁阀P口到C口流通），高压液压油通过电磁阀八（SOL8）90后同时通过电磁阀九（SOL9）92和电磁阀十一（SOL11）94。其中，高压液压油通过电磁阀九（SOL9）92的P口到A口和液控单向阀二（CV10）101，再到泥浆换向阀，使得泥浆换向阀一（NV1）104打开、泥浆换向阀二（NV 2）105关闭、泥浆换向阀三（NV3）106打开和泥浆换向阀四（NV4）107关闭， 泥浆换向阀低压油端通过液控单向阀一（CV9）100和电磁阀九（SOL9）92的B口到T口，回到油箱；同时，高压液压油通过电磁阀十一（SOL11）94的P口到A口和液控单向阀三（CV11）102，再到泵抽缸（PO）108的右端液压缸（R2），推动活塞向左移动，泵抽缸（PO）108的左端液压缸（L2）内的液压油通过液控单向阀四（CV12）103和电磁阀十一（SOL11）94的B口到T口，回到油箱；同时，地层流体通过泥浆换向阀三（NV3）106抽入泵抽缸（PO）108的右端地层流体缸（R1），泵抽缸（PO）108的左端地层流体缸（L1）内的流体通过泥浆换向阀一（NV1）104被排到井眼或多样桶短节（RCT-MS）19。

当泵抽缸（PO）108的活塞移动到最左端，电磁阀九（SOL9）92的a端和电磁阀十一（SOL11）94的a端通电，电磁阀换向后断电。液压泵（PUMP2）81泵出高压液压油，经过单向阀四（CV8）82到电磁阀八（SOL8）90（电磁阀P口到C口流通），高压液压油通过电磁阀八（SOL8）90后同时通过电磁阀九（SOL9）92和电磁阀十一（SOL11）94。其中，高压液压油通过电磁阀九（SOL9）92的P口到B口和液控单向阀一（CV9）100，再到泥浆换向阀，使得泥浆换向阀一（NV1）104关闭、泥浆换向阀二（NV2）105打开、泥浆换向阀三（NV3）106关闭和泥浆换向阀四（NV4）107打开， 泥浆换向阀低压油端通过液控单向阀二（CV10）101和电磁阀九（SOL9）92的A口到T口，回到油箱；同时，高压液压油通过电磁阀十一（SOL11）94的P口到B口和液控单向阀四（CV12）103，再到泵抽缸（PO）108的左端液压缸（L2），推动活塞向右移动，泵抽缸（PO）108的右端液压缸（R2）内的液压油通过液控单向阀三（CV11）102和电磁阀十一（SOL11）94的A口到T口，回到油箱；同时，地层流体通过泥浆换向阀三（NV3）106抽入泵抽缸（PO）108的左端地层流体缸（L1），泵抽缸（PO）108的右端地层流体缸（R1）内的流体通过泥浆换向阀四（NV4）107被排到井眼或多样桶短节（RCT-MS）19。

当泵抽缸（PO）108的活塞移动到最右端，电磁阀九（SOL9）92的b端和电磁阀十一（SOL11）94的b端通电，电磁阀换向后断电，重复上述动作，直到泵出任务完成。

泵抽短节（RCT-PO）18泵入功能：电磁阀九（SOL9）92的b端和电磁阀十一（SOL11）94的a端通电，电磁阀换向后断电。电磁阀八（SOL8）90通电，电机（MOTOR2）80通电驱动液压泵（PUMP2）81泵出高压液压油，经过单向阀四（CV8）82到电磁阀八（SOL8）90（电磁阀P口到C口流通），高压液压油通过电磁阀八（SOL8）90后同时通过电磁阀九（SOL9）92和电磁阀十一（SOL11）94。其中，高压液压油通过电磁阀九（SOL9）92的P口到A口和液控单向阀二（CV10）101，再到泥浆换向阀，使得泥浆换向阀一（NV1）104打开、泥浆换向阀二（NV2）105关闭、泥浆换向阀三（NV3）106打开和泥浆换向阀四（NV4）107关闭， 泥浆换向阀低压油端通过液控单向阀一（CV9）100和电磁阀九（SOL9）92的B口到T口，回到油箱；同时，高压液压油通过电磁阀十一（SOL11）94的P口到B口和液控单向阀四（CV12）103，再到泵抽缸（PO）108的左端液压缸（L2），推动活塞向右移动，泵抽缸（PO）108的右端液压缸（R2）内的液压油通过液控单向阀三（CV11）102和电磁阀十一（SOL11）94的A口到T口，回到油箱；同时，井眼液通过泥浆换向阀一（NV1）104抽入泵抽缸（PO）108的左端地层流体缸（L1），泵抽缸（PO）108的右端地层流体缸（R1）内的流体通过泥浆换向阀三（NV3）106被排到动力和单探针短节（RCT-PS）14或双封隔器（RCT-PA）15。

