水液壓模塊化電纜地層測試器的制造方法
【專利摘要】一種水液壓模塊化電纜地層測試器包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內(nèi)流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅(qū)動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅(qū)動換向。本實用新型提供了動力大、耐污染、耐高壓、能控制泥漿濾液這種特殊流體的換向的閥，實現(xiàn)了用水液壓傳動方法進行地層測試。首次把模塊化地層測試器做細（80mm）實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼的模塊化地層測試，填補了小井眼無法地層測試的空白。
【專利說明】水液壓模塊化電纜地層測試器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種利用水液壓方法實現(xiàn)的、能在油田上使用的、電纜式井下測壓和取樣儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田生產(chǎn)中，需要了解地層參數(shù)，測壓和取樣是獲得地層參數(shù)的重要手段，行業(yè)中把這種能測壓和取樣的設(shè)備稱為地層測試器。近年出現(xiàn)的、最先進的電纜地層測試器都采用模塊化設(shè)計，把儀器分成多節(jié)，根據(jù)施工要求，可選擇不同功能節(jié)對接利用電纜下井?，F(xiàn)有的電纜模塊化地層測試器全都采用油液壓傳動方式，如斯倫貝謝的MDT、哈里伯頓的RD1、阿特拉斯的RCI等，我公司早期產(chǎn)品也如此。利用液壓油為介質(zhì)傳遞能量，儀器內(nèi)部液壓管道和井下流體管道交織，結(jié)構(gòu)復雜、接頭龐大，造成已有的模塊化地層測試器直徑都很粗(IlOmm以上)，只能在大井眼(6 1/2”)以上井中施工，使小井眼(4 1/2”)地層測試施工成為空白。但隨著石油技術(shù)發(fā)展，水平井、大斜度井、側(cè)開窗井快速增加，這些井多為小井眼(4 1/2”)。本實用新型首次運用現(xiàn)代水液壓技術(shù)，利用儀器工作環(huán)境中大量存在的泥漿(水溶液)為介質(zhì)傳遞能量，簡化儀器內(nèi)部管道，把模塊化地層測試器做細(80_)，實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼(4 1/2”)的模塊化地層測試，填補了小井眼地層測試的空白。同時，水液壓也帶來壓力損失小、傳動效率高、流量穩(wěn)定好、系統(tǒng)動態(tài)性能高、不污染環(huán)境等優(yōu)勢。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】中的不足，提供了一種利用水液壓方法設(shè)計的小直徑模塊化電纜地層測試器。
[0004]為了解決上述問題采用以下技術(shù)方案:一種水液壓模塊化電纜地層測試器包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內(nèi)流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅(qū)動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅(qū)動換向。
[0005]所述的井下儀器由多個功能短節(jié)構(gòu)成，各功能短節(jié)接頭均為標準化設(shè)計的快速斷開接頭。
[0006]所述的快速斷開接頭的對接端面設(shè)有兩個孔道、電連接器以及定位鍵，快速斷開接頭的外部套設(shè)有快旋螺母，快旋螺母使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起；兩個孔道內(nèi)流動的是泥漿濾液。
[0007]井下儀器由電子節(jié)、動力節(jié)、泵抽節(jié)、流體傳感器節(jié)、壓力傳感器節(jié)、推靠液壓節(jié)、推靠節(jié)、儲樣節(jié)、平衡節(jié)依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用兩個電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
[0008]所述電子節(jié)是用來控制動力節(jié)的電機、電磁閥及其余各短節(jié)電路總線的傳輸；動力節(jié)是利用電機為泵抽節(jié)的泥漿泵提供動力；泵抽節(jié)是通過泥漿泵抽取過濾后的泥漿濾液，并將泥漿濾液沿地層流體管線傳遞；流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質(zhì)；壓力傳感器節(jié)測定地層壓力；推靠節(jié)通過推靠撐開實現(xiàn)封隔地層；儲樣節(jié)的作用是為了儲存地層流體樣品，帶到地面供試驗分析；平衡節(jié)的作用是為了保持壓力平衡。
[0009]泥漿閥主要由步進電機、步進電機傳動桿、閥芯、閥體、步進電機固定架、閥芯套、M3螺釘、M6螺釘、閥芯擋塊依次連接組成；步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起，步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉(zhuǎn)，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝密封泥漿的、耐高壓的密封件。
