[发明专利]一种用于井下地层测试的高集成度电液分离式小直径测压短节

说明书

本发明公开了一种用于井下地层测试的高集成度电液分离式小直径测压短节。其包括液驱短节、隔离短节和电驱预测试室；液驱短节主要负责撑紧井壁，保证小直径测压短节固定在待测试点处。隔离短节主要提供两条地层流体流道，分别通往电驱预测试室和泵抽短节。电驱预测试室通过调节其内部腔体大小为测量地层压力创造条件。本发明将液压和电气进行分离式布置，避免液压流道需要贯穿整套小直径测压短节的情况，有利于提升系统集成度和模块化。本发明将隔离阀和地层流体的分流流道集成在隔离短节中，不仅实现泵抽和预测试的无干扰工作状态切换，而且有效缩短探针到石英压力计之间的流道长度，提升了地层压力测量精度。

技术领域

本发明属于井下地层测试设备领域，具体涉及一种用于井下地层测试的高集成度电液分离式小直径测压短节。

背景技术

在复杂油气藏勘探开发过程中，地层动态测试器是目前应用最为广泛的测井仪器，主要负责地层压力测量及地层流体取样，是将地层评价提升至油藏评价的关键装备。地层压力测量由探头短节完成，而流体取样由泵抽短节完成，两个短节通过螺纹进行连接。其中，地层测试器仅可通过探头短节从井眼中抽吸地层流体，再由内部连接流道将地层流体传递到泵抽短节中。两短节之间的内部连接流道通过探头短节中的隔离阀进行隔断。探头短节由支撑臂、探针、预测试室、隔离阀及石英压力计组成。首先支撑臂和探针从探头短节中伸出，将地层测试器固定在待测试点。接着由隔离阀将短节间的连接流道隔断，形成由探针到预测试室的局部流道，通过调节预测试室内腔体大小进行地层流体压力变化。在完成预测试后，隔离阀打开，地层流体直接流入泵抽短节，进行流体取样。在上述作业过程中，地层流体性质变换均由石英压力计记录，并传输到地面总成工作站。所有元件的作动均依赖于电液系统，通过电磁阀组切换来控制。

随着勘探任务走向超深井化，地层测试器逐渐向小直径集成化方向发展。现有地层测试器的探头短节将隔离阀和预测试室均布置在探针左侧，导致从探针抽吸到的地层流体需要先向左流动，通过隔离阀和预测试室后再向右流动进入泵抽短节内。这种U型流道布局方式将导致内部流道过长，造成沿程压力损失较大，不利于地层压力精确测量和快速流体取样。同时，目前地层测试器预测试室采用液压系统作为动力源，难以实现精确控制预测试体积变化，不适用于低渗透率地层的压力测量。此外，现有电气、液压及地层流体流道均采用直线贯穿的方式，不仅加工难度大，而且不利于元件的集成化布局。

发明内容

本发明提出的用于井下地层测试的高集成度电液分离式小直径测压短节恰恰能解决上述所提的矛盾。本发明可以理解为提升探头短节集成度的设计方案。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种用于井下地层测试的高集成度电液分离式小直径测压短节，其包括液驱短节、隔离短节和电驱预测试室；液驱短节、隔离短节和电驱预测试室依次串接成一体，彼此之间通过螺纹焊接套进行连接固定；

所述液驱短节用于撑紧井壁，保证小直径测压短节固定在待测试点处，其包括液驱短节本体和搭载在液驱短节本体上的电磁阀组、平衡阀、探针和支撑臂；其中，液驱短节本体内部含有液压流道和地层流体流道；电磁阀组设置在液压流道上通过控制液压流道的通断来控制平衡阀、探针及支撑臂作动，平衡阀和探针均为所述小直径测压短节提供一个可与井眼地层流体交汇的地层流体流口，其中平衡阀在伸出时能够封堵其地层流体流口；探针与支撑臂负责将小直径测压短节固定在待测试点处；

所述隔离短节包括隔离短节本体和设置在隔离短节本体内的石英压力计、电阻率传感器、隔离阀；隔离短节提供两条地层流体流道，两条地层流体的一端流道在电阻率传感器入口处交汇，通过石英压力计后与液驱短节的地层流体流道连通，第一条地层流体流道的另一端直接通向电驱预测试室，第二条地层流体流道的另一端经过电阻率传感器和隔离阀后再通向电驱预测试室；