CN109138999A - 用于井下流体取样的取样系统及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于井下流体取样的取样系统及取样方法。该取样系统包括：电动取样器、井口可倾斜式防喷管单元及测调单元；电动取样器包括：圆筒形的本体，在本体的侧壁上自上而下设置有出液孔和进液孔；以可上下滑动的方式设置在本体内部的上活塞和下活塞；下活塞的底部设置有取样孔；设置本体内部且位于上活塞上方的绕绳杆；与绕绳杆通过传动轴连接的电机，一端缠绕在绕绳杆上，另一端与上活塞连接的第一连接绳；两端分别与上活塞和下活塞连接的第二连接绳，当第二连接绳被拉直时，下活塞可将进液孔封闭；电动取样器通过电缆与测调联动车组连接，电动取样器通过防喷管下入井下。采用该取样系统可保证取样的真实性，并降低工作人员劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业中井筒内流体取样技术领域，特别涉及一种用于井下流体取样的取样系统及取样方法。
背景技术
在油田开发过程中，需要对井筒内预定深度处的流体(包括油、水、聚合物等高压液体)进行取样来了解井筒内不同深度处的流体组成，从而掌握油、水井生产动态，以便于油、水井生产状态进行及时调整。
现有的对井下流体进行取样的方法主要为：工作人员人工将取样器升举至井口防喷管的入口处，利用钢丝将取样器从井口防喷管中下入井筒中，取样完成后再利用钢丝将取样器取出。其中，取样器包括圆筒形的取样器本体，在取样器本体上设置有进液孔、出液孔和用于控制进液孔开启或者关闭的电磁开关，出液孔通过密封螺钉实现密封。初始状态下，电磁开关控制进液孔处于关闭状态，经过第一预设时长(第一预设时长是为取样器自井口防喷管下入井筒内预定深度处预留的时间)后，电磁开关控制进液孔开启，在经过第二预设时长(第二预设时长为井筒内流体进入取样本体预留的时间)后，电磁开关控制进液孔关闭。取样结束后，取下出液孔处的密封螺钉开启出液孔，将取样器本体内的样品倒出，进行后续的测试分析。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：一方面，通过电磁开关控制进液孔的开启与关闭的方式容易出现进液孔在未到达预定深度处就处于打开状态，或取样未结束进液孔就已经关闭的情况，导致取样量不足、取到的样品不准确；另一方面，由于井口防喷管入口高度较高，使得工作人员劳动强度大，并且存在安全隐患。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种能够准确控制取样位置、取样量，并且工作人员劳动强度小的用于井下流体取样的取样系统及取样方法。
具体而言，包括以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于井下流体取样的取样系统，该取样系统包括：电动取样器、可倾斜式井口防喷管单元以及测调单元；
所述电动取样器包括：
圆筒形的本体，在所述本体的侧壁上设置有出液孔和进液孔，所述出液孔位于所述进液孔上方；
以可上下滑动的方式设置在所述本体内部、且位于所述出液孔下方的上活塞；
以可上下滑动的方式设置在所述本体内部、且位于上活塞下方的下活塞，所述下活塞的底部设置有取样孔；
以可拆卸的方式设置在所述取样孔内部的密封件；
设置在所述本体内部且位于所述上活塞上方的绕绳杆；
与所述绕绳杆通过传动轴连接的电机，所述电机设置在电机套筒内，所述电机套筒设置在所述本体上方；
一端缠绕在所述绕绳杆上，另一端与所述上活塞连接的第一连接绳；
两端分别与上活塞和下活塞连接的第二连接绳，当所述第二连接绳处于放松状态时，所述下活塞位于所述进液孔的下方，当所述第二连接绳被拉直时，所述下活塞可将所述进液孔封闭；
所述可倾斜式井口防喷管单元包括：井口采油树、防喷管以及举升机构，通过所述举升机构可使防喷管处于直立状态或者倾斜状态；
所述测调单元包括测调联动车组；
所述电动取样器通过电缆与所述测调联动车组连接，所述电动取样器通过所述防喷管下入井下。
进一步地，在所述防喷管的上端设置有第一滑轮，在所述防喷管的下端设置有第二滑轮；所述电缆的一端与所述测调联动车组连接，所述电缆的另一端依次绕过所述第二滑轮和所述第一滑轮与所述电动取样器连接。