当泵抽缸（PO）108的活塞移动到最右端，电磁阀九（SOL9）92的a端和电磁阀十一（SOL11）94的b端通电，电磁阀换向后断电。液压泵（PUMP2）81泵出高压液压油，经过单向阀四（CV8）82到电磁阀八（SOL8）90（电磁阀P口到C口流通），高压液压油通过电磁阀八（SOL8）90后同时通过电磁阀九（SOL9）92和电磁阀十一（SOL11）94。其中，高压液压油通过电磁阀九（SOL9）92的P口到B口和液控单向阀一（CV9）100，再到泥浆换向阀，使得泥浆换向阀一（NV1）104关闭、泥浆换向阀二（NV2）105打开、泥浆换向阀三（NV3）106关闭和泥浆换向阀四（NV4）107打开，泥浆换向阀低压油端通过液控单向阀二（CV10）101和电磁阀九（SOL9）92的A口到T口，回到油箱；同时，高压液压油通过电磁阀十一（SOL11）94的P口到A口和液控单向阀三（CV11）102，再到泵抽缸（PO）108的右端液压缸（R2），推动活塞向左移动，泵抽缸（PO）108的左端液压缸（L2）内的液压油通过液控单向阀四（CV12）103和电磁阀十一（SOL11）94的B口到T口，回到油箱；同时，井眼液通过泥浆换向阀四（NV4）107抽入泵抽缸（PO）108的右端地层流体缸（R1），泵抽缸（PO）108的左端地层流体缸（L1）内的流体通过泥浆换向阀二（NV2）105被排到动力和单探针短节（RCT-PS）14或双封隔器（RCT-PA）15。

当泵抽缸（PO）108的活塞移动到最左端，电磁阀九（SOL9）92的b端和电磁阀十一（SOL11）94的a端通电，电磁阀换向后断电，重复上述动作，直到泵入任务完成。

差压传感器（PG4）84和差压传感器（PG5）91监测系统压力，安全阀三（RV5）83保证系统压力不超过3600psi，保护系统元件。

当电磁阀九（SOL9）92和电磁阀十一（SOL11）94通电换向，泵抽缸（PO）108的活塞换向移动时，电磁阀十（SOL10）93和电磁阀十二（SOL12）95泄压，保证泵抽缸（PO）108的活塞换向移动正常。安全阀五（RV7）96和梭阀一（SHV1）98保护泥浆换向阀液压线路。安全阀六（RV8）97和梭阀二（SHV2）99保护泵抽缸液压线路。

如图10所示，多样桶短节（RCT-MS）19是由节流密封阀一（USV）111、节流密封阀四（LSV）112、熔断常闭阀一（NC1）113、熔断常开阀一（NO1）114、熔断常闭阀二（NC2）115、熔断常开阀二（NO2）116、熔断常闭阀三（NC3）117、熔断常开阀三（NO3）118、熔断常闭阀四（NC4）119、熔断常开阀四（NO4）120、样桶一（T1）121、样桶二（T2）122、样桶三（T3）123和样桶四（T4）124组成。

取样前，节流密封阀一（USV）111和节流密封阀四（LSV）112都保持打开状态，当取样时，节流密封阀四（LSV）112关闭，若选择样桶一（T1）121存储地层流体样品，则熔断常闭阀一（NC1）113通电，常闭状态变为打开状态，地层流体由泵抽短节（RCT-PO）18抽排，通过节流密封阀一（USV）111熔断常闭阀一（NC1）113和熔断常开阀一（NO1）114进入样桶一（T1）121，当泵抽短节（RCT-PO）18内的差压传感器（PG4）84和差压传感器（PG5）91压力迅速升高达到系统压力，样桶一（T1）121储满样，熔断常开阀一（NO1）114通电，常开状态变为关闭状态，选择其他样桶储样，过程同样。取样完成，节流密封阀一（USV）111和节流密封阀四（LSV）112都要打开。取样过程，可通过节流密封阀一（USV）111限流。

若需要取PVT样品，则将样桶一（T1）121更换为PVT样桶（PVT1）131，样桶二（T2）122更换为PVT样桶（PVT2）132，样桶三（T3）123更换为PVT样桶（PVT1）133，样桶四（T4）124更换为PVT样桶（PVT4）134，是否更换样桶要根据客户需求。

地面系统主要由多功能面板（MFP）301、地层测试电源及采集面板（FAP）302、可编程交流面板（CW-1251P）303、计算机304、打印机305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。所述电缆头10的一端通过电缆与地面系统控制部分相连，另一端与井下仪器的井下张力短节（DFG-R）11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 (8)

