摘要：提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论。取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样品尽快地压入样品腔,并进一步提高样品压力来弥补氮气腔无法提供的压力补偿。通过对取样保真筒工作方式的分析,引入非理想气体状态方程,根据取样流体泡点压力是否已知、现场应急取样等情况,对预充氮气压力、井下增压量和取样体积等保真参数的优化取值进行了推导和计算,同时分析了地面温度对保真参数的影响并提出了相应的校正方法。研究表明,地面预充氮气与井下增压随钻取样保真筒,可有效提高样品保真程度,地层流体样品到达地面时,可基本保证样品不发生物理相变现象,进而保证其具有在地层中原有的化学组分。

摘要：针对电缆式地层流体取样器大斜度井下入困难,井筒近井壁区域受钻井液滤液长时间浸泡污染等问题,研制了随钻地层流体取样工具。该工具可在井筒打开后短时间内,控制伺服电机-减速丝杠带动活塞往复运动,驱动探针缩、出密封井壁并自动进行流体的抽吸、存储,从而取得低污染率的地层流体样品。介绍了工具的系统组成和工作原理,对其控制系统、动力组件、取样组件和储罐系统等关键模块进行了设计,并通过现场试验验证了其工作可靠性。试验结果表明:研制的随钻流体取样工具满足?215.9 mm井眼的地层流体取样需求,并可实现地面系统与井下工具的信号传输和自动取样;工具耐温175℃,耐压140 MPa,一次入井可取样品4个,单个储罐容积500 mL,2回次6个取样点的样品平均污染率6.62%。该工具的研制可为随钻地层测试仪器的设计与应用提供技术借鉴。

摘要：钻探取样技术作为海洋地质调查和资源勘探的主要方法,在海洋探索领域占据着十分重要的地位。海底地层以松软沉积物为主,常规钻探回转取样的方法极易破坏样品原状性,且样品采取率低,难以满足科学研究的要求。研制了一种以泥浆泵压驱动的沉积物保真取样钻具,并结合绳索取心技术,实现海底沉积地层保真取样。试验证明,该海底沉积地层保真取样钻具取样成功率高、作业效率高,所采取样品原位性、原状性好,完全满足海洋地质和土工实验等对样品的严格要求。