进一步地，所述绕绳杆的下端设置有外螺纹，所述第一连接绳缠绕在所述绕绳杆具有外螺纹的部位；所述电动取样器还包括：设置在所述本体内、且位于所述出液孔上方的固定套，在所述固定套中心、沿所述本体的轴线方向设置有内径略大于所述绕绳杆具有外螺纹部位的直径的安装槽；在所述固定套的侧壁上沿所述本体的轴线方向设置有穿绳孔，所述第一连接绳穿过所述穿绳孔与所述上活塞连接。
进一步地，所述固定套的底部设置有双滑轮，所述第一连接绳从所述穿绳孔穿出后，穿过所述双滑轮的两个滑轮之间的间隙，然后与所述上活塞连接；所述固定套的底部还设置有弹簧，所述弹簧套装在所述双滑轮的外侧。
进一步地，所述电动取样器还包括：套装在所述传动轴外部、且两端分别与电机套筒的下端和本体的上端连接的轴套，所述轴套与所述传动轴之间密封连接。
进一步地，所述电动取样器还包括：与所述本体的上端固定连接的磁定位短节，与所述磁定位短节上端固定连接的加重杆，与所述加重杆的上端固定连接的扶正短节，以及与所述扶正短节的上端固定连接的电缆接头。
进一步地，所述本体的下端以可拆卸连接的方式设置有堵头，所述堵头上设置有泄液孔。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于井下流体取样的取样方法，所述取样方法通过上述的取样系统实施，所述取样方法包括以下步骤：
步骤a，使防喷管处于倾斜状态，并打开所述井口采油树的生产主阀门，将电动取样器通过电缆与测调联动车组连接，之后将所述电动取样器置入所述防喷管中；
步骤b，将所述防喷管竖立起来，并使所述防喷管与井口采油树对接，使所述电动取样器通过所述防喷管及所述井口采油树后下入至井筒的油管内的预设位置；
步骤c，测调联动车组通过所述电缆向所述电动取样器的电机发送指令、启动所述电机；所述绕绳杆在所述电机的驱动下旋转，使所述第一连接绳不断缠绕在所述绕绳杆上，从而带动所述上活塞向上运动，井下流体从所述进液孔进入所述上活塞和所述下活塞之间的空间；当所述第二连接绳被拉直后，所述下活塞随所述上活塞向上移动将所述进液孔封闭；之后所述电机停止转动，完成取样；
步骤d，将所述电动取样器从所述井筒中上提至所述防喷管中，并关闭所述井口采油树的生产主阀门，使所述防喷管倾倒，之后将所述电动取样器从所述防喷管中取出；
步骤e，将所述电动取样器中的井下流体样品取出。
进一步地，所述步骤e具体包括：将所述下活塞底部的取样孔中的密封件取出，使所述井下流体样品从所述下活塞底部的取样孔中流出。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中，采用电动取样器采集进行流体，通过可倾斜的井口防喷管单元将电动取样器下入井下，并通过电缆控制电动取样器的运行。具体来说，在使用过程中，首先使防喷管由竖直状态变为倾斜状态，之后将通过电缆与测调联动车组连接的电动取样器放入防喷管中，再将防喷管竖立起来与井口采油树对接，从而将电动取样器下入井下。当电动取样器达到预定位置后，通过电缆启动电动取样器中的电机，电机运转时，第一连接绳不断缠绕在绕绳杆上从而带动上活塞上行，井下流体通过本体上的进液孔进入上活塞和下活塞之间的取样空间中。在上活塞上行过程中，上活塞和下活塞之间的第二连接绳逐渐被拉直，当第二连接绳被拉直后，下活塞将随上活塞一起上行，从而将进液孔封闭，完成取样。当取出电动取样器时，先将电动取样器上提至防喷管中，再将防喷管倾倒，从而将电动取样器取出。
采用本发明实施例提供的取样系统，一方面，当通过电缆控制电机启动时，井下流体才会进入取样空间中，从而使取样深度准确、样品真实可靠。另一方面，防喷管可倾斜，电动取样器下入过程中，不需要将电动取样器举升至很高的位置，降低工作人员劳动强度，避免安全事故的发生。
并且，本发明实施例提供的取样系统中，是通过绕绳杆旋转使第一连接绳均匀缠绕在绕绳杆螺纹内来拉动上活塞向上移动的。该方式活塞移动速度更快，工作效率更高，大大缩短了井下取样时间，特别是在样品采集量比较大时优势更加明显。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中可倾斜式井口防喷管单元的防喷管处于倾斜位置的示意图；
