專利名稱：活塞式井下取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油、氣、水井中對地層產(chǎn)出流體進(jìn)行取樣的井下取樣器。
在油、氣、水井生產(chǎn)過程中，按要求對地層產(chǎn)出流體在保持原始狀態(tài)下進(jìn)行取樣，然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對所取樣品進(jìn)行分析與測試，從而對地層產(chǎn)出流體得出一個正確的評價。
目前現(xiàn)用的井下取樣器為刮壁式、撞擊式或鐘控式井下取樣器。在取樣器下井過程中因取樣器的進(jìn)液口與出液口始終保持開啟，這時取樣器筒內(nèi)的流體一直在流動，在到達(dá)取樣深度后，在控制機(jī)構(gòu)的作用下關(guān)閉進(jìn)出液口，完成取樣。但是由于流體的流動速度與取樣器的下井下放速度存在的差異，以及取樣器筒內(nèi)存在的部分死容積，造成所取的樣品不能完全代表所需深度地層的流體。同時取樣器沒有隔離裝置，在實(shí)驗(yàn)室用頂替液驅(qū)替取樣液進(jìn)時往往產(chǎn)生頂替液與取樣液界面不易掌握，易造成污染所取樣品，影響了最終樣品的分析精度。
本實(shí)用新型的目的是專門針對油、氣、水井取樣器，設(shè)計(jì)出一種活塞式井下取樣器，實(shí)現(xiàn)對取樣器在到達(dá)所需深度后開始取樣，取樣結(jié)束后關(guān)閉進(jìn)液口，加之取樣筒內(nèi)的隔離活塞和節(jié)流閥、滑閥短節(jié)等的配合，保證所取樣品為所需地層的流體和排除了頂替液與取樣液的混合，大大提高了樣品的分析精度。
活塞式井下取樣器是由時鐘、釋放器、滑閥鎖緊器、滑閥短節(jié)、傳液管、節(jié)流閥、連桿鎖緊器、連桿、隔離活塞、下活塞、加壓接頭和取樣器外殼相連接，與頂替液腔和取樣腔相接通。釋放器是由外殼、卡簧、軸承、芯軸、彈簧和撞塊所組成。撞塊與芯軸以絲扣連接，扣數(shù)的多少決定了取樣器滯后取樣動作的時間。芯軸在時鐘的控制驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)撞塊與芯軸旋接的絲扣數(shù)全部脫開后，撞塊在彈簧的作用下迅速下?lián)?，引起滑閥鎖緊器的動作?；y鎖緊器由鎖套、鋼球、彈簧和夾套所組成。由于夾套是連接在取樣器外殼上，鎖套在彈簧的作用下限制鋼球的徑向位移，同時鋼球卡住滑桿。當(dāng)撞塊下?lián)魰r，迫使鎖套壓縮彈簧向下移動，鋼球滾出脫開滑桿上的鎖槽，滑閥鎖緊器解鎖，滑桿即可向上移動?；y短節(jié)是由外殼、彈簧、滑桿和密封圈組成。傳液管來的頂替液由于滑桿和密封圈的封閉，不能流入內(nèi)孔L而進(jìn)入頂替液腔內(nèi)。由于滑桿的直徑G大于直H以及彈簧向上的作用力，所以在頂替液的作用下，滑桿始終有一個上頂力迫使滑桿向上移動，只要滑閥鎖緊解鎖，滑桿就會向上移動而打開傳液管與內(nèi)孔L的通道，使頂替液流入頂替液腔內(nèi)。節(jié)流閥是由外殼、閥座、閥芯和密封圈所組成。高壓頂替液作用在閥座上頂開閥芯，使頂替液通過閥座孔F和閥芯內(nèi)孔E進(jìn)入上部空腔D，再經(jīng)節(jié)流口C流入傳液管。當(dāng)上部空腔D壓力升高時，由于面積差的關(guān)系，使閥座孔F關(guān)閉。反之，再打開閥座孔F。因此，節(jié)流閥起到了減壓作用，保證頂替液進(jìn)入傳液管的壓力遠(yuǎn)低于節(jié)流閥前的壓力，這樣可使滑閥短節(jié)在低壓狀態(tài)下工作，提高滑閥短節(jié)的靈敏性，同時減緩了頂替液的流動速度，使取樣工作平穩(wěn)，以避免取樣液因速度過快造成“閃蒸”現(xiàn)象，使取樣液失真。連桿鎖緊器由內(nèi)套、鋼球、鎖套、芯軸、彈簧和螺帽所組成。