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Vorrichtung zur Entnahme von Stoffproben, insbesondere aus Schächten oder Bohr- löchern.
Das von Erdölsonden gelieferte Rohöl enthält ausser Salzwasser auch noch gasförmige Beimengungen. Das Mischungsverhältnis der Stoffe Öl, Salzwasser und Gas ist an den einzelnen Teilen der Sonde verschieden. Für Untersuchungen der Sonde ist es sehr erwünscht, dieses Mischungsverhältnis in den verschiedenen Teilen festzustellen. Besonders wertvoll ist es, das spezifische Gewicht der einzelnen Flüssigkeitsschichten zu kennen. Diesem spezifischen Gewicht muss die Leistung der Fördereinrichtung, die die Flüssigkeit über Tag schaffen soll, angepasst werden.
Bei der Untersuchung der Flüsigkeit ist es unbedingt erforderlich, dass das Gefäss, mit dem die Flüssigkeitsprobe entnommen wird, in geschlossenem Zustand über Tag gelangt, damit nicht das in der Flüssigkeit enthaltene Gas entweicht und nur das sogenannte tote 01 über Tag ankommt. Man ist bisher in der Weise vorgegangen, dass man den Verschluss des Gefässes durch ein am unteren Teil des Gefässes angebrachtes Gestänge gesteuert hat. Der Verschluss, der normalerweise geschlossen ist und durch das Gewicht des Gestänges in der Schliessstellung festgehalten wird, öffnete sich dabei selbsttätig, sobald das untere Ende des Gestänges die Bohrlochsohle erreichte.
Die Flüssigkeit drang dann in das Gefäss, das sich beim Anheben wieder selbsttätig verschloss. Durch Ändern der Gestängelänge konnten Proben aus den verschiedenen Flüssigkeitsschichten entnommen werden. Diese Messungen fielen jedoch nur dann richtig aus, wenn die Lage der Bohrlochsohle vorher genau bestimmt wurde und wenn das Material der Sonde widerstandsfähig genug war, das Gewicht des Gestänges zu tragen. Die Messung wird jedoch ungenau, wenn sich auf der Bohrlochsohle Schlamm, Sand od. dgl. angesammelt hat, was in der Regel der Fall ist, so dass das Gestänge mehr oder weniger tief eindringen kann. Da die Eindringtiefe des Gestänges bei den einzelnen Messungen nicht genau fest- gestelltwerden kann, ist es auch unmöglich, die Lage der Flüssigkeitsschicht, aus der die Probe entnommen wird, zu bestimmen.
Dieses Messverfahren ist ausserdem auch sehr umständlich, da das Anbringen des Gestänges am Gefäss viel Zeit erfordert und da, wegen des hohen Gestängegewichtes, zur Ausführung der Messung ein kräftiges Hebezeug erforderlich ist.
Alle diese Schwierigkeiten werden durch die Vorrichtung zur Entnahme von Stoffproben, die den Gegenstand der Erfindung bildet, beseitigt. In an sich bekannter Weise wird der Verschluss des Gefässes zwecks Entnahme der Stoffprobe bei Erreichung einer bestimmten Tiefe geöffnet. Erfindungsgemäss wird der Verschluss durch einen mit dem Gefäss versenkten, von über Tag aus durch ein, Kabel gesteuerten Elektromagneten überwacht. Das Kabel wird zweckmässig gleich zur Aufhängung des Probegefässes verwendet. Das Kabel läuft von einer über Tag aufgestellten Winde mit einer Vorrichtung zur Messung der abgelaufenen Länge ab. An dieser Vorrichtung kann jeweils die Höhenlage des Probegefässes abgelesen werden.
Soll Flüssigkeit aus einer bestimmten Tiefe entnommen werden, so wird das Gefäss bis zu dieser Tiefe abgesenkt und hierauf durch Einschalten des Elektromagneten mittels eines über Tag angebrachten Schalters der Verschluss geöffnet. Nach dem Wiederverschliessen des Gefässes wird die Stoffprobe über Tag geschafft und kann dort untersucht werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes im Schema und im Schnitt beispielsweise dargestellt.