图2为本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中可倾斜式井口防喷管单元的防喷管处于竖直位置的示意图；
图3为本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中电动取样器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中电动取样器的固定套、绕绳杆、双滑轮以及弹簧局部放大图；
图5为本发明实施例提供的用于井下流体取样的取样系统中电动取样器的上活塞以及下活塞的局部放大图；
图6-1为图3中沿A-A方向的剖视图；
图6-2为图3中沿B-B方向的剖视图。
附图标记分别表示：
100-电动取样器；
1-电缆接头；2-扶正短节；3-磁定位短节；4-电机；41-电机套筒；
5-传动轴；51-轴套；6-绕绳杆；7-固定销钉；8-双滑轮；9-本体；
10-第一连接绳；11-上活塞；12-第二连接绳；13-下活塞；
14-密封件；15-泄液孔；16-堵头；17-第二密封圈；18-进液孔；
19-第一密封圈；20-弹簧；21-出液孔；22-固定套；23-穿绳孔；24-加重杆；
25-油层；26-井筒；27-油管；28-井口采油树；29-采油树接头；
30-防喷管下接头；31-举升支架；32-第二滑轮；33-液压油缸；34-缆绳；
35-第一滑轮；36-防喷管；37-电缆；38-测调联动车组。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于井下流体取样的取样系统，参见图1，并结合图2，该取样系统包括：电动取样器100、井口可倾斜式防喷管单元以及测调单元。
参见图3，电动取样器100包括：圆筒形的本体9，在本体9的侧壁上设置有出液孔21和进液孔18，出液孔21位于进液孔18上方；
以可上下滑动的方式设置在本体9内部、且位于出液孔21下方的上活塞11；
以可上下滑动的方式设置在本体9内部、且位于上活塞11下方的下活塞13，下活塞13的底部设置有取样孔；
以可拆卸的方式设置在取样孔内部的密封件14；
设置本体9内部且位于上活塞11上方的绕绳杆6；
与绕绳杆6通过传动轴5连接的电机4，电机4设置在电机套筒41内，电机套筒41设置在本体9上方；
一端缠绕在绕绳杆6上，另一端与上活塞11连接的第一连接绳10；
两端分别与上活塞11和下活塞13连接的第二连接绳12，当第二连接绳12处于放松状态时，下活塞13位于进液孔18的下方，当第二连接绳12被拉直时，下活塞13可将进液孔18封闭；
参见图1和图2，可倾斜式井口防喷管单元包括：井口采油树28、防喷管36以及举升机构，通过举升机构可使防喷管36处于直立状态或者倾斜状态。
参见图1和图2，测调单元包括测调联动车组38；电动取样器100通过电缆37与测调联动车组38连接，电动取样器100通过防喷管36下入井下。
本发明实施例提供的取样系统中，电动取样器100的工作原理为：在初始状态时，第一连接绳10和第二连接绳12均处于松弛状态，上活塞11和下活塞13分别位于本体9侧壁上的进液孔18的上方和下方。上活塞11、下活塞13和本体9的侧壁围合形成取样空间。电机4通过传动轴5连接绕绳杆6。当电动取样器100下入至预设位置后，启动电机4，当电机4转动时，绕绳杆6在电机4的驱动下旋转，随着绕绳杆6的旋转，第一连接绳10不断缠绕在绕绳杆6上，从而带动上活塞11向上运动。井筒26内的流体从进液孔18进入上活塞11和下活塞13之间的取样空间内。在此过程中，第二连接绳12逐渐被拉直，当第二连接绳12被拉直后，在拉力作用下，下活塞13将随上活塞11一起向上运动，从而将进液孔8封闭，此时，使电机4停止转动，完成取样。将电动取样器100从井筒中取出后，将下活塞13底部的取样孔中的密封件14取出后，即可使采集到的井下流体流出，进行后续分析检测工作。
可倾斜式井口防喷管单元的工作原理为：防喷管36的下端具有下接头30，井口采油树28的上端具有采油树接头29，在油水井正常工作的状态下，防喷管36处于竖直状态，防喷管的下接头30与采油树接头29对接(通过螺纹连接)。通过举升机构可使防喷管36倾斜。在防喷管36处于倾斜状态时，将电动取样器100放入防喷管36中，之后将防喷管36竖立起来，从而使电动取样器100通过防喷管36、井口采油树28后进入井筒26的油管27内。当取样完毕后，先将电动取样器100上提至防喷管36内，之后将防喷管36倾斜，将电动取样器100取出，再将防喷管恢复至直立状态，恢复油水井的正常工作。
