CN106150482B - 一种勘探地层内部流体压力的测量及取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其包括有依次设置于主基体上的上接头组件短节TA，集成式油路控制阀座短节TB，集成式泵阀座短节TC，集成式样品控制阀座短节TD，样品阀控制总成短节TE，以及下接头组件短节TF；其中，各个短节之间的油路接头快速组件、样品接头快速组件、电器连接头均精确稳定的对接在一起。采用了这种结构的地层压力测量及取样的装置，可以用于直径偏小的油井，且不易被卡在井下。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探装置，尤其涉及一种用于小直径油井中的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置。
背景技术
在石油的开采过程中，需要测量出地层内部的流体压力，从而准确地确定油层的位置，进而方便开采石油。另外，在石油的开采过程中，需要从油井中取出一部分底层样品，用于拿到实验室分析。
目前市场上同种功能的短节外形直径比较大，基本上为120mm或者120mm以上，而这种直径较大的短节用于目前已经存在的直径较小的油井时，井下作业过程中很容易遇卡。目前国内市场上仍旧没有合适的能够高质量的完成直径较小的油井的地层测压和取样的装置。
因此，本领域技术人员一直在致力于开发一种小直径地层压力测量和取样的仪器，以用于现有的直径偏小的油井，且克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够应用于直径偏小的油井的小直径地层压力测量及取样的装置，优选为89mm的直径。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的结构：一种勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其包括有依次设置于主基体上的上接头组件短节TA，集成式油路控制阀座短节TB，集成式泵阀座短节TC，集成式样品控制阀座短节TD，样品阀控制总成短节TE，以及下接头组件短节TF；各个短节之间的油路接头快速组件、样品接头快速组件、电器连接头均精确稳定的对接在一起。
在上接头组件短节TA的主基体的圆周方向均匀设置有两个限位销，两个限位销在圆周上成180度，在各个短节挂接时，旋转上接头组件短节TA上的快速螺母，由于两个限位销只能沿着主基体上的限位槽做直线运动，从而保证了上接头组件短节TA与集成式油路控制阀座短节TB的油路接头快速组件、样品接头快速组件、电器连接头精确稳定地对接在一起。
进一步地，所述集成式油路控制阀座短节TB包括有连接头，所述连接头插装在短电子线路外壳的内孔中，连接头的底平面与高压油阀座体的底平面对齐，从而保证安装的唯一性。
进一步地，所述连接头与电磁阀座均采用扇形截面，短电子线路外壳的外形采用圆柱面，主基体的内槽全部采用扇形面，从而有效的利用了空间。
进一步地，所述集成式油路控制阀座短节TB还包括有多芯承压盘，所述多芯承压盘将电子线路外壳内部的空气腔与高压油阀座体内部的液压油分隔开。
进一步地，所述集成式泵阀座短节TC包括有上连接头，所述上连接头通过螺纹环与泵基体缸的一端连接在一起。
进一步地，所述集成式泵阀座短节TC内设置有电器接头C，长活塞和样品活塞，所述长活塞和样品活塞一体装配形成双活塞，其可在集成式泵阀座TC的内腔中来回往复运动。
进一步地，所述长活塞的活塞杆内设置有位移传感器，所述位移传感器有导线的一端放在上连接头的内孔中，所述位移传感器的大电极环固定在长活塞最左端的台阶孔中，通过卡圈将其固定在该台阶孔中。
进一步地，所述集成式泵阀座TC的上连接头、泵基体缸以及样品基座均采用扇形截面，且泵基体缸的扇形侧壁上加工有内部管线用于样品的回收。
进一步地，集成式泵阀座TC部分还包括有样品转接头，所述样品转接头的一端通过螺纹安装在泵基体缸的靠近第二样品腔R2的一端，所述样品转接头的另一端安装在样品基座的内孔中。
采用了上述结构的地层压力测量及取样的装置，可以用于直径偏小的油井，且不易被卡在井下。
附图说明
图1A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的总集成图；
图1B为图1A所示总集成图的左视图；
图1C为图1A所示总集成图的右视图；
图2A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式油路控制阀座TB的立体结构示意图；
图2B为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式油路控制阀座TB与图1对应的剖面图；
图2C为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB在图1中的C-C截面示意图；
