专利名称：一种地层测试器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油勘探仪器，尤其涉及一种地层测试器。
背景技术：
地层测试器，又称地层流体取样器，是通过电缆下放到井中的一种测试 设备。在测试过程中，可以在地面连续记录到试验地层的各种压力数据，同 时取出流体样品。通过对样品的分析，可以得到流体类型、性质和油气比等数据。
但是现有的地层测试器，在某些地层条件下，为了不破坏坐封，需要较 小的抽取速度。但是这样一来又达不到测试目的或者测量不准确，乃至不能 抽取到合格地层流体。而在另一些条件下，现有的地层测试器又不能取得泡 点压力以上的样品，也即不能取得真实地层流体样品。另外，现有的地层测 试器为整体设计，不利于拆卸、维护和故障诊断。
综上所述，现有的地层测试器，由于受设计以及部分应用环境的约束， 不能良好地工作在多种地层条件，而且整体式结构设计，维护以及故障诊断 等时，难以拆卸和安装。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于需要提供一种地层测试器，改变现有 技术中的整体式结构，以方便维护、故障排除等情况下的拆卸和安装。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地层测试器，采用模块式结
构，包括
液压动力短节，用于为所述地层测试器进行地层测试提供液压动力；
探头短节，用于坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得所述地层压力在所述抽取时的监控数据并记录；
流体特性分析短节，用于对抽取的所述地层液体进行流体特性分析；
泵抽出口控制短节，用于根据所述流体特性分析的结果，泵排不合格的
地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；
电子线路短节，用于接收地面控制命令，将所述地面控制命令转换为控 制信号以控制所述地层测试，并将所述监控数据及取样结果传输给地面控制 系统。
优选地，所述探头短节，包括至少一个探头； 包含两个或两个以上探头时，各探头之间釆用主备工作机制。 优选地，所述泵抽出口控制短节，包含用于进行所述取样的取样筒。 优选地，该测试器进一步包括
流体成分分析短节，用于对所述地层流体进行成分分析，获得所述地层 流体中各成分的含量。
优选地，该测试器进一步包括
反向注入短节，储存有酸性溶液，用于抽取所述地层流体时改善地层流 体条件。
优选地，该测试器进一步包括
高压物性取样筒短节，用于实现所述地层流体样品的过压保护。
优选地，所述高压物性取样筒短节，包含至少一个高压物性取样筒，所 述高压物性取样筒包含压力补偿装置。
优选地，该测试器进一步包括
大取样筒短节，用于储存所述地层流体。
优选地，各短节通过端部的连接头，实现所述模块式结构的连接。
优选地，所述连接头，包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头 以及液压回油4妄头。
与现有技术相比，本发明采用模块式结构，有利于测试器的故障诊断以及维修和维护，通过扩展，方便实现多种功能组合，提高了工作效率和采样 精度。本发明通过双探头设计，实现了探头主备工作机制，提高了工作效率， 降低了探头故障对测试器测井时的影响。本发明实现了对地层流体进行性质 成分的精确分析，实现了对流体样品的过压保护，可以实现真实地层流体样 品的采集。
图1是本发明地层测试器实施例的组成示意图。
具体实施例方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明 如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解 并据以实施。
图1为本发明地层测试器一实施例的组成示意图。如图1所示，该实施
例主要包括电子线路短节110、液压动力短节120、双探头短节130、流体 特性分析短节140、流体成分分析短节150、反向注入短节160、泵抽出口 控制短节170、高压物性(PVT)取样筒短节以及大取样筒短节190,其中
电子线路短节110,用于接收地面控制命令，并将地面控制命令转换为 测试器的控制信号转发给相应短节，以控制整个测试器进行地层测试的动 作，将双探头短节130记录的地层压力监控数据以及泵抽出口控制短节170 获得的取样数据传输给地面控制系统；
液压动力短节120，与该电子线路短节IIO连接，用于为测试器进行地 层测试提供液压动力，使得测试器的液压系统正常运行；
双探头短节130,与该液压动力短节120连接，用于坐封地层并抽取地 层液体，实现地层流体和井筒液的分离，通过石英压力传感器精确监控地层 压力，获得地层压力在抽取时的监控数据并记录；