[0010]本實用新型改變了純油液壓驅(qū)動方式造成的液壓管線和地層流體管線繁瑣交織，儀器內(nèi)部只有地層流體管道，使管線化繁為簡，儀器對接接頭管道數(shù)量大大減少，儀器直徑做細也能實現(xiàn)模塊化地層測試功能。本實用新型提供了動力大、耐污染、耐高壓、能控制泥漿濾液這種特殊流體的換向的閥，實現(xiàn)了用水液壓傳動方法進行地層測試。首次把模塊化地層測試器做細(80_)實現(xiàn)了既能用于大井眼又能用于小井眼的模塊化地層測試，填補了小井眼無法地層測試的空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的工作原理圖。
[0013]圖3為圖2中A區(qū)域放大圖。
[0014]圖4為圖2中B區(qū)域放大圖。
[0015]圖5為圖2中C區(qū)域放大圖。
[0016]圖6為本實用新型快速斷開接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖7為圖3的C-C向剖視圖。
[0018]圖8為圖3的E-E向剖視圖。
[0019]圖9為本實用新型泥漿閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例1:一種水液壓模塊化電纜地層測試器，利用水液壓方法進行地層測試，包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器。井下儀器的液壓管線內(nèi)流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅(qū)動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅(qū)動換向。
[0021]實施例2:—種水液壓模塊化電纜地層測試器，如圖1所示，井下儀器由馬籠頭1、電子節(jié)2、動力節(jié)3、泵抽節(jié)4、流體傳感器節(jié)5、壓力傳感器節(jié)6、推靠液壓節(jié)7、推靠節(jié)8、儲樣節(jié)9、平衡節(jié)10依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
[0022]如圖2、3、4、5所示，工作原理如下:電子節(jié)2包括電路倉I 2_1，電子節(jié)2是用來控制動力節(jié)3的電機3-1、電磁閥3-2。電路倉I 2-1分別于電路倉II 4_5、電路倉III 5_3、電路倉IV 6-1、電路倉V 7-1及平衡節(jié)連接。[0023]動力節(jié)3包括電機3-1、電磁閥3-2、二位四通閥3_5，電機和電磁閥之間通過管路連接，管路上設(shè)有安全閥3-3和單向閥3-4，利用電機3-1為泵抽節(jié)4提供動力。
[0024]泵抽節(jié)4包括電路倉114-5、泵抽缸4_1，泵抽缸上設(shè)有位移傳感器4_2、調(diào)速開關(guān)閥4-4，泵抽缸的進出液口與電控二位四通閥4-3連接，取樣時控制泵抽缸4-1抽吸，通過泵抽缸4-1抽取井筒里面過濾后的泥漿濾液，經(jīng)加壓后，泥漿濾液沿地層流體管線傳遞。電路倉II 4-5分別于調(diào)速開關(guān)閥4-4、電控二位四通閥4-3、位移傳感器4_2連接。
[0025]流體傳感器節(jié)5包括排液開關(guān)5-1，電路倉III 5-3與排液開關(guān)5_1連接，泵抽排液開關(guān)5-1通過管線和調(diào)速開關(guān)閥4-4連通，泵抽排液開關(guān)的排液管線上設(shè)有含水傳感器電阻率傳感器5-2，流體傳感器節(jié)流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質(zhì).[0026]壓力傳感器節(jié)包括電路倉IV 6-1、應變石英壓力傳感器6-2、測壓排液開關(guān)6-3和推靠保壓開關(guān)6-4。推靠保壓開關(guān)6-4、應變石英壓力傳感器6-2分別通過管線與泵抽節(jié)中的電控二位四通閥4-3連通，推靠保壓開關(guān)6-4的這條管線上還設(shè)有測壓排液開關(guān)6-3。電路倉IV 6-1分別于測壓排液開關(guān)6-3、推靠保壓開關(guān)6-4連接。壓力傳感器節(jié)用于測定地層壓力。
[0027]推靠液壓節(jié)包括電路倉V 7-1、泥漿地液平衡開關(guān)7-2、儲樣開關(guān)7-3、推靠二位四通開關(guān)7-4。泥漿地液平衡開關(guān)7-2、儲樣開關(guān)7-3分別設(shè)置在應變石英壓力傳感器6-2的進液管線上，推靠二位四通開關(guān)7-4與泵抽節(jié)中的電控二位四通閥4-3連通。電路倉V 7-1分別于泥漿地液平衡開關(guān)7-2、儲樣開關(guān)7-3、推靠二位四通開關(guān)7-4連接。
[0028]封隔地層時控制推靠節(jié)8，推靠節(jié)8通過推靠8-1撐開封隔地層，推靠8-1撐開或收攏是通過推靠缸8-2的活塞移動實現(xiàn)，推靠缸8-2與推靠二位四通開關(guān)7-4連通，推靠節(jié)上設(shè)有進液口 8-3，進液口通過進液管線與應變石英壓力傳感器6-2連通。被泥漿泵加壓后的泥漿濾液驅(qū)動活塞運動，泥漿濾液的流動方向由泥漿閥控制，控制推靠撐開或收攏。
