本發明專利技術涉及一種包括采樣腔室(01)的流體采樣裝置，該裝置包括下部活塞(05)、上部活塞(02)和中間活塞(28)。使中間活塞(28)移動，以便當關閉腔室時，確保腔室(01)大致恒定體積。
【技術實現步驟摘要】
用于地質部位開發監控的采樣壓力下流體的裝置
本專利技術涉及諸如氣體儲層開發(氣體儲存/提取、氣體開采)之類的地下介質開發以及監控這些操作(蓄水層上操作的污染)的
本專利技術尤其涉及監控諸如二氧化碳(CO2)或甲烷之類氣體的地質存儲部位的領域。本專利技術還涉及諸如通過CO2注入來提高油回收或從母巖中開采氣體之類的其它領域。具體地，本專利技術涉及流體采樣裝置，更具體地說，涉及一種用于采樣壓力下井中流體的裝置、管道、導管、管線、儲層等。井中存在的流體需要進行采樣以便確定其成分，從而表征井筒所達到的地質儲層以及整個工業儲存和/或生產過程中隨時間的進程。這對于地質氣體儲存部位的監控尤其如此。
技術介紹
工業企業家已經開發出許多技術來監控注入到多孔介質內流體的演變進程。例如，大家已知道，基于對揮發性種類的研究來對地質的CO2儲存部位進行地質監控的方法。此類方法的實例在專利申請FR-2,972,758和FR-2,974,358中已有描述。這些方法基本上適用于兩個隔間：-儲存/鹽田蓄水層，其中，主要目的是量化溶解和沉淀的CO2，并由此建立起真正的質量平衡，-疊置在冠巖上的蓄水層，其中，主要目的是盡可能早地診斷出泄漏。為了實施這些方法，因此有必要讓裝置在通過地質地層鉆探出的井中采樣壓力下的流體。此類裝置稱作為采樣器。大家已經知道稱作FTS(Flow-ThroughSampler)的采樣器，其允許從通過地質地層鉆探出的井中獲得流體采樣。此類裝置由采樣腔室組成，采樣腔室的各端具有彈簧加載的閥門。門閂機構將諸閥門連接在一起，并使它們保持打開。腔室之上有編程關閉時間的時鐘和釋放閥門的觸發機構。下端設置有允許流體進入的裝置。在頂部處有用以附連纜線的纜線插口。專利US-5.945,611披露了一種用于采樣管道、管子、導管等中處于壓力下的流體的裝置。該裝置包括多個活塞、具有公共通道的本體，其中，所述活塞可滑動地安裝在位于所述通道內的側向入口和側向出口端口，并與管道連通，所述入口和出口端口這樣進行布置，使得活塞的運動可覆蓋和打開所述入口和出口端口。專利US-5,896,926披露了一種用于在原位采樣靜壓狀態下地下水而不干擾環境的裝置，但包括封隔器來使采樣系統與位于上方的區域隔絕開，以及用于將流體“抽吸”到采樣腔室內的所述采樣器內的就地泵送系統。法國專利申請，其申請號是FR-12/03,329(尚未出版)，披露了一種采樣裝置，一方面，該采樣裝置包括受浸沒在采樣流體的油腔室內彈簧控制的活塞，另一方面，該采樣裝置包括一旦移動便排出流體的第二活塞。該裝置通過容納在填滿油的腔室內的壓縮彈簧來保持打開或關閉的位置。彈簧腔室內狀裝的油允許減緩減壓效應以達到順利地采樣。該裝置能夠通過手動閥來使用實心活塞的機械動作回收采樣的流體。該設計允許避免水銀系統或活塞流體系統，并允許在受控壓力條件下回收所有或部分的流體。此外，該設計允許避免使用如幾乎所有已知采樣器中使用的波動腔室和油腔室。該裝置的另一優點在于，其可在打開位置中下降到地下介質中，因此，克服了打開的問題并允許完全地填充采樣腔室。然而，本專利申請中描述的裝置可提出有關由于流體的可壓縮性可能阻滯第一活塞返回而關閉采樣器的問題。本專利技術涉及流體采樣裝置，該采樣裝置包括采樣腔室，采樣腔室包括下部活塞、上部活塞和中間活塞。中間活塞移動而在關閉腔室時確保大致恒定的腔室體積，以避免與采樣流體不可壓縮性相關的問題。
技術實現思路
本專利技術涉及一種用于采樣至少一個壓力下流體的裝置，其包括限定用于容納所述流體的內部體積的采樣腔室。所述裝置包括布置在所述腔室下部中的下部活塞、布置在所述腔室上部中的上部活塞、布置在所述下部活塞與上部活塞之間的中間活塞、用于通過移動所述下部活塞來關閉和打開所述腔室的裝置，以及用于移動所述中間活塞的裝置，以便在所述腔室關閉的同時允許限定用于所述腔室的大致恒定的體積。根據本專利技術的一個實施例，所述腔室的體積由所述中間活塞和所述下部活塞所限定。有利地是，所述中間活塞布置在離開處于所述腔室的打開位置和關閉位置中的所述下部活塞大致恒定距離處，當所述腔室處于關閉位置中時，所述中間活塞擱置在所述上部活塞上。此外，所述裝置包括用于將流體輸送到腔室外的裝置，所述輸送裝置包括用于控制所述上部活塞和所述中間活塞的接頭從所述腔室的上部下降到下部的控制裝置。根據本專利技術的另一個實施例，所述腔室的體積由所述中間活塞和所述上部活塞所限定。有利地是，所述中間活塞布置在離開處于所述腔室的打開位置和關閉位置中的所述上部活塞大致恒定距離處，所述中間活塞擱置在處于所述腔室的打開位置和關閉位置中的所述下部活塞上。較佳地，所述上部和下部活塞通過連接桿連接，所述中間活塞在該連接桿上滑動。有利地是，所述上部活塞設有允許流體在所述腔室的外部循環的端口，所述端口可由針閥關閉。所述裝置可進一步包括用于將流體輸送到腔室之外的裝置，所述輸送裝置包括用于將所述中間活塞從所述腔室的下部活塞朝上部活塞移動的裝置。根據本專利技術，打開和關閉所述腔室的裝置包括直線元件，其連接至下部活塞和彈簧元件上，以便在打開位置中時，所述彈簧元件被壓縮。有利地是，所述下部活塞裝備有針閥和高壓連接，其允許所述流體從所述采樣腔室排出。