流体特性分析短节140,双探头短节130连接，用于对抽取的地层流体 进行流体特性分析，通过电容式含水率传感器、电阻电导率传感器及密度计传感器等识别地层流体的流体特性参数；
流体成分分析短节150,与该流体特性分析短节140相连，用于对地层 流体进行流体成分分析，以判断地层流体的性质和成分，比如是油、水还是 油水混合物，并获得地层流体各成分的含量；
反向注入短节160，与该流体成分分析短节150相连，储存有酸性溶液， 在抽耳又地层流体时，通过液压活塞反向注入所储存的酸液，改善地层流体条 件，并通过测量获得酸化过程中的地层特性变化情况；
泵抽出口控制短节170，与该反向注入短节160连接，用于对流体特性
(从泵抽出口排出)，直到流体成分分析短节150分析出合格的地层液体后， 将合格的地层液体通过精密数字泵排入取样筒进行取样，获得取样数据；并 -险测取样压力，判断取样是否完成；
PVT取样筒短节180,与该泵抽出口控制短节170连接，包含两个PVT 取样筒，各PVT取样筒均包含压力补偿装置，使得筒内地层流体样品的压 力保持在一个固定压力值之上，实现筒内样品过压保护，保证地层流体的性 质和成分不发生改变；
大取样筒短节190，与该PVT取样筒短节180连接，包含有两个大取样 筒，大取样筒体积大，可以存储大量的地层流体。
图l所示的实施例，示出了本发明所采用的模块式结构。本发明采用电 子与液压总线技术，使得各短节相对独立，并通过端部的连接头实现串联连 接。各连接头分别包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头和液压回 油接头。相应地，各短节内部对控制信号、液压管线以及样品管线独立传输。
除了电子线路短节IIO和大取样筒短节190外，其余每个短节的两端都 有连接头(可以称之为上接头和下接头)，分别实现与相邻的短节进行快速 连接。
上述双探头短节130，本实施例中含有两个探头，釆用主备工作机制， 使用过程中一个探头处于工作状态，则另一个被隔离，起备用作用。双探头 伸出接触到井壁，实现坐封。地层液和井筒液本身是分开的，测试器处于井筒液中，只有探头伸出并坐封，才能连通地层液和仪器内部样品管。本实施 例中两个探头是同时伸出，但抽吸地层流体时，只有一个处于工作状态，另 一个作备份。双探头各有一个石英压力传感器。当然，本发明中的其他实施 例，也可以采用一个探头，或者采用两个以上的探头。
采用双探头，可以更可靠地进行坐封，提高测试器进行地层测试的成功
率。相比于现有技术仅仅采用一个^:头而言，明显提高了工作效率。比如在 井下使用过程中，探头损坏，则现有的测试器必须上提仪器并更换，这一个 过程需要数个小时或更长。而本发明采用双探头设计，在一个探头损坏时， 可直接转换到另 一套之前备用的探头继续进行使用，降低了探头故障对测试 器测井时的影响。
上述流体特性分析短节140,其中的电容式含水率传感器、电阻电导率 传感器及密度计传感器等，具有耐高温高压性能，分别用于测试地层流体的 含水率、电导率及密度。
上述流体成分分析短节150,在本实施例中通过一光谱传感器实现地层 流体的成分分析，光谦传感器受温度的影响很小，测量精度高。
上述泵抽出口控制短节170，通过一石英传感器，实现取样压力的监观'J。
上述PVT取样筒短节180,通过在地面注入氮气实现过压保护。可以使 用高压手动阀关闭PVT取样筒后，从短节上卸下并进行样品分析。本实施 例中包含两个PVT取样筒。本发明由于采用了总线结构，因此可以扩展到 数个PVT取样筒。
上述大取样筒短节190，由于采用了总线技术，所包含的大取样筒也可 以扩展到数个。将地层流体从大取样筒内转样，可以初步分析地层流体性质。
图l所示的实施例，仅是本发明的一种具体实施方式
。在本发明的其他 实施方式中，可以调整上述部分短节的安装顺序，可以根据具体需要选4奪部 分短节安装成具有特定功能的测试器，还可以将整个测试器各短节反接。比 如一种基本功能的实施方式，包含顺序连接的电子线路短节、液压动力短节、 双探头短节、流体特性分析短节以及泵抽出口控制短节。而另一种实施方式， 包括顺序连接的电子线路短节、液压动力短节、泵抽出口控制短节、流体特性分析短节以及双探头短节。当然，本发明测试器的具体组成，还可以包含 其他多种实施方式，各短节的功能如图1所示实施例所述的内容所述，但是 组成部分以及连接关系是丰富、灵活的。
现有技术并不是基于模块式的设计，而是各功能部分集成为一个整体。 本发明与现有技术相比，模块化的结构有利于测试器的故障诊断以及维修和 维护，通过置换故障短节，实现测试器的快速修复。另外通过扩展，方便实 现多种功能组合，比如增加取样筒短节的数量，则可以实现一次下井就能取
得更多的样品，提高了工作效率；又如增加探头的数量，则可以测量更多点
的地层压力变化情况。
与现有技术相比，本发明通过多探头设计，实现了探头主备工作机制， 提高了工作效率，避免了现有技术中探头损坏就必须上体测试器进行维修更 换，降低了探头故障对测试器测井时的影响。