图2D为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB在图1中的D-D截面示意图；
图2E为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB的F-F截面示意图；
图3A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式柱塞泵阀座TC的立体结构示意图；
图3B为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式柱塞泵阀座TC与图1对应的剖面图；
图3C为图3B所示集成式柱塞泵阀座TC的K-K截面示意图；
具体实施方式
为了更好的理解本发明的目的，结构特点以及功能，下面结合附图对本发明的优选实施方式的结构、工作过程以及功能进行详细描述。
图1A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的一具体实施例的总集成图，图1B为图1A所示总集成图的左视图，图1C为图1A所示总集成图的右视图。如图1A-1C所示，该实施例包括有依次设置于主基体上的上接头组件TA，集成式油路控制阀座TB，集成式泵阀座TC，集成式样品控制阀座TD，样品阀控制总成TE，以及下接头组件TF。所述上接头组件TA内部设置有电器接头4，所述电器接头4通过设置于主基体8中的导线通道内的导线9给各个短节供电。图2A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式油路控制阀座TB的立体结构示意图2B为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式油路控制阀座TB与图1对应的剖面图，图2C为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB在图1中的C-C截面示意图,图2D为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB在图1中的D-D截面示意图,图2E为图2B的所示的集成式油路控制阀座TB的F-F截面示意图。如图1A和2B所示，所述集成式油路控制阀座TB内设置有电器接头B、油路控制阀和油路控制电路板17，所述油路控制电路板17设置于电子线路骨架上，且所述油路控制电路板17通过电器接头B与所述电器接头4接出的导线9接通，所述油路控制电路板17控制油路控制阀的通断从而实现长活塞向左或者向右运动，所述油路控制电路板17处于空气腔中。图3A为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式柱塞泵阀座TC的立体结构示意图，图3B为本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的集成式柱塞泵阀座TC与图1对应的剖面图，图3C为图3B所示集成式柱塞泵阀座TC的K-K截面示意图。如图1A和图3B所示，所述集成式泵阀座TC内设置有电器接头C，长活塞46和样品活塞52，所述长活塞46和样品活塞52一体装配形成双活塞，其可在集成式泵阀座TC的内腔中来回往复运动，所述长活塞46的活塞杆内设置有位移传感器45，该位移传感器45与电器接头C导线连接，从而可以测量活塞杆的移动信息；位移传感器45有导线的一端放在转接头40的内孔中，位移传感器的大电极环固定在长活塞46最左端的台阶孔中，通过卡圈95将其固定在该台阶孔中。所述集成式泵阀座TC的内腔中还设置有分割环48，该分割环48位于长活塞46的活塞端与样品活塞52之间，长活塞杆穿过分割环48，且分割环外侧与集成式泵阀座TC的泵基体缸65的内壁密封接触，分割环48内腔与长活塞杆密封接触，优选为橡胶圈49和橡胶圈50密封；所述分割环48将高压液压油V和样品R密封隔绝，所述长活塞46的活塞将第一液压油腔V1和第二液压油腔V2密封隔绝，所述样品活塞52将样品腔分为第一样品腔R1和第二样品腔R2。所述第二液压油腔V2连接有第二液压油管线60(如图3B所示)，所述第一液压油腔V1连接有第一液压油管线(该管线图中未示意出)；所述第一样品腔R1设置有第一样品管线61，第二样品腔R2设置有第二样品管线64；所述集成式泵阀座TC部分还包括有样品转接头57，所述样品转接头57的一端通过螺纹安装在泵基体缸65的靠近第二样品腔R2的一端，所述样品转接头57的另一端安装在样品基座58的内孔中，所述样品转接头57内部设置有样品回收管线62，样品回收管线62将第一样品腔R1与第二样品腔R2腔中的样品转接到样品基座58的内部管线中，进而被回收。如图1A所示，所述集成式样品控制阀座TD和样品阀控制总成TE短节内设置有样品流向控制阀、样品流向控制电路板以及电器接头D，所述样品流向控制电路板通过电器接头D与所述电器接头4接出的导线接通从而实现样品流向控制阀的控制，当样品活塞向着第二样品腔R2运动时，第一样品管线61中经由第一样品管线进入来自井底的泥浆(样品)，第二样品腔R2中的样品通过第二样品管线64，经由样品回收管线62而被回收，当样品活塞从第二样品腔R2运动到第一样品腔R1时，第二样品腔R2内经由第二样品管线64进入来自井底的泥浆(样品)，第一样品腔R1中的样品通过第一样品管线61，经由样品回收管线62而被回收。所述下接头TF内部设置有电器接头，该电器接头通过设置于主基体中的导线通道内的导线与电器接头4接通。