芯軸與連桿的上端為絲扣連接，由于內(nèi)套的上端固定在取樣器外殼臺肩上，鋼球在鎖套的限制下鎖住芯軸上部的鎖槽內(nèi)，使連桿不能向上移動，連桿的下端與下活塞固定連接，防止了因隔離活塞向上移動時與連桿的磨擦力產(chǎn)生拉動連桿和下活塞上行的誤動作，使取樣失敗。只有當(dāng)隔離活塞上行，接觸到螺帽端面A，并繼續(xù)推動鎖套上行并壓縮彈簧，當(dāng)上行到鋼球從芯軸上的鎖槽內(nèi)退出解鎖，芯軸在彈簧的作用下帶動連桿和下活塞一起向上移動，當(dāng)下活塞上行到卡簧卡住取樣器外殼上的卡簧槽J時，關(guān)閉取樣器外殼上的進(jìn)液口K時，取樣結(jié)束。
在取樣器取出井筒后，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)從加壓接頭泵入頂替液迫使隔離活塞下行推動取樣液從下活塞上的單流閥經(jīng)取樣器外殼上的轉(zhuǎn)樣口M排到儀器內(nèi)進(jìn)行分析。
本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)針對油、氣、水井取樣器而設(shè)計(jì)的一種活塞式井下取樣器，實(shí)現(xiàn)取樣器在達(dá)到所需深度后開始取樣，取樣結(jié)束后關(guān)閉進(jìn)液口，以及設(shè)計(jì)的隔離活塞和節(jié)流閥、滑閥短節(jié)等配合，保證所取樣品為所需地層的流體和排除了頂替液與取樣液的混合，大大提高了樣品的分析精度。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是本實(shí)用新型取樣前示意圖。
1.時鐘；2.釋放器；3；滑閥鎖緊器；4.滑閥短節(jié)；5.傳液管；6.節(jié)流閥；7.連桿鎖緊器；8.連桿；9.隔離活塞；10.下活塞；11.加壓接頭；12.取樣器外殼；13.頂替液腔；14.取樣腔。
圖2是本實(shí)用新型取樣過程示意圖。
圖3是本實(shí)用新型取樣結(jié)束示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的釋放器剖面圖。
1.時鐘；15.外殼；16.卡簧；17.軸承；18.芯軸；19.彈簧；20.撞塊。
圖5是本實(shí)用新型的滑閥鎖緊器剖面圖。
21.鎖套；22.鋼球；23.彈簧；24.夾套；25.滑桿；12.取樣器外殼。
圖6是本實(shí)用新型的滑閥短節(jié)剖面圖。
25.滑桿；26.外殼；27.彈簧；28.密封圈。
圖7是本實(shí)用新型的節(jié)流閥剖面圖。
29.密封圈；30.閥芯；31.外殼；32.閥座。
圖8是本實(shí)用新型的連接鎖緊器剖面圖。
33.內(nèi)套；34.鋼球；35.鎖套；36.芯軸；37.彈簧；38.螺帽；8.連桿。
本實(shí)用新型包括時鐘(1)，釋放器(2)，滑閥鎖緊器(3)，滑閥短節(jié)(4)，傳液管(5)，節(jié)流閥(6)，連桿鎖緊器(7)，連桿(8)，隔離活塞(9)，下活塞(10)，加壓接頭(11)，取樣器外殼(12)，頂替液腔(13)，取樣腔(14)。在下井取樣之前(如
圖1)，在地面通過加壓接頭(11)泵入頂替液，由于滑閥短節(jié)(4)上的滑桿(25)被滑閥鎖緊器(3)上鋼球(22)鎖住，所以頂替液只有進(jìn)入取樣腔(14)推動隔離活塞(9)下行到下死點(diǎn)與下活塞(10)上部相靠。然后根據(jù)下井取樣的輔助工作時間調(diào)整釋放器(2)上的芯軸(18)與撞塊(20)絲扣連接長度，以保證在取樣器下到要求深度之前撞塊(20)不會下?lián)粢鹫`動作。