CN209858248U - 套管井地层测试取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种套管井地层测试取样器，主要由井下电子节、液压动力节、探头节、流体分析节、取样桶节组成，从上到下依井下电子节、液压动力节、探头节、流体分析节、取样桶节顺序通过螺纹连接，井下电子节主要由数字采集板、控制板、地层压力传感器和石英传感器驱动板、持水率传感器驱动板、电阻率传感器驱动板、音叉密度传感器驱动板组成。取样器采用柱塞泵提供高压油，使液压管路油压和柱塞泵排量更稳定，承受外部温度更高；套管井地层测试取样器采用双储样桶，每个储样桶储样管路有一个液控密封阀，当取样完成后，密封阀关闭，使样品和外界隔离开，保证样品不受污染。

Description

套管井地层测试取样器

技术领域

本实用新型涉及一种套管井地层测试取样器，应用于油田采油井中，通过对单层测压和取样，及时掌握单层动态变化，从而可以监视生产井生产动态和验证生产井测井。

背景技术

随着石油开发不断深入，注水工作量的增加，井下生产的各个油层发生很大变化：地层压力亏空；地层含水变化；地层产能变化；单井的总产量及含水发生了变化等。套管井地层测试取样器是针对上述问题而设计的一种对单层测压和取样，并及时掌握单层动态变化的仪器。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。电缆地层测试是采用电缆将仪器井下部分输送到井下，用自然伽玛仪器校深定位，再通过地面操控部分发出命令，使井下仪器（测试部分和泵抽部分）完成对目标井段的封隔、测试和取样，用温度传感器、压力传感器、流体识别传感器监测地层流体特性，完成对储层的动态评价，但还存在如下的缺陷：仪器推靠为单油路推靠，回收时存在卡住问题，加大了粘卡的风险；现有技术采用的齿轮泵指标受外部温度影响很大，不能在175°高温环境下长时间工作；封隔段与井眼之间没有设置平衡阀，仪器上提下放不自由；因为液控阀的结构，使用中存在密封不好问题；储样筒没有关闭开关，储样后与井液相通，样品污染，影响测试评价结果。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种电缆输送式套管井地层测试取样器（RCT-C），该套管井地层测试取样器对结构进行了改进，在封隔活塞两端采用双油路，一路控制封隔器开，另一路控制封隔器收，保证封隔器开收自由，避免封隔橡胶遇卡；封隔段与井眼之间采用密封阀连通，当仪器上提下放时，密封阀接通封隔段与井眼，使仪器下放上提自如，当仪器移动到测试目的层时密封阀将封隔段与井眼隔开，保证仪器能够完成抽排功能；采用柱塞泵提供高压油，使液压管路油压和柱塞泵排量更稳定，承受外部温度更高；套管井地层测试取样器采用双储样桶，每个储样桶储样管路有一个液控密封阀，当取样完成后，密封阀关闭，使样品和外界隔离开，保证样品不受污染。

套管井地层测试取样器（RCT-C）主要由电子节、液压动力节、探头节、流体分析节、取样桶节组成。

井下电子节主要由数字采集板、控制板、地层压力传感器和石英传感器驱动板、持水率传感器驱动板、电阻率传感器驱动板、音叉密度传感器驱动板组成。

液压动力节主要由液压动力外壳、电机上接头、连接杆、电机泵接头、电机、柱塞泵、平衡活塞、储能器、低油开关、单向阀一、单向阀二，单向阀三、电磁阀一、电磁阀二、溢流阀一组成；电机通过螺钉固定在电机上接头一端，电机端部通过螺钉固定在电机泵接头，柱塞泵端部通过螺钉固定在电机上接头另一端，电机通过连接杆带动柱塞泵高速旋转产生高压油。

探头节主要由封隔器部分和泵抽部分组成，其中封隔器部分主要由封隔橡胶、封隔活塞、封隔器上接头、封隔器下接头、皮囊盖组成。在封隔器上接头上分别装上皮囊盖，封隔橡胶、封隔活塞，通过封隔器下接头的螺纹与封隔器上接头扭紧连接。泵抽部分主要由微动开关、开关撞针、磁铁、泵抽活塞、泵抽缸体一、泵抽缸体二、缸接头一、缸接头二、压差传感器、溢流阀二、溢流阀三、液控泥浆阀一、液控泥浆阀二、液控泥浆阀三、液控泥浆阀四、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、液控单向阀一、液控单向阀二、液控单向阀三、液控单向阀四、单向阀四、单向阀五、石英传感器、密封阀一，应变压力传感器、阴快速接头组成。缸接头一分别与泵抽缸体一、泵抽缸体二、缸接头二通过螺纹连接，泵抽活塞在泵抽缸体一、泵抽缸体二内左右移动。微动开关、开关撞针、磁铁通过螺钉固定在缸接头一和缸接头二内。

