[發明專利]一種用于地層測試器雙泵抽短節的地面試驗裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 202210792872.0
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN114991768A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 韓冬;鄭哲;王曉冬;方璐;郭慶明;侯博文;周濟;謝明睿;龔國芳;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種用于地層測試器雙泵抽短節的地面試驗裝置及其測試方法。所述地面試驗裝置包括負載模擬模塊、雙泵站模塊、閥路組件、高溫油箱和保溫模塊。負載模擬模塊模擬地層測試器抽吸流體時所受地層壓力；雙泵站模塊控制液壓缸活塞伸縮位移及速度，進而控制流體抽吸量和速度；保溫模塊用于還原井下高溫環境。本發明采用雙泵并聯控制實現寬流量范圍的精準電液控制，滿足不同滲透率地層的需求，利用保溫模塊實現井下高溫還原，可根據元件耐溫性能自由選擇結構布局方式，利用套筒式液壓缸實現地層壓力模擬，壓力大小由單向溢流閥調定。本發明可為高溫高壓環境下的高效安全井下勘探提供了巨大幫助。

技術領域

本發明屬于測井儀器試驗領域，具體涉及一種用于地層測試器雙泵抽短節的地面試驗裝置及其測試方法。

背景技術

為了滿足復雜油氣藏勘探開發需求，將測井地層評價提升至油藏評價，地層測試器正逐漸成為應用最為廣泛的測井儀器。其中，地層測試器泵抽短節主要負責收集地層流體。在完成測井作業后，泵抽短節內的地層流體將轉交至實驗室專業人員進行成分分析，進而判斷測試地層是否具備鉆井開采的潛力。在地層測試器下井作業前需要進行充分的地面試驗測試以確保其可靠性與穩定性。目前地面試驗裝置多以模擬井下高溫高壓環境為主，主要包括高溫模塊、高壓模塊及地層巖心模塊。首先由高溫模塊對液壓油進行電加熱，到達設定溫度后將液壓油注入模擬井眼中，循環供油使井眼內空氣排出并達到設定溫度值。高壓模塊采用增壓缸將工作油路壓力增至地層壓力大小。高溫高壓液壓油通入地層巖心模塊后，即可實現井下環境模擬。所述井眼環境模擬裝置可輔助完成地層壓力測量、耐溫耐壓試驗等功能，為下井測試前提供有效技術支撐，降低測井儀器入井試驗風險。

隨著勘探開發趨向低孔低滲地層，地層測試器需要精準控制其流體抽吸量及抽吸速度，以防出現抽吸速度或抽吸量與當前地層滲透率不匹配的現象，影響正常測壓及流體保真。目前地層測試器泵抽短節由單泵驅動，難以實現在高滲透率下大流量泵抽來縮短作業時間，在低滲透率下小流量泵抽來精準控制抽吸量。此外，現有地面試驗裝置及其測試方法雖可有效完成高溫高壓環境模擬，但其電液系統復雜，占地面積龐大，且裝置需要較長預熱時間，調溫調壓操作復雜，不利于控制算法的快速驗證。同時，該類裝置在地面試驗過程中，整套電液系統需要長時間保持運作狀態來保證溫度壓力接近井下環境，導致在試驗調參、修正的等待過程中造成不必要的能源浪費。此外，過于復雜的系統會極大增加前期研制成本及后期維護成本。盡管多模塊設計可以較好實現部件更換及系統更新設計，但模塊之間的實時通信協作問題卻不易解決。

發明內容

本發明提出的用于地層測試器雙泵抽短節的地面試驗裝置及其測試方法恰恰能解決上述所提的矛盾。

本發明的技術方案如下：

本發明首先提供了一種用于地層測試器雙泵抽短節的地面試驗裝置，其包括負載模擬模塊、雙泵站模塊、閥路組件和高溫油箱；

所述負載模擬模塊模擬地層測試器抽吸流體時所受地層壓力，包括套筒式液壓缸、第一單向溢流閥、第二單向溢流閥和高溫蓄能器，

所述雙泵站模塊控制液壓缸活塞伸縮位移及速度，進而控制流體抽吸量和速度；包括第一高溫伺服電機、高溫小排量泵、第二高溫伺服電機、高溫大排量泵；

所述閥路組件包括第一吸油過濾器、第二吸油過濾器、第一單向閥、第二單向閥、手動卸荷閥、高溫溢流閥、液溫液位計、回油過濾器、第一二位三通換向閥、第二二位三通換向閥；

高溫油箱經過第一吸油過濾器連接到高溫小排量泵，高溫小排量泵出口連接到第一單向閥，高溫小排量泵與第一高溫伺服電機通過聯軸器連接；高溫油箱經過第二吸油過濾器連接到高溫大排量泵，高溫大排量泵出口連接到第二單向閥，高溫大排量泵與第二高溫伺服電機通過聯軸器連接；