這時根據(jù)要求把取樣器下到所需深度，時鐘(1)控制旋轉(zhuǎn)帶動釋放器(2)上的芯軸(18)從撞塊(20)中脫開，當(dāng)撞塊(20)與芯軸(18)絲扣全部脫開后，撞塊(20)在彈簧(19)的作用下迅速下?lián)簦仁够y鎖緊器(3)上的鎖套(21)下移，鋼球(22)從滑桿(25)的鎖槽中退出，這時滑閥鎖緊器(3)解鎖，滑桿(25)在滑閥短節(jié)(4)上的彈簧(27)作用下上行，打開了傳液管(5)與滑閥短節(jié)(4)上的通道L，這時取樣開始(如圖2所示)。地層流體經(jīng)取樣器外殼(12)上的進(jìn)液口K進(jìn)入取樣腔(14)下部，推動隔離活塞(9)上行并把頂替液經(jīng)節(jié)流閥(6)和傳液管(5)排入頂替液腔(13)內(nèi)。由于節(jié)流閥(6)的節(jié)流作用，使傳液管(5)內(nèi)的壓力降低以及減慢了進(jìn)液速度，使取樣處于較平穩(wěn)進(jìn)行，避免液體造成“閃蒸”現(xiàn)象。當(dāng)取樣液推動隔離活塞(9)上行碰到連桿鎖緊器(7)上的螺帽(38)端面A，并繼續(xù)推動鎖套(35)上行并壓縮彈簧(37)，當(dāng)鎖套(35)上行到鋼球(34)從芯軸(36)的鎖槽中退出解鎖時，芯軸(36)在彈簧(37)的作用下，帶動連桿(8)和下活塞(10)一起向上移動，這時下活塞(10)上的卡簧卡到取樣器外殼(12)上的J槽，關(guān)閉取樣器外殼(12)上的進(jìn)液口K，取樣結(jié)束(如圖3所示)，從井內(nèi)提出取樣器。
在實(shí)驗(yàn)室從加壓接頭(11)泵入頂替液迫使隔離活塞(9)下行推動取樣液從下活塞(10)上的單流閥經(jīng)取樣器外殼(12)上的轉(zhuǎn)樣口M排到儀器內(nèi)進(jìn)行分析。
權(quán)利要求1.一種油、氣、水井用的活塞式井下取樣器，其特征是時鐘、釋放器、滑閥鎖緊器、滑閥短節(jié)、傳液管、節(jié)流閥、連桿鎖緊器、連桿、隔離活塞、下活塞、加壓接頭和取樣器外殼相連接，與頂替液腔和取樣腔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式井下取樣器，其特征在于所述的釋放器是由外殼、卡簧、軸承、芯軸、彈簧和撞塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式井下取樣器，其特征在于所述的滑閥鎖緊器是由鎖套、鋼球、彈簧和夾套連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式井下取樣器，其特征在于所述的滑閥短節(jié)是由外殼、彈簧、滑桿和密封圈連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式井下取樣器，其特征在于所述的節(jié)流閥是由外殼、閥座、閥芯和密封圈連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞式井下取樣器，其特征在于所述的連桿鎖緊器是由內(nèi)套、鋼球、鎖套、芯軸、彈簧和螺帽連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種油、氣、水井用的活塞式井下取樣器。與現(xiàn)有井下取樣器相比，其特點(diǎn)在于應(yīng)用了隔離活塞、節(jié)流閥和滑閥短節(jié)等，保證了在到達(dá)取樣深度后開始取樣，取樣結(jié)束后關(guān)閉進(jìn)液口，以及驅(qū)替取樣液時頂替液不與取樣液接觸，保證了所取樣品的真實(shí)性，大大提高了樣品的分析精度。
文檔編號E21B49/08GK2174564SQ9320929
公開日1994年8月17日 申請日期1993年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月8日
發(fā)明者陳鶴民, 張關(guān)根, 孫平 申請人:長慶石油勘探局勘探開發(fā)研究院