具有压力自均衡器的双流路测试工具的制作方法_2

文档序号:9203952阅读:来源:国知局
水基的或油基的泥浆135通过钻头116中的通道或喷嘴(未示出)退出传送装置105。泥浆135可冷却和/或润滑钻头116,且将由钻头116产生的钻肩通过环空结构提升到地面。
[0025]在井眼110已经钻到选定深度之后,工具125可定位在传送装置105的下端处(如果之前没有被安装)。工具125可连接到传送装置105的端部处的适配器接头(未示出),且可例如在所示的实施例中被移动通过井眼110的高度倾斜部分165。
[0026]在测井操作过程中,泵130可提供流体流,以操作工具125中的一个或多个涡轮,从而提供操作工具125中的某些装置的电力。当在井眼110中起、下钻时,泵130可被开启和关闭,以提供流体流。这样,可以以其他方式向工具125提供电力。例如,可使用电池向工具125提供电力。在一个实施例中,电池可以是可充电电池,且可在流体流动过程中通过涡轮充电。电池可定位在工具125中的一个或多个的壳体内。也可使用向工具125提供电力的其他方式,包括但不限于一次性电池。
[0027]用于从传送装置105向地面计算机185或被构造成接收、分析和/或传送数据的其他器件通信的设备和系统可包括第二适配器接头190,其可连接在传送装置105的一端与顶部驱动装置155之间。顶部驱动装置155可用于提供与接收单元195的通信通道,以用于从工具125接收的信号。接收单元195可连接到地面计算机185,以在它们之间提供可以是双向数据路径的数据路径。
[0028]传送装置105可经由方钻杆替代性地连接到转台(未示出),且可悬置于游车或钩(未示出)和转环(未示出)上。所述转环可通过钩悬置于钻机101,且方钻杆可连接到转环,使得方钻杆可相对于转环转动。方钻杆可以是在外表面上具有与方钻杆衬套配合的一组多边形连接结构或花键的任何杆件,使得钻台的动作可旋转方钻杆。传送装置105的上端部可例如通过将下井仪器串105螺纹再连接到方钻杆而连接到方钻杆。转台可转动方钻杆,以转动与方钻杆连接的下井仪器串105。
[0029]图2示出了下井仪器串105的示意图,该下井仪器串可用在地质技术环境中,以执行本公开的实施例。例如,封隔器200可部署在井眼110中作其他用途。封隔器200可用于将井眼110的一部分与井眼110的另一部分流体隔离开。封隔器200传送到期望的井下位置,且在提供的非限制性实施例中膨胀或伸展,以在封隔器200与井100之间提供密封。例如,封隔器系统可通过在圆周方向上伸展或膨胀而抵靠着井眼110来防止井眼110的两个部分之间的流体连通。
[0030]封隔器200可具有一个或多个端口或采样排放结构204、206(术语“排放结构”和“端口 ”在此可互换地使用,且由一个术语的使用可推断出另一个术语的使用),用于将流体从地层或井眼接收到封隔器200中。在一个实施例中,封隔器200具有一个或多个相对于一个或多个样本端口 206在纵向上设置的防护端口 204。在示出的实施例中,防护端口 204被示为相对从所述一个或多个样本端口 206到封隔器系统200的端部的纵向距离而言处于距离封隔器200的端部更近的纵向距离处。端口 204、206可绕着封隔器系统200定位在不同的径向位置,使得端口 204、206接触井眼的不同径向位置。
[0031]端口 204、206可径向嵌入封隔器200的外层的密封元件中。作为示例,密封元件可以是圆柱形,且由针对烃基应用所选的弹性材料、例如丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)和碳氟化合物橡胶(FKM)形成。封隔器200可例如通过使用井眼流体、液压流体、机械装置伸展或膨胀,或以其他方式定位成使样本端口 206中的一个或多个或防护端口 204中的一个或多个可抵靠着待采样的地层115的壁。封隔器200可从第一位置伸展或膨胀到第二位置,使得封隔器200的外径在第二位置大于第一位置。在一个实施例中,第二位置可以是端口 204、206抵靠地层的位置,第一位置可以是未伸展或未膨胀的位置。封隔器200可移动到第一位置与第二位置之间的多个位置。封隔器200可在绕着所述一个或多个防护端口 204和所述一个或多个样本端口 206的相对区域伸展。可在封隔器200的外部与井眼、套管或封隔器200外部的其他物质之间实现紧密密封。