电动取样器100通过电缆与测调联动车组38连接，通过测调联动车组38控制电动取样器100的上提、下放以及电机4的启动、停止等。
通过上述工作原理可以看出，采用本发明实施例提供的取样系统，一方面，当通过电缆控制电机启动时，井下流体才会进入取样空间中，从而使取样深度准确、样品真实可靠。另一方面，防喷管可倾斜，电动取样器下入过程中，不需要将电动取样器举升至很高的位置，降低工作人员劳动强度，避免安全事故的发生。
并且，本发明实施例提供的电动取样器中，电机4旋转一周，绕绳杆6也旋转一周，第一连接绳10就缠绕一圈，上活塞11移动的距离就是绕绳杆6的周长，也就是电机4转动一周上活塞11移动的距离比较长，因此采用本发明实施例提供的电动取样器，能够显著提高取样效率，特别是在样品采集量比较大的时候，本发明实施例的电动取样器优势更加明显。
需要说明的是，对于电动取样器100来说，上活塞11和下活塞13的外径应当与本体9的内径相配合，以保证上活塞11、下活塞13和本体9的侧壁之间形成封闭的取样空间。并且第二连接绳12的长度应当小于进液孔18和出液孔21之间的距离，从而使当下活塞13将进液孔封闭时，上活塞11位于出液孔21的下方，避免取样空间内采集到的样品流出。还需要保证当第二连接绳12被拉直时，上活塞11和下活塞13之间的样品量能够满足后续分析检测的要求。
还需要说明的是，由于初始状态时，上活塞11是位于本体9的侧壁上的出液孔21的下方，因此，井下流体会从出液孔21进入本体9内位于上活塞11上方的空间，随着上活塞11的上移，这部分流体将从出液孔21中排出到油管27中。
密封件14具体可以为密封螺钉。
本发明实施例中所提到的防喷管倾斜是指从防喷管36的下端指向防喷管36的上端的方向与竖直向下的方向之间的夹角为锐角，也就是防喷管36倾斜后，其上端低于其下端。
进一步地，参见图1和图2，本发明实施例中，在防喷管36的上端设置有第一滑轮35，在防喷管36的下端设置有第二滑轮32。电缆37的一端与测调联动车组38连接，电缆37的另一端依次绕过第二滑轮32和第一滑轮35与电动取样器100连接。
下面将结合图3、图4、图5、图6-1和图6-2，对本发明实施例提供的取样系统中的电动取样器100做进一步说明。
本发明实施例中，绕绳杆6的下端设置有外螺纹，第一连接绳10缠绕在绕绳杆6具有外螺纹的部位。在此基础上，电动取样器100还包括：设置在本体9内、且位于出液孔21上方的固定套22，在固定套22中心、沿本体9的轴线方向设置有内径略大于绕绳杆6具有外螺纹部位的直径的安装槽；在固定套22的侧壁上沿本体9的轴线方向设置有穿绳孔23，第一连接绳10穿过穿绳孔23与上活塞11连接。固定套22通过固定销钉7与本体9固定。
通过在绕绳杆6上设置外螺纹，并在绕绳杆6具有外螺纹的部位的外侧设置固定套22，可以使第一连接绳10紧密的缠绕在绕绳杆6上。
进一步地，在固定套22的底部还设置有双滑轮8，第一连接绳10从穿绳孔23穿出后，穿过双滑轮8的两个滑轮之间的间隙，然后与上活塞11的顶部连接，从而对第一连接绳10的运动进行导向。同时，为了进一步避免第一连接绳10与穿绳孔23上下两端边缘的摩擦，可在穿绳孔23上下两端均加工圆倒角。
固定套22的底部还设置有弹簧20，弹簧20套装在双滑轮8的外侧。弹簧20的设置可对电机4起到过载保护的作用。具体来说，在第一连接绳10的牵引下，上活塞11逐渐向上运动，当上活塞11到达弹簧20处时，对弹簧20进行压缩，使得电机4扭矩变大，当扭矩增大至设计阀值后，电机4停止转动。
因此，第二连接绳12的长度在小于进液孔18和出液孔21之间的距离的同时，还应当保证电机4由于扭矩增大至设计阈值而停止转动时，下活塞13能够将进液孔8封闭。第一连接绳10缠绕在绕绳杆6上的部分的长度应当略大于上活塞11从初始最下端的位置到与弹簧20相接触期间的行程长度。