具体的来说，如图1A所示，关于上接头组件TA，给出液压油管线快速接头1，收缩液压油管线快速接头2，样品管线快速接头3分别设置于主基体8的内孔中，且与主基体8下部的导线通道靠近，压板7通过螺钉5安装在主基体8上，可以将三种接头组件限制在主基体8的内孔中。电器接头4的一端与主基体8的内孔贴紧，卡圈80使得电器接头4固定在基体上。在主基体8圆周方向180度方向均匀布置两个限位销6。关于下接头组件TF短节部分与上接头组件TA是相同的，即液压油管线快速接头71，收缩液压油管线快速接头72，样品管线快速接头73分别设置于主基体8的内孔中，与主基体8下部的导线通道靠近，电器接头75的一端与主基体8的内孔紧贴，下压板77通过螺钉5安装在基体上，可以将三种接头组件和电器接头限制在主基体8的内孔中。由于目前仪器串上的上接头组件与下接头组件是相同的，所以短节在挂接时，在快接螺母81旋转时，由于两个限位销6只能沿着主基体8上的限位槽做直线运动，也就保证了油路接头快速组件，样品接头快速组件，电器接头精确稳定地对接在一起。
如图2B所示，关于集成式油路控制阀座总成TB，由图2A和2B可知，连接头11插装在短电子线路外壳15的内孔中，密封圈14将电子线路内部的空气腔与井下的泥浆隔离开。所述设置有油路控制电路板17的电子线路骨架通过螺钉16固定在连接头11上，且油路控制电路板17的一端通过导线与12芯电气接头相连，其另一端通过导线与承压盘插头19相连，快旋螺母18安装在短电子线路外壳15的沟槽中，在高压油阀座体26中，电磁阀25插装在其内孔中，电磁压盖24通过锁紧螺钉将电磁阀25压紧在阀座体26的内部，电磁阀25引出的导线焊接在5芯电器接头21上，多芯承压盘20放置在短电子线路外壳15的内孔中，将电子线路外壳15内部的空气腔与高压油阀座体26内部的液压油分隔开。旋转快旋螺母18时，由于短电子线路外壳15圆周方向的凸台85只能沿着在高压油阀座体26上的键槽82做直线运动，从而保证了内部电器连接件准确稳定的连接。在如图所示的实施方式中，所述连接头11与电磁阀座25均采用扇形截面，短电子线路外壳15的外形采用圆柱面，主基体的内槽全部采用扇形面，从而有效的利用了空间。集成式油路控制阀座总成TB可以简单快捷的从主基体上分离出来，在维修保养完之后需要保证连接头11与高压油阀座体26的底平面在一个角度上，由于连接头11插装在短电子线路外壳15的内孔中，所以可以简单快捷的调整连接头11的底平面与高压油阀座体26的底平面对齐，进而保证了安装的唯一性。
关于集成式泵阀座TC，如图3B所示，所述上连接头40通过螺纹环41与泵基体缸65连接在一起，位移传感器45放置在转接环43的内孔中，卡圈89使得位移传感器固定在转接环43中，转接环43的一端与上连接头40的台阶孔紧贴，另一端通过卡圈44使得其固定在上接头中。分割环48通过螺纹安装在泵基体缸65的内孔中，一对密封圈50将油腔中的液压油90与样品腔中的样品91分隔开。样品活塞52通过螺纹与长活塞46的活塞杆连接为一体。卡圈95和挡环53以及密封堵54将位移传感器相对静止的与长活塞固定在一起。样品转接头57的一端通过螺纹安装在泵基体缸65的一端，样品转接头57的另一端插装在样品基座58的内孔中，这样可以保证上连接头40的安装底平面与样品基座58的安装底平面在一个平面上。
下面详细叙述一下本发明所述勘探地层内部流体压力的测量及取样装置的工作过程。所述油路控制电路板17通过油路控制阀控制液压油的的输出方向，即是输出到第一液压油腔还是输出到第二液压油腔，当向第一液压油腔输出时，液压油活塞47从第一液压油腔V1向第二液压油腔V2方向运动，同时带动样品活塞从第一样品腔R1方向向着第二样品腔R2方向运动，地层流体在样品流向控制电路板的控制下通过样品流向控制阀的控制进入第一样品腔R1，原先位于第二样品腔R2中的样品在样品活塞的推动下，经过第二样品管线64在样品流向控制阀的控制下被回收或者进入到地层流体中；当第一样品腔R1中充满样品，且第二样品腔R2压缩到最小后，油路控制电路板17通过油路控制阀控制使得流向第二液压油腔V2的液压油逐渐增多，同时推动液压油活塞47朝向第一液压油腔V1运动，并且带动样品活塞朝向第一样品腔R1的方向运动，位于第一样品腔R1中的样品通过第一样品管线61在样品流向控制阀的控制下被回收或者进入到地层流体，第二样品腔随着样品活塞的运动逐渐充满样品。液压油活塞的往复运动带动样品活塞的往复运动从而实现了地层内部流体压力的测量和取样。