[0032]在操作时,封隔器200在井眼110内定位到采样位置。封隔器200通过封隔器200的本体的伸展而膨胀或伸展到地层,直到封隔器200抵靠着地层115。泵231可用于从端口 204、206抽吸流体和/或在封隔器200内传送流体或将流体从封隔器200传送出。流路201,202可以将从排放结构204、206抽吸的流体传递到封隔器200和/或井下工具的其他部分。泵231可被结合到封隔器200中,可位于封隔器200外和/或可结合到各个排放结构204、206中的每个中。例如,通过样本排放结构206和/或防护排放结构204去除的流体然后可通过封隔器200传送到井下工具、例如图1所示的工具125。
[0033]下井仪器串可以以“反向低冲击”的模式构造有单个泵231,该泵231从聚焦采样模块泵送流体。聚焦采样模块可以是如图2所示的单个封隔器模块。为了实现泥浆滤出液与防护端口 204和样本端口 206中相应的地层流体高效分离,防护端口 204处的压力可小于或等于样本端口 206中的压力。尽管流路201、202中的压力在流导引模块220中和/或附近可能是类似的,但未确保防护端口 204和样本端口 206处的压力水平是相同的。例如,流路201、202中流动的流体的流率和/或粘度的差异可引起沿着流路201、202的压力下降。而且,在采样过程中,压力在防护端口 204处比样本端口 206处高。在替代性结构中,也可使用替代性聚焦采样工具,包括被构造成与上述系统和器件交互作用的聚焦探针或四封隔器(quad packer)。
[0034]为了调节防护端口 204和样本端口 206处的压力,压力均衡器210可设置在两个流路201、202之间。压力均衡器210可比流导引模块220中的流路201、202的并合点222更靠近聚焦采样模块200。例如,压力均衡器210可实施在聚焦采样模块200与下一模块之间的安装接头中,例如如图2所示。然而,压力均衡器210也可被实施为聚焦采样模块200的一部分和/或传送装置105中的其他位置处。所述下一模块例如可以是用于测量被抽吸到流路201、202中的地层流体的特性的流体分析器模块230。流体分析器模块230可具有第一光学流体分析器231和第二光学流体分析器232。在一个替代性结构中,压力均衡器210可以是主动限流器、例如节流阀。
[0035]第一流路201可与流体压力均衡器210的均衡腔室213的第一进入阀211流体连通。第二流路202可以与均衡腔室213的第二进入阀212流体连通。第二流路202可具有在均衡腔室212的第二进入阀212之前设置在第二流路202上的先导式溢流阀215。泵216可与均衡腔室213的第二进入阀212连通。泵216可被构造成通过将流体泵送通过先导式溢流阀215而对均衡腔室213加压。
[0036]图3示出了根据本公开的一个或多个方面的位于流路201、202之间的压力均衡器模块210的剖视图。第一流路201可与聚焦采样模块200的样本端口 206中的一个或多个连通。第二流路202可与聚焦采样模块200的防护端口 204中的一个或多个连通。压力均衡器210可具有致动器。压力均衡器210的位置取决于防护流路202和样本流路201中的压力。致动器可以是活塞214、隔膜(未示出)或其他任何压力诱发机构。在图2所示的示例中,致动器是尺寸适合于在均衡腔室213中滑动的均衡活塞214。均衡活塞214可具有绕着其圆周设置的O形环219。
[0037]均衡腔室213可具有两个压力通道孔217、218。两个压力通道孔217、218中的每个将流路201、202中的相应的一个连接到均衡腔室213。压力均衡器210还可具有至少一个进入阀,所述进入阀可逐渐阻挡样本流路201或防护流路202中的至少一个,或如图2所示阻止两个流路201、202。进入阀211、212可例如是提升阀、球心阀、蝶形阀或本领域的技术人员所知晓的其他类型的阀。阀211、212可位于压力通道孔217、218的下游。
[0038]活塞214可基于流路201、202中的比较压力移位。例如,如果防护流路202中的压力大于样本流路201中的压力,则均衡活塞214被向样本流路201推压,从而关闭设置在样本流路201上的阀211和/或打开设置在防护流路202上的阀212。这样,样本流路201中的流率可减小,或防护流路202中的流
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