此外，本專利技術涉及根據本專利技術裝置的使用，其中，通過采樣監控井中的流體來監控地下地質部位的開發。該方法包括以下階段：a)致動用于關閉和打開所述采樣裝置的所述腔室的所述裝置，以使其處于“打開”位置中，b)在“打開”位置中，使所述裝置下降到監控井中，c)在“打開”位置中，使所述裝置保持在預定位置中，d)致動用于關閉和打開所述采樣裝置的所述腔室的所述裝置，以使其處于“關閉”位置中，以及e)使所述裝置返回至地面。還可進一步執行以下階段：f)通過致動流體輸送裝置，將所述流體輸送到裝置的所述腔室外，以及g)進行采樣流體的至少一個分析。較佳地，地下地質部位的開發在于：監控地質CO2儲存部位，或監控天然氣儲存/提取部位，或監控頁巖氣體開發部位，或使用氣體注入(特別是CO2)監控提高的油回收部位。附圖說明參照附圖，從閱讀下文中對借助于非限制性實例給出的實施例的描述中，將會清楚根據本專利技術方法的其它特征和優點，附圖中：圖1示出了處于“打開”位置中的根據現有技術(FR-12/03,329)的裝置。該圖的右邊是沿著左邊圖中軸線A-A剖切的剖視圖，圖2示出了根據現有技術(FR-12/03,329)的裝置的下部，圖3示出了處于“關閉”位置中的根據現有技術(FR-12/03,329)的裝置。該圖的中間是沿著左邊圖中軸線B-B剖切的剖視圖，而該圖的右邊是沿著中間圖中軸線C-C剖切的剖視圖，圖4示出了處于“打開”位置中的根據本專利技術第一實施例的裝置。該圖的右邊是沿著左邊圖中軸線A-A剖切的剖視圖，圖5示出了處于“關閉”位置中的根據本專利技術第一實施例的裝置。該圖的右邊是沿著左邊圖中軸線C-C剖切的剖視圖，圖6示出了處于“打開”位置中的根據本專利技術第二實施例的裝置的腔室。圖7是處于“打開”位置中的根據本專利技術第二實施例的裝置的腔室下部的詳圖，圖8是處于“打開”位置中的根據本專利技術第二實施例的裝置的腔室上部的詳圖，圖9示出了處于“關閉”位置中的根據本專利技術第二實施例的裝置的腔室，圖10是處于“關閉”位置中的根據本發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于采樣至少一個壓力下流體的裝置，其包括限定用于容納所述流體的內部體積的采樣腔室(01)，其特征在于，所述裝置包括布置在所述腔室(01)下部中的下部活塞(05)、布置在所述腔室(01)上部中的上部活塞(02)、布置在所述下部活塞(05)與上部活塞(02)之間的中間活塞(28)、用于通過移動所述下部活塞(05)來關閉和打開所述腔室(01)的裝置，以及用于移動所述中間活塞(28)的裝置，以便在所述腔室(01)關閉的同時允許限定用于所述腔室(01)的大致恒定的體積。
【技術特征摘要】
2013.09.24 FR 13591961.一種用于采樣至少一個壓力下流體的裝置，其包括限定用于容納所述流體的內部體積的采樣腔室(01)，其特征在于，所述裝置包括布置在所述腔室(01)下部中的下部活塞(05)、布置在所述腔室(01)上部中的上部活塞(02)、布置在所述下部活塞(05)與上部活塞(02)之間的中間活塞(28)、用于通過移動所述下部活塞(05)來關閉和打開所述腔室(01)的裝置，以及用于移動所述中間活塞(28)的裝置，以便在所述腔室(01)關閉的同時允許限定用于所述腔室(01)的大致恒定的體積。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述腔室(01)的體積由所述中間活塞(28)和所述下部活塞(05)所限定。3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述中間活塞(28)布置在離開處于所述腔室(01)的打開位置和關閉位置中的所述下部活塞(05)大致恒定距離處，當所述腔室(01)處于關閉位置中時，所述中間活塞(28)擱置在所述上部活塞(02)上。4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于將流體輸送到所述腔室外的輸送裝置，所述輸送裝置包括用于控制所述上部活塞(02)和所述中間活塞(28)的接頭從所述腔室(01)的上部下降到下部的控制裝置。5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述腔室的體積由所述中間活塞(28)和所述上部活塞(02)所限定。6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述中間活塞(28)布置在離開處于所述腔室(01)的打開位置和關閉位置中的所述上部活塞(02)大致恒定距離處，所述中間活塞(28)擱置在處于所述腔室(01)的打開位置和關閉位置中的所述下部活塞(05)上。7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述上部活塞(02...
【專利技術屬性】
技術研發人員：B·加西亞，J·曲卡德，C·法納德斯邁托，V·羅瓊，T·瓦爾瑞夫，
申請(專利權)人：IFP新能源公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR
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