Nach Fig. 1 ist in das Bohrloch 1 das an dem Kabel 2 mit den Leitern 3, 4 aufgehängte Gefäss 5 mit den Verschlüssen 6,7 abgesenkt. Das Gefäss hat die Gestalt eines Zylinders, an dessen oberer und unterer Stirnseite die die Verschlüsse 6,7 enthaltenden Rohrleitungen 8, 9 angeschlossen sind. Um ein Hängen-
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bleiben des Gefässes zu verhüten, sind an den Stirnseiten kegelförmige Ansätze 10, 11 angebracht, die zugleich zur Kapselung der Verschlüsse und ihrer Antriebsvorrichtungen dienen können. Die Verschlüsse, im Ausführungsbeispiel zwei Hähne, sind durch die Stange 12 miteinander gekuppelt, derart, dass die Verschlüsse stets zwangsläufig miteinander geöffnet und geschlossen werden können. Die Feder 13 sucht die Hähne 6,7 in der Schliessstellung festzuhalten.
Zum Off neu des Verschlusses dient der Elektromagnet. M, dessen Erregerwicklung an die Leiter 3, 4 des über Tag herausgeführten Kabels 2 angeschlossen ist. Der Anker 15 des Magneten ist mit einem an dem Hahn 6 angebrachten Hebelarm verbunden. Sobald der Stromkreis de Elektromagneten M durch einen über Tag angebrachten Schalter geschlossen wird, zieht der Magnet den Anker 15 entgegen der Zugkraft der Feder 13 an und öffnet die Hähne 6,7, so dass Flüssigkeit in das Gefäss 5 eindringen kann.
Nach dem Ausschalten des Elektromagneten werden die Hähne wieder durch die Feder 13 geschlossen.
Um die zum Steuern der Hähne 6,7 erforderliche Kraft zu verringern und mit einem schwächeren Magneten auskommen zu können, kann zwischen den Hähnen und dem Anker 15 ein Getriebe mit entsprechendem Übersetzungsverhältnis eingeschaltet werden. Die Kupplungsstange 12 ist durch das dicht an die Gefässstirnwände angeschlossene Rohr 16 hindurchgeführt.
Nach Fig. 2 wird der Verschluss durch ein Schaltwerk angetrieben, das normalerweise durch den Anker 15 des Elektromagneten 14 gesperrt wird. Das Schaltwerk besteht aus dem Fallgewicht 17, dessen Bewegung durch eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung mit dem Flüssigkeitszylinder 18 und dem mit Durchtrittsöffnungen 19 versehenen Kolben 20 verzögert wird. Der Anker 15 des Elektromagneten wird durch die Feder 21 in der Sperrstellung festgehalten. Sobald das Gefäss 5 die gewünschte Tiefe erreicht hat, wird durch Einschalten des Elektromagneten 14 das Schaltwerk freigegeben. Das Fallgewicht 17 dreht langsam die Hähne aas der gezeichneten Schliessstellung in die Offenstellung und hierauf
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schaltet und das gefüllte Gefäss hochgezogen werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Öffnungund Schliessarbeit durch das Fallgewicht 17 geleistet.
Der Elektromagnet ist hier fast vollständig entlastet, da er nur das Gesperre des Schaltwerks zu überwachen hat.
Die Verschlüsse können, statt wie angegeben, durch einen Elektromagneten auch beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben werden, der mit den Verschlüssen durch ein Getriebe mit einer Übersetzung ins Langsame gekuppelt ist. Statt dessen kann auch zum Antrieb ein von einem periodisch erregten Elektromagneten angetriebenes Klinkwerk dienen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Entnahme von Stoffproben, insbesondere aus Schächten oder Bohrlöchern, mittels eines Gefässes, dessen Verschluss in einer gewissen Tiefe geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss durch einen mit dem Gefäss versenkten, durch ein Kabel von über Tag aus gesteuerten Elektromagneten od. dgl. überwacht wird.