本发明还通过流体成分分析，实现了对地层流体进行性质成分分析，提 高了识别精度，大大节约了成本。本发明还通过反向注入，改善了地层流体
条件，通过酸化地层流体，获得地层流体变化参数。本发明还通过PVT取 样筒，实现了对流体样品的过压保护，能够取得泡点压力以上的样品，可以 实现真实地层流体样品的采集。
本发明的泵抽出口控制短节中的精密数字泵，可以针对不同的地层状 况，设定合适的抽取速度控制地层流体的抽取速度，。现有技术也是采用泵 进行抽取，但抽取的速度恒定，本发明采用数字液压控制技术，能控制地层 流体抽耳又速度，达到最好的测试效果。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本 发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内 的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的 形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所 附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1、一种地层测试器，其特征在于，采用模块式结构，包括液压动力短节，用于为所述地层测试器进行地层测试提供液压动力；探头短节，用于坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得所述地层压力在所述抽取时的监控数据并记录；流体特性分析短节，用于对抽取的所述地层液体进行流体特性分析；泵抽出口控制短节，用于根据所述流体特性分析的结果，泵排不合格的地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；电子线路短节，用于接收地面控制命令，将所述地面控制命令转换为控制信号以控制所述地层测试，并将所述监控数据及取样结果传输给地面控制系统。
2、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于 所述探头短节，包括至少一个探头；包含两个或两个以上探头时，各探头之间采用主备工作机制。
3、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于 所述泵抽出口控制短节，包含用于进行所述取样的取样筒。
4、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括流体成分分析短节，用于对所述地层流体进行成分分析，获得所述地层 流体中各成分的含量。
5、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括反向注入短节，储存有酸性溶液，用于^由耳又所述地层流体时改善地层流 体条件。
6、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括高压物性取样筒短节，用于实现所述地层流体样品的过压保护。
7、 如权利要求6所述的地层测试器，其特征在于所述高压物性取样筒短节，包含至少一个高压物性取样筒，所述高压物 性取样筒包含压力补偿装置。
8、 如权利要求1所述的地层测试器，其特征在于，该测试器进一步包括大取样筒短节，用于储存所述地层流体。
9、 如权利要求1至8中任一项权利要求所述的地层测试器，其特征在于各短节通过端部的连接头，实现所述模块式结构的连接。
10、 如权利要求9所述的地层测试器，其特征在于所述连接头，包括数据通信接头、样品管接头、液压压力接头以及液压 回油4妾头。
全文摘要
本发明公开了一种地层测试器，改变现有技术中的整体式结构，以方便维护、故障排除等情况下的拆卸和安装。该地层测试器采用模块式结构，包括液压动力短节，提供液压动力；探头短节，坐封地层并抽取地层液体，监控地层压力，获得地层压力在抽取时的监控数据并记录；流体特性分析短节，对地层液体进行流体特性分析；泵抽出口控制短节，根据流体特性分析的结果，泵排不合格的地层液体，对合格的地层液体进行取样获得取样结果；电子线路短节，接收地面控制命令，将地面控制命令转换为控制信号，并将监控数据及取样结果传输给地面控制系统。本发明采用模块式结构，有利于测试器的故障诊断以及维修和维护。
文档编号E21B49/00GK101575971SQ20091008583
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者强 余, 兰洪霞, 冯永仁, 畅 刘, 刘书民, 周明高, 琳 姜, 孟悦新, 宋万广, 尤国平, 庞希顺, 秦小飞, 褚晓东, 郝桂清 申请人:中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司