一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构制造技术

本实用新型专利技术涉及石油天然气钻井地层流体取样技术领域中一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构。可以将从地层中抽吸的流体存储到本实用新型专利技术装置中，并在起钻过程中通过保温和气垫增压方式，保证所存储的流体保持在单相状态。保温储罐机构由多个单独的样品罐组成，通过过流盘、盲插盘和分流接头进行固定，分流接头可以将流体测绘短节测量合格的地层样品进行分配存储到样品罐中。样品罐是带保温功能的活塞缸，被两个自由活塞分成三个可变容积的腔室，左端腔室存储地层流体样品，中间腔室注入高压惰性气体，右端腔室和井筒环空相连。利用中间腔室注入高压气体的特性和保温层的物理保温，实现地层流体样品维持单相状态。实现地层流体样品维持单相状态。实现地层流体样品维持单相状态。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构


[0001]本技术涉及石油天然气钻井地层流体取样
具体涉及一种随钻地层流体样品单相保温储罐机构，用于将样品保持在单相状态直到交付给测试实验室。

技术介绍

[0002]地层流体的物理性质因地质条件的不同而有很大的差异。地层储层的化学成分、粘度、气相包线和固相包线等性质对储层的物性评价影响很大。此外，这些特性还决定油田是否可以实现有效开发以及生产的持续时间、费用和单价。
[0003]基于这些原因，对于储层流体性质的准确测量是极其重要的。其中，样品的原位相态的保存又是最重要的。
[0004]目前有多种方法可以获取井筒流体样品。在这些方法中，有一种是可以通过随钻工具下入到井筒中，从裸露的井壁上通过负压抽吸获取原始的地层流体。石油储层通常离地表上千米或者几千米的距离，压力高达几十兆帕，温度甚至会超过150℃到200℃以上。由于这样的井下环境极端，将地层流体样品从井下起钻到地面环境中可能导致样品中出现若干不可逆的变化。流体样品从井下上升到地面的过程中，压力和温度都急剧下降，可能导致地层流体的某些组分从样品溶液中不可逆地发生解析或其它变化，导致实验室测量的数据失真。例如：在油井开发过程中，油井结蜡造成严重的损害，如果可以精确的测试地层流体的精确成分、压力和温度，提前采取针对性的措施，那么这种损害完全可以避免。
[0005]早期的样品室采用的是固定体积的样品室，且不存在隔热层。把工具下入到取样层位后，打开阀门，抽取地层样品，充满样品室以后关闭阀门。将工具回收到地面的过程中，固定体积的样品由于环境温度的变化，导致样品冷却、压力下降，往往导致样品某些部分组分气化，以及某些固体组分的不可逆沉淀。即使后期在实验室进行加温、加压试图恢复原始样品的状态，但仍然存在可能的误差，对产能评价产生负面影响。
[0006]在运输至实验室复原或到加压储存装置期间，为防止地层流体样品发生相变，“CN103410506A，一种气弹簧组件及地层流体取样器”，提供了一种双层管的气体弹簧装置，对地层流体施加弹性力使其保持在单相状态。但该装置未采取保温措施，而温度的降低恰好是对该种类型储罐产生最大影响。
[0007]本技术提供了一种随钻地层流体样品单相保温储罐机构，包含数个单独的样品罐，可随钻进行多个地层取样点取样，并把每个取样点的流体样品保存到单独的样品罐中。本技术的另一个目的是提供一种井下流体样品储罐，使样品从井下到地面的过程中保持样品在井下压力或者是在泡点压力之上。此外，本技术工具采用隔热层，减少在起钻过程中地层流体的温度降低，为实验室提供更接近地层实际情况的地层流体样品。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构。该机构放置于随钻地层流体取样工具内部，主要功能是将取样工具从地层中
抽吸的地层流体存储，并在起钻过程中通过保温和气垫增加方式，保证所存储的流体保持在单相状态。本技术的储罐机构包括数个单独的样品罐，通过分流接头内控制机构可对多个地层进行取样并存储。
[0009]其技术方案如下：
[0010]一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构，包括依次连接的测绘短节和外壳体，所述外壳体内设有呈环形阵列排布的若干样品罐，所述若干样品罐的一端与分流接头连接，所述分流接头插接于测绘短节；所述分流接头内设有若干与样品罐数量对应的分流通道，所述样品罐与对应的分流通道连通。
[0011]进一步的，所述若干样品罐腰部插接于分流盘，另一端插接于盲插孔；所述分流盘上开设有与样品罐一一对应的通孔，所述盲插孔是与样品罐一一对应的开设于外壳体一端的盲孔；所述分流盘和盲插孔设有中空流道和环空流道；所述分流盘的外圆与外壳体内壁接触。