以上为借助具体实施方式对本发明做了详细描述，但是应该理解的是，该描述不用于对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施方式做出的各种修改，都属于本发明的所保护的范围。
Claims (7)
1.一种勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，其包括有依次设置于主基体上的上接头组件短节TA，集成式油路控制阀座短节TB，集成式泵阀座短节TC，集成式样品控制阀座短节TD，样品阀控制总成短节TE，以及下接头组件短节TF；其中，各个短节之间的油路接头快速组件、样品接头快速组件、电器连接头均精确稳定的对接在一起；
所述集成式泵阀座短节TC包括有上连接头(40)，所述上连接头(40)通过螺纹环(41)与泵基体缸(65)的一端连接在一起；
所述集成式泵阀座短节TC内设置有电器接头C，长活塞(46)和样品活塞(52)，所述长活塞(46)和样品活塞(52)一体装配形成双活塞，其可在集成式泵阀座TC的内腔中来回往复运动；
所述长活塞(46)的活塞杆内设置有位移传感器(45)，所述位移传感器(45)有导线的一端放在上连接头(40)的内孔中，所述位移传感器(45)的大电极环固定在长活塞(46)最左端的台阶孔中，通过卡圈(95)将其固定在该台阶孔中；
所述集成式泵阀座TC的内腔中还设置有分割环(48)，所述分割环(48)位于长活塞(46)的活塞端与样品活塞(52)之间，且长活塞杆穿过所述分割环(48)，且所述分割环(48)外侧与集成式泵阀座TC的泵基体缸(65)的内壁密封接触，所述分割环(48)内腔与长活塞杆密封接触；
所述分割环(48)将高压液压油V和样品R密封隔绝，所述长活塞(46)的活塞将第一液压油腔V1和第二液压油腔V2密封隔绝，所述样品活塞(52)将样品腔分为第一样品腔R1和第二样品腔R2；
所述第二液压油腔V2连接有第二液压油管线(60)，所述第一液压油腔V1连接有第一液压油管线，所述第一样品腔R1设置有第一样品管线(61)，所述第二样品腔R2设置有第二样品管线(64)；
所述集成式泵阀座TC部分还包括有样品转接头(57)，所述样品转接头(57)的一端通过螺纹安装在泵基体缸(65)的靠近第二样品腔R2的一端，所述样品转接头(57)的另一端安装在样品基座(58)的内孔中，所述样品转接头(57)内部设置有样品回收管线(62)，样品回收管线(62)将第一样品腔R1与第二样品腔R2腔中的样品转接到样品基座(58)的内部管线中，进而被回收。
2.根据权利要求1所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，上接头组件短节TA的主基体(8)的圆周方向均匀设置有两个限位销(6)，两个限位销(6)在圆周上成180度，在各个短节挂接时，旋转上接头组件短节TA上的快速螺母(81)，两个限位销(6)沿着主基体上的限位槽(76)做直线运动，保证了上接头组件短节TA与集成式油路控制阀座短节TB的油路接头快速组件、样品接头快速组件、电器连接头之间的精确稳定地对接。
3.根据权利要求1所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，集成式油路控制阀座短节TB包括有连接头(11)，所述连接头(11)插装在短电子线路外壳(15)的内孔中，连接头(11)的底平面与高压油阀座体(26)的底平面对齐，从而保证安装的唯一性。
4.根据权利要求3所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，所述连接头(11)与电磁阀座(25)均采用扇形截面，短电子线路外壳(15)的外形采用圆柱面，主基体的内槽全部采用扇形面，从而有效的利用了空间。
5.根据权利要求3所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，所述集成式油路控制阀座短节TB还包括有多芯承压盘(20)，所述多芯承压盘(20)将电子线路外壳(15)内部的空气腔与高压油阀座体(26)内部的液压油分隔开。
6.根据权利要求1所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，所述集成式泵阀座TC的上连接头(40)、泵基体缸(65)以及样品基座均采用扇形截面，且泵基体缸(65)的扇形侧壁上加工有内部管线用于样品的回收。
7.根据权利要求1所述的勘探地层内部流体压力的测量及取样装置，其特征在于，所述集成式泵阀座TC部分还包括有样品转接头(57)，所述样品转接头(57)的一端通过螺纹安装在泵基体缸(65)的靠近第二样品腔R2的一端，所述样品转接头(57)的另一端安装在样品基座(58)的内孔中。
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