流体分析节主要由电容传感器、电阻率传感器、音叉密度传感器组成。

取样桶节主要由样筒一、样筒二、电磁阀八、电磁阀九、电磁阀十、电磁阀十一、电磁阀十二、电磁阀十三、电磁阀十四、密封阀二、密封阀三、密封阀四、单向阀六、液控阀组成。

附图说明

图1是本实用新型套管井地层测试取样器的功能框图；

图2是本实用新型套管井地层测试取样器泵抽缸结构示意图；

图3是本实用新型套管井地层测试取样器封隔器结构示意图；

图4是本实用新型套管井地层测试取样器电机连接方式示意图；

图5是本实用新型套管井地层测试取样器阳快速接头结构示意图；

图6是本实用新型套管井地层测试取样器阴快速接头结构示意图；

图7是本实用新型套管井地层测试取样器液压系统液压动力部分原理图；

图8是本实用新型套管井地层测试取样器液压系统泵抽和封隔器部分液压工作原理图；

图9是本实用新型套管井地层测试取样器液压系统中传感器液压原理图；

图10是本实用新型套管井地层测试取样器液压系统中取样筒液压原理图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，套管井地层测试取样器（RCT-C）主要由电子节101、液压动力节102、探头节112、流体分析节109、取样桶节113组成，其中井下电子节101主要由数字采集板103、控制板104、地层压力传感器和石英传感器驱动板105、持水率传感器驱动板106、电阻率传感器驱动板107、音叉密度传感器驱动板108组成；液压动力节102主要由液压动力外壳636、电机上接头637、连接杆639、电机泵接头638、电机201、柱塞泵301、平衡活塞223、储能器306、低油开关、单向阀一205、单向阀二206，单向阀三209电磁阀一401、电磁阀二402，溢流阀一207组成；电机201通过螺钉固定在电机上接头637一端，电机端部通过螺钉固定在电机泵接头638，柱塞泵301端部通过螺钉固定在电机上接头637另一端，电机201通过连接杆639带动柱塞泵301高速旋转产生高压油。探头节112主要由封隔器部分110和泵抽部分111组成。封隔器部分主要由封隔橡胶604、封隔活塞605、封隔器上接头602、封隔器下接头640、皮囊盖603组成。在封隔器上接头602上分别装上皮囊盖603，封隔橡胶604、封隔活塞605，通过封隔器下接头640的螺纹与封隔器上接头602扭紧连接。泵抽部分主要由微动开关510、开关撞针641、磁铁610、泵抽活塞612、泵抽缸体一611、泵抽缸体二613、缸接头一614、缸接头二615、压差传感器308、溢流阀二210、溢流阀三211、液控泥浆阀一431、液控泥浆阀二432、液控泥浆阀三433、液控泥浆阀四434，电磁阀三403、电磁阀四404、电磁阀五405、电磁阀六406、电磁阀七407、液控单向阀一421、液控单向阀二422、液控单向阀三423、液控单向阀四424、单向阀四208、单向阀五215、石英传感器508、密封阀一307，应变压力传感器509、阴快速接头601组成。缸接头一614分别与泵抽缸体一611、泵抽缸体二613、缸接头二615通过螺纹连接，泵抽活塞612在泵抽缸体一611、泵抽缸体二613内左右移动。微动开关510、开关撞针641、磁铁610通过螺钉固定在缸接头一614）和缸接头二615内。流体分析节109主要由电容传感器505、电阻率传感器506、音叉密度传感器507组成；取样桶节113主要由样筒一511、样筒二512、电磁阀八408、电磁阀九409、电磁阀十410、电磁阀十一411、电磁阀十二412、电磁阀十三413、电磁阀十四414、密封阀二212、密封阀三213、密封阀四214、单向阀六224、液控阀114组成。

如图1所示，通过电子节数据采集103中的地层压力传感器和石英传感器驱动板105对地层压力传感器进行数据采集，持水率传感器驱动板106对持水率传感器507进行数据采集，电阻率传感器驱动板107对电阻率传感器505进行数据采集，音叉密度传感器驱动板108对音叉密度传感器506进行数据采集。

