[发明专利]用于地层测试的泵控制

权利要求书

1.一种用于井下工具的流体泵系统，其与位于穿透地下地层的井孔中的管柱相连，所述系统包括：

泵，其由向下流过所述管柱的泥浆提供动力，所述泵与所述地层和所述井孔中的至少一个流体连通；

所述泵与控制器相连，所述控制器基于至少一个参数控制所述泵的速度，所述至少一个参数选自包括泥浆体积流量、工具温度、地层压力、流体流动性、系统损失、机械载荷极限、井孔压力、可用功率、电力负载极限及其组合的组。

2.如权利要求1所述的流体泵系统，其特征在于，所述泵包括：

容纳第一活塞的第一泵室；

容纳第二活塞的第二泵室；

所述第一和第二活塞连接在一起；

所述第一和第二泵室与阀组流体连通；

所述阀组与所述地层、所述井孔和至少一个流体样品室流体连通；

所述活塞与马达相连；和

所述马达与所述控制器相连。

3.如权利要求2所述的流体泵系统，其特征在于，所述活塞与行星滚柱丝杠相连，所述行星滚柱丝杠与变速器相连，所述变速器与所述马达相连。

4.如权利要求1所述的流体泵系统，其特征在于，所述泵与变速器相连，所述变速器与涡轮相连，所述涡轮与向下流过所述管柱的泥浆流体连通。

5.如权利要求4所述的流体泵系统，其特征在于，所述泵是莫瓦诺型泵。

6.如权利要求1所述的流体泵系统，其特征在于，与涡轮接合的所述泥浆的流量由与所述控制器相连的节流阀控制。

7.如权利要求1所述的流体泵系统，其特征在于，其还包括：

设置在所述泵和阀的第一侧之间的第一压力传感器；

设置在所述阀的第二侧上的第二压力传感器，所述第一和第二传感器与所述控制器相连，其中一旦由所述第一传感器获得的压力基本上相似于由所述第二传感器获得的压力，所述控制器就打开所述阀。

8.一种用于井下工具的流体泵系统，其与位于穿透地下地层的井孔中的管柱相连，所述系统包括：

由向下流过所述管柱的泥浆提供动力的涡轮；

与所述涡轮操作地相连的变速器；

与所述变速器操作地相连的泵；

与所述涡轮和泥浆流中的一个相连以感知涡轮速度与泥浆流量中的至少一个的第一传感器；和

控制器，其与所述变速器和所述传感器通信地相连，其中，所述控制器基于所述涡轮速度和所述泥浆流量中的一个调节所述变速器。

9.如权利要求8所述的流体泵系统，其特征在于，所述变速器包括交流发电机，所述交流发电机与所述涡轮和马达操作地相连。

10.如权利要求8所述的流体泵系统，其特征在于，所述变速器包括设置在所述涡轮和所述泵之间的机械变速器。

11.如权利要求10所述的流体泵系统，其特征在于，所述机械变速器包括操作地连接所述涡轮和所述泵的齿轮箱，所述齿轮箱包括多个能改变传动比的齿轮。

12.如权利要求10所述的流体泵系统，其特征在于，所述机械变速器是无级变速器。

13.如权利要求8所述的流体泵系统，其特征在于，其还包括设置在所述工具中并与所述控制器相连的第二传感器，其中所述第二传感器测量系统参数。

14.如权利要求8所述的流体泵系统，其特征在于，其还包括设置在所述工具中并与所述控制器相连的第二传感器，其中所述第二传感器测量地层参数。

15.如权利要求9所述的流体泵系统，其特征在于，其还包括与所述控制器相连的电流传感器和电压传感器中的至少一个，所述传感器设置在所述交流发电机和所述马达之间。

16.一种用于控制井下工具的泵的方法，所述方法包括：

给所述工具提供用于控制泵的井下控制器；

测量设置在井筒中的所述工具的至少一个系统参数；

基于所述至少一个系统参数计算所述泵的泵运行极限；

使所述泵运行；和

用所述控制器限制所述泵的泵运行。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，其还包括测量至少一个地层参数。