技术特征：
1.一种井下流体分层取样系统，其特征在于，包括井下工具结构和地面结构；所述井下工具结构包括设于远离井口一端的引导部，所述引导部靠近井口的一端通过控制回路短节连接磁定位短节，所述磁定位短节靠近井口的一端连接第一封隔器，所述第一封隔器靠近井口的一端连接第一敷缆管，第一敷缆管的内腔构成第一护管流体通道，所述第一敷缆管上串接电控取样筒结构，所述电控取样筒结构内设置筒体中心通道和至少一个取样通道，取样通道的入口与取样层对应设置，所述取样通道用于对应取样层的流体流通至筒体中心通道；所述第一敷缆管靠近井口的一端连接第二封隔器，所述第二封隔器内轴向贯通设置封隔器流体通道，所述第二封隔器靠近井口的一端连接泵组，所述泵组内轴向贯通设置泵组流体通道，所述泵组用于建立流体循环使取样层的流体流经对应的取样通道至筒体中心通道；所述泵组靠近井口的一端连通有第二敷缆管，第二敷缆管的内腔构成第二护管流体通道；第一护管流体通道、筒体中心通道、封隔器流体通道、泵组流体通道和第二护管流体通道呈连通设置；第二敷缆管、泵组、第二封隔器、第一敷缆管、电控取样筒结构和第一封隔器内穿设电缆，电缆远离井口的一端电连接控制回路短节；磁定位短节、第一封隔器、第一敷缆管、电控取样筒结构、第二封隔器、泵组和第二敷缆管之间均通过电气及液压快速接头导电连接；所述地面结构包括连续管作业机和控制部，电缆位于井口的一端与所述控制部电连接，控制回路短节、磁定位短节、第一封隔器、电控取样筒结构、第二封隔器、泵组和连续管作业机均与所述控制部电连接。2.如权利要求1所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述电气及液压快速接头包括接头内管，所述接头内管的内腔构成轴向贯通的接头流体通道；所述接头内管的外壁上套设绝缘套结构，所述绝缘套结构的侧壁内沿轴向穿设导电铜套，所述导电铜套用于磁定位短节、第一封隔器、第一敷缆管、电控取样筒结构、第二封隔器、泵组和第二敷缆管之间相邻电缆的导电连接，所述绝缘套结构的外壁上包覆接头外管，所述接头内管和所述接头外管的端部均设置花键式插接结构，所述接头外管的外侧扣设油壬接头。3.如权利要求2所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述第一敷缆管为双层金属管，所述第一敷缆管包括同轴且径向间隔设置的护缆内管和护缆外管，所述护缆内管和所述护缆外管之间的环空构成电缆通道，护缆内管的内腔构成护管流体通道。4.如权利要求2所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述第一敷缆管为敷缆连续管结构，所述第一敷缆管包括管本体，所述管本体的外壁上敷设绝缘耐腐套，所述绝缘耐腐套内敷设电缆，管本体的内腔构成护管流体通道。5.如权利要求3或4所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述第二敷缆管为敷缆连续管结构，所述第二敷缆管包括管本体，所述管本体的外壁上敷设绝缘耐腐套，所述绝缘耐腐套内敷设电缆，管本体的内腔构成护管流体通道。6.如权利要求5所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述电控取样筒结构包括至少一个呈筒状设置的取样器本体，所述取样器本体串接于所述第一敷缆管上，所述取样器本体上设置轴向贯通的本体中心孔，本体中心孔构成所述筒体中心通道；所述取样器本体的侧壁内沿轴向设置所述取样通道，所述取样通道上设置能与取样器本体外侧连通的取样入口，所述取样入口构成取样通道的入口，所述取样通道上还设置能与所述筒体中心通道连通的取样出口，所述取样出口允许流体自取样通道单向流入筒体中心通道；所述取样
器本体上分别连接设置电控配产器，所述电控配产器用于控制所述取样出口的开闭；所述电控配产器内穿设电缆且所述电控配产器与所述控制部电连接。7.如权利要求6所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述电控配产器设置于取样出口处，所述电控配产器上设置开度可调的取样水嘴，取样水嘴的出口和取样水嘴的入口处均设置水嘴压力传感器，所述水嘴压力传感器与所述控制部电连接。8.如权利要求7所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述电控配产器为可控开关阀，可控开关阀的一阀口处设置所述取样水嘴，可控开关阀上电连接配产执行机构和配产控制电路，配产控制电路接收控制部的指令，配产执行机构用以完成取样水嘴的开度调节；在取样出口处设有单向阀，单向阀用以允许取样流体自取样通道单向流入筒体中心通道。9.如权利要求6所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述电控取样筒结构包括多个轴向间隔设置的取样器本体，各取样器本体的取样入口分别与各取样层对应设置，所述第一敷缆管上位于相邻取样器本体之间设置取样封隔器，所述取样封隔器内穿设电缆且所述取样封隔器与所述控制部电连接。10.如权利要求5所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述第一封隔器和所述第二封隔器均为电控封隔器，所述电控封隔器包括坐封胶筒、挤压结构和坐封驱动结构，所述坐封驱动结构包括坐封驱动电机，所述坐封驱动电机通过坐封丝杠机构连接于所述挤压结构上，所述挤压结构用于径向推拉所述坐封胶筒以进行坐封或解封；所述电控封隔器内穿设电缆且所述电控封隔器与所述控制部电连接。11.如权利要求5所述的井下流体分层取样系统，其特征在于，所述泵组和所述第二敷缆管之间还通过电气及液压快速接头连接有电控锚定器，所述电控锚定器内穿设电缆且所述电控锚定器与所述控制部电连接。12.一种分层取样方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、组装权利要求1至11任一项所述的井下流体分层取样系统；步骤b、将井下工具结构下入井内；步骤c、坐封井下工具结构；步骤d、根据入口处的水嘴压力传感器测定的流体压力值，适度开启取样水嘴的入口；步骤e、开启泵组，使取样水嘴前后流体流动，判断是否达到取样条件；步骤f、达到取样条件后，提取取样层流体，完成取样后关闭该取样通道；步骤g、单个取样层取样时，步骤f完成后，停泵解封；多个取样层取样时，步骤f完成后，重复步骤d至步骤f，直至各取样层的取样完成。
技术总结
本发明为一种井下流体分层取样系统及分层取样方法，该系统包括井下工具结构和地面结构；井下工具结构包括引导部，引导部通过控制回路短节连接磁定位短节，磁定位短节连接第一封隔器，第一封隔器连接第一敷缆管，第一敷缆管上串接电控取样筒结构，电控取样筒结构内设置筒体中心通道和至少一个取样通道，取样通道的入口与取样层对应设置，第一敷缆管连接第二封隔器，第二封隔器连接泵组，泵组连通有第二敷缆管，磁定位短节、第一封隔器、第一敷缆管、电控取样筒结构、第二封隔器、泵组和第二敷缆管之间均通过电气及液压快速接头导电连接。本发明能快速经济的一趟管柱多层取样，提高井下流体分层取样效率，装置适应多种井型，提高可靠性，降低成本。降低成本。降低成本。
技术研发人员：杨清海 许建国 明尔扬 段永伟 付涛 伊鹏 刘成双 张凤锐
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2020.07.23
技术公布日：2022/1/25