进一步地，电动取样器100还包括：套装在传动轴5外部、且两端分别与电机套筒41的下端和本体1的上端连接的轴套51，轴套51与传动轴5之间密封连接。利用轴套51抱住传动轴5，使电动取样器100能够稳定运行。
进一步地，电动取样器100还包括：与本体9的上端固定连接的磁定位短节3，与磁定位短节3上端固定连接的加重杆24，与加重杆24的上端固定连接的扶正短节2，以及与扶正短节2的上端固定连接的电缆接头1。
其中，磁定位短节3用于获取电动取样阀100在井下的具体位置，以便于对取样位置的准确定位。具体来说，磁定位短节3包括定位套筒和设置在定位套筒内部的磁定位传感器。磁定位传感器基于电磁感应的原理来获取电动取样阀100的位置。井筒26内的油管27的内壁是光滑的，但是在相邻的油管连接的位置处会有凸起。当磁定位短节3经过相邻油管的连接处时，感应线圈中的磁通量会发生变化，从而引起电流的变化，进而引起感应线圈两端电压的变化。通过电流、电压的变化即可得到电动取样阀100所处的位置信息。
加重杆24用于增加电动取样器100本身的质量，以利于电动取样器100下入井筒26内。
扶正短节2用于对电动取样器100下入时进行扶正。
电缆接头1用于与连接电缆37，对电动取样器100进行供电和信号传输。
进一步地，本体9的下端以可拆卸连接的方式设置有堵头16以防止下活塞13从本体9中滑出，堵头16上设置有泄液孔15。堵头16的底部可以设置为凸出的圆弧形，以减小电动取样器100下入过程中的阻力，使电动取样器100的下放过程更加顺畅。当取样结束后，需要取出本体9内的样品时，只需要将螺丝刀伸入泄液孔，将封闭取样孔的密封螺钉拧开，即可使取样腔体内的流体样品依次通过取样孔、泄液孔顺利流出，使取样过程更加方便快捷。
本发明实施例中，电缆接头1、扶正短节2、加重杆24、磁定位短节3、电机套筒41、轴套51、本体9以及堵头16之间均通过螺纹连接。
进一步地，为了避免样品的泄漏，上活塞11和下活塞13的侧壁上还设置有密封凹槽，密封凹槽中设置有第一密封圈19和第二密封圈17，以避免样品从上活塞11或下活塞13的侧方渗漏出去，导致样品量减少，不利于样品参数的检测。第一密封圈19和第二密封圈17的数量可以为2条，也可以根据实际需要设置3条、4条或者更多。
为了提高电动取样器100的取样效率，可以在本体9的侧壁上沿圆周方向设置多个进液孔18和多个出液孔21。可以通过适当增加进液孔18的直径，来使电动取样器100更适合于聚合物等大分子液体样品的采集，避免对聚合物等大分子液体样品的剪切。
进一步地，本发明实施例中，对于可倾斜式井口防喷管单元的具体实现形式可以参考申请号201420648630.5的中国专利中的记载。举升机构具体包括举升支架31以及液压油缸33。井口采油树28的上端设置有油壬结构，举升支架31固定在防喷管36的下端，液压油缸33的缸体固定在举升支架31上，液压油缸33的活塞杆与油壬结构铰接连接。通过控制液压油缸33的活塞杆伸长与缩短，来使得防喷管36倾斜或者直立。
参见图1和图2，可倾斜式井口防喷管单元中还包括缆绳34。缆绳34的一端固定在防喷管36的上端，另一端锚固在地面上，以使防喷管36更稳定。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于井下流体取样的取样方法，该取样方法通过上述的取样系统实施，具体包括以下步骤：
步骤a，使防喷管36处于倾斜状态，并打开井口采油树38的生产主阀门，将电动取样器100通过电缆37与测调联动车组38连接，之后将电动取样器100置入防喷管36中。
步骤b，将防喷管36竖立起来，并使防喷管36与井口采油树28对接，使电动取样器100通过防喷管36及井口采油树28后下入至井筒26的油管27内的预设位置。
步骤c，测调联动车组38通过电缆37向电动取样器100的电机4发送指令、启动电机4；绕绳杆6在电机4的驱动下旋转，使第一连接绳10不断缠绕在绕绳杆6上，从而带动上活塞11向上运动，井下流体从进液孔18进入上活塞11和下活塞13之间的空间；当第二连接绳8被拉直后，下活塞13随上活塞11向上移动将进液孔18封闭；之后电机4停止转动，完成取样。
步骤d，将电动取样器100从井筒26中上提至防喷管36中，并关闭井口采油树38的生产主阀门，使防喷管36倾倒，之后将电动取样器100从防喷管中取出。