通过电子节数据采集103中的控制板104对电机201转速和电磁阀八408、电磁阀四404 、密封阀一307 、电磁阀五405、电磁阀六406、电磁阀407上下电进行控制。通过对电机201控制，电机带动柱塞泵301高速旋转产生高压油，通过对电磁阀八408 、电磁阀四404 、密封阀一307控制完成封隔部分110收开。通过对电磁阀五405、电磁阀六406的控制对泥浆液控阀一431 、泥浆液控阀二432 、泥浆液控阀三433 、泥浆液控阀四434进油位置进行改变，通过电磁阀407的控制对液控单向阀一421 、液控单向阀二422 、液控单向阀三423 、液控单向阀四424进油位置进行改变，从而完成泵抽缸抽吸功能。

如图7、图8、图9、图10所示：启动电机201，电机201带动柱塞泵301产生高压油，电磁阀一401通电，其余所有电磁阀断电，当电机达到工作转速后，电磁阀一401断电。电磁阀二402通电，电磁阀三403 电磁阀四404 通电。电机保持工作状态，柱塞泵301泵出的液压油通过单向阀一205、单向阀二206进入蓄能器306。电机泵一直工作，直到差压传感器305检测到系统压力为3600psi±100psi时，蓄能完成。若系统压力超过3600psi，液压油通过溢流阀一207回到油箱。柱塞泵301泵出的液压油通过单向阀四208和电磁阀四404进入解封管路，使封隔器处于不封隔状态，同时密封阀一307打开。解封线路的液压油通过电磁阀三403回到油箱。电磁阀一401断电，电磁阀二402 电磁阀三403 电磁阀四404 通电。柱塞泵301泵出的液压油通过单向阀四208和电磁阀三403进入封隔线路，使封隔器封隔，同时密封阀一307关闭。封隔线路的液压油压力通过溢流阀二210控制，直到压差传感器308达到3600psi±100psi。封隔活塞中解封端液压油通过电磁阀四404进入油箱，封隔完成后，由压差传感器308监测封隔线路压力，如果封隔后，封隔线路压力下降到1000psi以下，则封隔失败。油箱内的压力有溢流阀三221控制，油箱与外界通过平衡活塞223平衡。手动阀一521、手动阀二522和手动阀三523 是拆解仪器时释放液压管路内残留的压力。

电磁阀401、电磁阀五405、电磁阀六406、电磁阀十410、电磁阀十二412和电磁阀十三413 断电，电磁阀十一411、电磁阀二402和电磁阀十四414通电，密封阀二212接通井眼管路。液压泵泵出的液压油通过单向阀五215和电磁阀六406进入液控泥浆阀一431、液控泥浆阀二432、液控泥浆阀三433和液控泥浆阀四434下端，液控泥浆阀活塞上行。电磁阀七407断电，液压油通过液控单向阀二422进入泵抽缸501，泵抽缸活塞右行，地层液通过液控泥浆阀一431进入泵抽缸503，泵抽缸502中的液压油通过液控单向阀一421进入油箱，泵抽缸504中的地层液通过液控泥浆阀三433进入井眼。当活塞移动到504末端，微动开关510启动，使电磁阀七407上电，液压油通过电磁阀七407进入液控单向阀一421、液控单向阀二422左端和液控单向阀三423、液控单向阀四424右端。液压油通过液控单向阀三423进入泵抽缸502，泵抽缸活塞左行，地层液通过液控泥浆阀二432进入泵抽缸504，泵抽缸501中的液压油通过液控单向阀四424进入油箱，泵抽缸503中的地层液通过液控泥浆阀四434进入井眼。当活塞移动到503末端，微动开关510启动，使电磁阀七407上电。泵抽缸往复移动，使地层液不停的被排出井眼。当泵抽缸抽取地层液体时，通过地层压力传感器509和石英传感器508监测地层压力，实现测压。当地层液被排出井眼时，通过电阻率传感器505、音叉密度传感器506和持水率传感器507监测地层液体特性，当达到要求时, 电磁阀十一411、电磁阀十四414下电，电磁阀十410或电磁阀十二412通电，电磁阀十三413通电，密封阀三213或密封阀四214打开，密封阀二212关闭井眼管路。地层液体进入样桶一511或样桶二512。测压取样完成，电磁阀十410、电磁阀十二412、电磁阀十三413 断电，电磁阀十一411、电磁阀十四414通电，密封阀三213和密封阀四214关闭，密封阀二212接通井眼管路，将地层液体储存在样桶一511和样桶二512中，作业完成。电磁阀五405和电磁阀六406 上电，液控泥浆阀一431、液控泥浆阀二432、液控泥浆阀三433和液控泥浆阀四434活塞下行。通过泵抽活塞缸移动将井眼液抽到泵抽缸内，并通过地层液口排出，反复抽排几个行程清洗地层液管路。当仪器下部接其他仪器时，电磁阀八408上电，电磁阀九409下电，通过液控阀114接通油箱和下部仪器油箱，行程液压油循环。当仪器下部不接其他仪器时，电磁阀八408下电，电磁阀九409上电，通过液控阀114使油箱管路断开。单向阀六224将柱塞泵301泵出的液压油断开，保持系统压力不外泄。