1.地层测试取样器，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多功能面板、地层测试电源及采集面板（302）、可编程交流面板（303）、PI地层测试取样软件、计算机（304）、打印机（305）组成，通过测井电缆与井下仪器连接，井下仪器部分主要由电缆头（10）、井下张力短节（11）、数据传输与伽马短节（12）、控制和信号处理电路短节（13）、动力和单探针短节（14）、双封隔器（15）、流体分析短节（16）、光谱分析短节（17）、泵抽短节（18）、多样桶短节（19）组成，其中双封隔器（15）和光谱分析短节（17）是可选短节，各短节间通过承压电器接头连接。

2.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是：控制和信号处理电路短节（13）主要由电源板（601）、通讯板（602）、直流电机控制板（127）、电磁阀控制板（126）、应变压力传感器采集板（125）、电阻率传感器采集板（603）、差压传感器采集板（604）、直流电机驱动板（128）组成，电磁阀的控制以及工作状态、直流电机的转速控制以及转速信号、差压传感器信号、电阻率传感器信号、应变压力传感器信号通过通讯板（602）采集并上传给地面数据采集系统进行数据处理及显示。

3.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是：动力和单探针短节（14）主要包括液压动力部分和单探针部分，其中液压动力部分由电机（20）、液压泵（21）、单向阀一（22）、差压传感器（23）、手动阀（25）、安全阀一（27）、电磁阀一（28）、蓄能器（29）、补偿器（31）、注油阀一（32）和注油阀二（33）组成；探头部分由电磁阀二（34）、电磁阀三（35）、电磁阀四（36）、电磁阀五（37）、电磁阀六（38）、电磁阀七（39）、单向阀二（40）、单向阀三（41）、安全阀二（42）、差压传感器（43）、封闭阀（44）、平衡阀（45）、预测室（46）、顺序阀（47）、石英压力传感器（48）、应变压力传感器（49）、电阻率传感器（50）、左开腿活塞（51）、右开腿活塞（52）、过滤活塞（53）、探针活塞（54）和注油阀三（55）组成。

4.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是：流体分析短节（16）主要包括电子电路部分和传感器部分，其中传感器部分包括持水率传感器模块（1611）、音叉密度传感器模块（1612），地层液体通过单探针部分进入流体分析短节（16）；电子电路部分包括用于流体分析短节（16）、泵抽短节（18）、多样桶短节（19）的电子线路，电路板包括供电板（162）、通讯板（161）、差压传感器采集板（165）、盘式电机控制板（166）、盘式电机驱动板（163）、直流电磁阀控制电路板（168）、熔断电阻丝控制电路板（164）、持水率传感器采集板（167）、音叉密度传感器采集板（160）。

5.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是泵抽短节（18）包括液压动力部分和泵抽部分，液压动力部分由电机（80）、液压泵（81）、单向阀四（82）、安全阀三（83）、差压传感器（84）、补偿器（85）、安全阀四（86）、注油阀五（87）和注油阀六（88）组成；泵抽部分由电磁阀八（90）、差压传感器（91）、电磁阀九（92）、电磁阀十（93）、电磁阀十一（94）、电磁阀十二（95）、安全阀五（96）、安全阀六（97）、梭阀一（98）、梭阀二（99）、液控单向阀一（100）、液控单向阀二（101）、液控单向阀三（102）、液控单向阀四（103）、泥浆换向阀一（104）、泥浆换向阀二（105）、泥浆换向阀三（106）、泥浆换向阀四（107）、泵抽缸（108）和注油阀七（109）组成。

6.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是多样桶短节（19）主要由节流密封阀三（111）、节流密封阀四（112）、熔断常闭阀一（113）、熔断常开阀一（114）、熔断常闭阀二（115）、熔断常开阀二（116）、熔断常闭阀三（117）、熔断常开阀三（118）、熔断常闭阀四（119）、熔断常开阀四（120）、样桶一（121）、样桶二（122）、样桶三（123）和样桶四（124）组成。

7.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是双封隔器（15）主要由上芯轴、下芯轴、液压阀单元、电子单元组成，上芯轴与下芯轴之间根据封隔井段距离的需要接入间隔器，其中上芯轴带封隔元件（61），下芯轴带封隔元件（62），液压段包含应变压力传感器（63）、石英压力传感器（64）、泥浆单向阀（65）、差压传感器（66）、节流密封阀一（67）、节流密封阀二（68）、泥浆线补偿活塞（69）、单向阀五（70）、单向阀六（71）、安全阀七（72）、安全阀八（73）、电磁阀十三（74）、油箱补偿活塞（75）、注油阀四（76）和解封阀（77）。

8.根据权利要求1所述的地层测试取样器，其特征是：光谱分析短节（17）主要由电子单元和光谱分析单元组成，其中电子单元主要由供电板（172）、通讯板（171）、盘式电机驱动板（173）、盘式电机控制板（176）、熔断电阻丝控制板（174）、直流电磁阀控制板（178）、差压传感器采集板（175）、吸收光采集板（170）、荧光和反射光采集板（177）组成，其中光谱分析单元包括吸收光谱探头（1712）、荧光和反射光探头（1711）。