[0029]儲樣節(jié)9的作用是為了儲存一定量的地層流體樣品，帶到地面供試驗分析。
[0030]平衡節(jié)10的作用是為了使整支儀器的液壓腔壓力和泥漿柱的壓力平衡。
[0031]其他結(jié)構(gòu)同實施例1。
[0032]實施例3:—種水液壓模塊化電纜地層測試器，各功能短節(jié)接頭均為標準化設(shè)計的快速斷開接頭。如圖6、7、8所示，快速斷開接頭的對接端面設(shè)有兩個孔道12-5、12-6，電連接器以及定位12-9，快速斷開接頭的外部套設(shè)有快旋螺母12-10?？椎?2-5、12-6均為
泥漿管道。
[0033]快速斷開接頭12-1、12-2對接時，通過定位鍵12_9把兩個快速斷開接頭12的孔道12-5、12-6對準，通過旋轉(zhuǎn)快旋螺母12-10使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起，同時電連接器孔12-3和電連接器針12-4也能準確的插接在一起，彈簧12-7被壓縮，使每一模塊短節(jié)的電線導通、液壓腔的油液連通，泥漿管道也可以準確的完成上下對接；當快速接接頭斷開時，旋轉(zhuǎn)快旋螺母，使快速斷開接頭分離、電連接器孔和電連接器針分離，彈簧伸長使密封件壓緊，封住液壓油腔，防止每一模塊短節(jié)漏油。
[0034]其他結(jié)構(gòu)同實施例2。
[0035]實施例4:一種水液壓模塊化電纜地層測試器，如圖9所示，泥漿閥主要由步進電機13-1、步進電機傳動桿13-2、閥芯13-3、閥體13_4、步進電機固定架13_5、閥芯套13_6、M3螺釘13-7、M6螺釘13-8、閥芯擋塊13_9依次連接組成。[0036]步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起,步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉(zhuǎn)，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝有密封泥漿的、耐高壓的密封件。
[0037]其他結(jié)構(gòu)同實施例2。
【權(quán)利要求】
1.一種水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:包括地面儀器和井下儀器，地面儀器用于發(fā)出要執(zhí)行的命令和接受井下送來的信號，井下儀器用于執(zhí)行來自地面的命令和采集井下信號上傳給地面儀器；井下儀器的液壓管線內(nèi)流動的是泥漿濾液，管線上安裝有泥漿泵和控制閥，泥漿泵給泥漿濾液加壓驅(qū)動缸活塞運動，控制閥與步進電機連接并通過步進電機進行驅(qū)動換向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述的井下儀器由多個功能短節(jié)構(gòu)成，各功能短節(jié)接頭均為標準化設(shè)計的快速斷開接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述的快速斷開接頭的對接端面設(shè)有兩個孔道、電連接器以及定位鍵，快速斷開接頭的外部套設(shè)有快旋螺母，快旋螺母使兩個快速斷開接頭緊密連接在一起；兩個孔道內(nèi)流動的是泥漿濾液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:井下儀器由電子節(jié)、動力節(jié)、泵抽節(jié)、流體傳感器節(jié)、壓力傳感器節(jié)、推靠液壓節(jié)、推靠節(jié)、儲樣節(jié)、平衡節(jié)依次連接組成；其中，動力節(jié)中采用兩個電磁閥，其余各功能短節(jié)中所用閥都是泥漿閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:所述電子節(jié)是用來控制動力節(jié)的電機、電磁閥及其余各短節(jié)電路總線的傳輸；動力節(jié)是利用電機為泵抽節(jié)的泥漿泵提供動力；泵抽節(jié)是通過泥漿泵抽取過濾后的泥漿濾液，并將泥漿濾液沿地層流體管線傳遞；流體傳感器節(jié)用于測量地層流體性質(zhì)；壓力傳感器節(jié)測定地層壓力；推靠節(jié)通過推靠撐開實現(xiàn)封隔地層；儲樣節(jié)的作用是為了儲存地層流體樣品，帶到地面供試驗分析；平衡節(jié)的作用是為了保持壓力平衡。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水液壓模塊化電纜地層測試器，其特征是:泥漿閥主要由步進電機、步進電機傳動桿、閥芯、閥體、步進電機固定架、閥芯套、M3螺釘、M6螺釘、閥芯擋塊依次連接組成；步進電機、步進電機固定架、閥體用M3螺釘、M6螺釘固定在一起,步進電機帶動步進電機傳動桿旋轉(zhuǎn)，靠螺紋傳動使閥芯移動換向；閥芯上裝密封泥漿的、耐高壓的密封件。
【文檔編號】E21B49/00GK203640728SQ201320626294
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉中敏, 盧曉麗, 木東良, 尹玉納, 楊鳳 申請人:鄭州宜源翔石油科技有限公司, 南陽市天達同興石油技術(shù)有限公司