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 (6)

1.套管井地层测试取样器，其特征是它主要由井下电子节（101）、液压动力节（102）、探头节（112）、流体分析节（109）、取样桶节（113）组成，从上到下依井下电子节、液压动力节、探头节、流体分析节、取样桶节顺序通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的套管井地层测试取样器，其特征是井下电子节（101）主要由数字采集板（103）、控制板（104）、地层压力传感器和石英传感器驱动板（105）、持水率传感器驱动板（106）、电阻率传感器驱动板（107）、音叉密度传感器驱动板（108）组成。

3.根据权利要求1所述的套管井地层测试取样器，其特征是液压动力节（102）主要由液压动力外壳（636）、电机上接头（637）、连接杆（639）、电机泵接头（638）、电机（201）、柱塞泵（301）、平衡活塞（223）、储能器（306）、低油开关、单向阀一（205）、单向阀二（206），单向阀三（209）电磁阀一（401）、电磁阀二（402），溢流阀一（207）组成；电机（201）通过螺钉固定在电机上接头（637）一端，电机端部通过螺钉固定在电机泵接头（638），柱塞泵（301）端部通过螺钉固定在电机上接头（637）另一端，电机（201）通过连接杆（639）带动柱塞泵（301）高速旋转产生高压油。

4.根据权利要求1所述的套管井地层测试取样器，其特征是探头节（112）主要由封隔器部分（110）和泵抽部分（111）组成，封隔器部分主要由封隔橡胶（604）、封隔活塞（605）、封隔器上接头（602）、封隔器下接头（640）、皮囊盖（603）组成，在封隔器上接头（602）上分别装上皮囊盖（603），封隔橡胶（604）、封隔活塞（605），通过封隔器下接头（640）的螺纹与封隔器上接头（602）扭紧连接，泵抽部分主要由微动开关（510）、开关撞针（641）、磁铁（610）、泵抽活塞（612）、泵抽缸体一（611）、泵抽缸体二（613）、缸接头一（614）、缸接头二（615）、压差传感器（308）、溢流阀二（210）、溢流阀三（211）、液控泥浆阀一（431）、液控泥浆阀二（432）、液控泥浆阀三（433）、液控泥浆阀四（434）、电磁阀三（403）、电磁阀四（404）、电磁阀五（405）、电磁阀六（406）、电磁阀七（407）、液控单向阀（421、422、423、424）、单向阀四（208）、单向阀五（215）、石英传感器（508）、密封阀一307，应变压力传感器（509）、阴快速接头（601）组成，缸接头一（614）分别与泵抽缸体一（611）、泵抽缸体二（613）、缸接头二（615）通过螺纹连接，泵抽活塞（612）在泵抽缸体一（611）、泵抽缸体二（613）内左右移动，微动开关（510）、开关撞针（641）、磁铁（610）通过螺钉固定在缸接头一（614）和缸接头二（615）内。

5.根据权利要求1所述的套管井地层测试取样器，其特征是流体分析节（109）主要由电容传感器（505）、电阻率传感器（506）、音叉密度传感器（507）组成。

6.根据权利要求1所述的套管井地层测试取样器，其特征是取样桶节（113）主要由样筒一（511）、样筒二（512）、电磁阀八（408）、电磁阀九（409）、电磁阀十（410）、电磁阀十一（411）、电磁阀十二（412）、电磁阀十三（413）、电磁阀十四（414）、密封阀二（212）、密封阀三（213）、密封阀四（214）、单向阀六（224）、液控阀（114）组成。