[0012]进一步的，所述中空流道为圆形，所述环空流道为若干半圆形流道。
[0013]进一步的，所述样品罐包括依次连接的缸端塞、缸体；
[0014]所述缸端塞内开设有三通孔道、钻井液孔道、地层流体孔道，所述缸体内居中固设有连通管，连通管上滑动套设有左活塞和右活塞，所述左活塞和右活塞将缸体内空间自左向右依次分为气体腔室、样品腔室、泥浆腔室；
[0015]所述三通孔道一端与气体腔室连通，一端设有电磁三通阀，一端设有丝堵，所述电磁三通阀用于控制地层流体孔道和三通孔道之间的通断；
[0016]所述钻井液孔道与连通管连通，所述连通管另一端与泥浆腔室连通；
[0017]所述缸端塞右端面与左活塞左端面之间设有挡环;
[0018]所述左活塞设有2个阀孔，1个阀孔安装注气阀，1个阀孔安装针阀。
[0019]进一步的，所述缸端塞内还设有排出阀，所述排出阀与三通孔道连通。
[0020]进一步的，所述连通管另一端侧壁开设有小孔，所述连通管通过小孔与泥浆腔室连通。
[0021]进一步的，所述缸体的壁内设有包裹整个缸体的间隔空间，所述间隔空间内填充有隔热材料。
[0022]进一步的，所述缸体外部设有加注孔，所述加注孔与间隔空间连通。
[0023]进一步的，所属隔热材料为液态膨胀隔热材料。
[0024]进一步的，所述缸体内、外壁喷涂有隔热涂层技术。
[0025]本技术的优点是：
[0026]通过应用本专利提供的随钻地层流体取样单相保温储罐机构，可以将随钻抽吸的地层流体通过流体污染率测量装置分析后，将清洁的地层流体存储到单独的样品罐中，通过保温和增压处理，使地层流体从井下到地面和实验室的过程中保持单相状态，提高了地层流体性质参数评估真实可靠性。
附图说明
[0027]图1为本技术在随钻地层流体取样与测绘工具中的位置示意图。
[0028]图2为本技术单相保温储罐机构结构示意图和A
‑
A剖面结构示意图。
[0029]图3为本技术单个样品罐结构示意图和A向局部结构示意图。
[0030]图4为本技术单个样品罐在下钻过程中活塞腔室分布示意图
[0031]图5为本技术单个样品罐在取样后活塞腔室分布示意图。
[0032]图中：
[0033]1、测绘短节，2、外壳体，3、单相保温储罐机构，4、测量模块，5、主管线，6、电磁阀，7、地层流体，8、分流通道，9、环空流道，10、中空流道，11、盲插孔，12、信号发生器，13、地面控制系统，14、钻具，15、地层，16、取样工具，17、供电与控制模块，18、抽吸模块，19、探头，20、外壳体内壁，21、控制阀门，22、管线， 30、分流接头，31、样品罐，32、分流盘，33、分流接头螺栓孔，34、样品罐螺栓孔，35、缸端塞，36、缸体，37、左活塞，38、右活塞，39、挡环，40、丝堵，41、电磁三通阀，42、排出阀，43、加注孔，44、液态膨胀隔热材料，45、针阀，46、注气接头，47、连通管，48、缸端塞外密封圈，49、缸端塞内密封圈，50、左活塞密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构，包括依次连接的测绘短节和外壳体，其特征在于，所述外壳体内设有呈环形阵列排布的若干样品罐，所述若干样品罐的一端与分流接头连接，所述分流接头插接于测绘短节；所述分流接头内设有若干与样品罐数量对应的分流通道，所述样品罐与对应的分流通道连通。2.根据权利要求1所述的一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构，其特征在于，所述若干样品罐腰部插接于分流盘，另一端插接于盲插孔；所述分流盘上开设有与样品罐一一对应的通孔，所述盲插孔是与样品罐一一对应的开设于外壳体一端的盲孔；所述分流盘和盲插孔设有中空流道和环空流道；所述分流盘的外圆与外壳体内壁接触。3.根据权利要求2所述的一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构，其特征在于，所述中空流道为圆形，所述环空流道为若干半圆形流道。4.根据权利要求1或2或3所述的一种随钻地层流体取样单相保温储罐机构，其特征在于，所述样品罐包括依次连接的缸端塞、缸体；所述缸端塞内开设有三通孔道、钻井液孔道、地层流体孔道，所述缸体内居中固设有连通管，连通管上滑动套设有左活塞和右活塞，所述左活塞和右活塞将缸体内空间自左向右依次分为气体腔室、样品腔室、泥浆腔室；所述三通孔道一端与气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠帅，周延军，孙浩玉，张辉，裴学良，温林荣，陈勇，王卫，陈锐，赵传伟，王贵亭，刘晗，张锐，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：