步骤e，将电动取样器100中的井下流体样品取出。
根据上文对取样系统的工作原理的描述可以看出，采用本发明实施例提供的取样方法对井下流体进行取样，一方面，可使取样深度准确、样品真实可靠。另一方面，在电动取样器100下入过程中，不需要将电动取样器100举升至很高的位置，降低工作人员劳动强度，避免安全事故的发生。
进一步地，步骤b中，通过磁定短节3实时获取电动取样器100的下入位置，当电动取样器100到达预定位置后，侧调联动车组38停止电缆37的下放，并发送指令使电机4启动。
步骤c中，通过设置在固定套22下方的弹簧20的过载保护作用使电机4停止转动，即当上活塞11到达弹簧20处时，对弹簧20进行压缩，使得电机4扭矩变大，当扭矩增大至设计阀值后，电机4停止转动。
步骤d中，将电动取样器100从防喷管中取出后，拆卸防喷管36和举升机构，各种装置、仪器拆卸完毕后清洗干净，放好归位。
步骤e中将电动取样器100中的井下流体样品取出的具体过程为：将下活塞13底部的取样孔中的密封件14取出，使井下流体样品从下活塞13底部的取样孔中流出。
综上，本发明实施例提供了一种用于井下流体取样的取样系统以及基于该取样系统的取样方法。其中，由于采用电缆起下仪器，井下取样动作地面可控，现场可操作性强，整个取样过程物样保全性好，安全可靠，快速有效，不影响现场正常生产，且不会造成环境污染。可直接在井筒内任意位置进行原位取样，样品不受玷污，所取介质能准确反映出地下特定环境状况下的流体性能。采用可倾斜式井口防喷管单元，便于电动取样器下入井筒和取样后从防喷管内提出，避免人工攀爬举升，工人劳动强度低，一次取液量大，在注水压力高井适应性强。同时对聚合物剪切小，适用于地下水、油、聚合物等各类流体取样。并且，本发明实施例提供的取样系统中，是通过绕绳杆旋转使第一连接绳均匀缠绕在绕绳杆螺纹内来拉动上活塞向上移动的，该方式活塞移动速度更快，工作效率更高，大大缩短了井下取样时间，特别是在样品采集量比较大时优势更加明显。
本发明实施例提供的取样系统和取样方法在探矿工程、地下能源利用、水资源勘察等工业领域具有广阔的应用前景。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于井下流体取样的取样系统，其特征在于，包括：电动取样器(100)、井口可倾斜式防喷管单元以及测调单元；
所述电动取样器(100)包括：
圆筒形的本体(9)，在所述本体(9)的侧壁上设置有出液孔(21)和进液孔(18)，所述出液孔(21)位于所述进液孔(18)上方；
以可上下滑动的方式设置在所述本体(9)内部、且位于所述出液孔(21)下方的上活塞(11)；
以可上下滑动的方式设置在所述本体(9)内部、且位于上活塞(11)下方的下活塞(13)，所述下活塞(13)的底部设置有取样孔；
以可拆卸的方式设置在所述取样孔内部的密封件(14)；
设置在所述本体(9)内部且位于所述上活塞(11)上方的绕绳杆(6)；
与所述绕绳杆(6)通过传动轴(5)连接的电机(4)，所述电机(4)设置在电机套筒(41)内，所述电机套筒(41)设置在所述本体(9)上方；
一端缠绕在所述绕绳杆(6)上，另一端与所述上活塞(11)连接的第一连接绳(10)；
两端分别与上活塞(11)和下活塞(13)连接的第二连接绳(12)，当所述第二连接绳(12)处于放松状态时，所述下活塞(13)位于所述进液孔(18)的下方，当所述第二连接绳(12)被拉直时，所述下活塞(13)可将所述进液孔(18)封闭；
所述可倾斜式井口防喷管单元包括：井口采油树(28)、防喷管(36)以及举升机构，通过所述举升机构可使防喷管(36)处于直立状态或者倾斜状态；
所述测调单元包括测调联动车组(38)；
所述电动取样器(100)通过电缆(37)与所述测调联动车组(38)连接，所述电动取样器(100)通过所述防喷管(36)下入井下。
2.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，在所述防喷管(36)的上端设置有第一滑轮(35)，在所述防喷管(36)的下端设置有第二滑轮(32)；
所述电缆(37)的一端与所述测调联动车组(38)连接，所述电缆(37)的另一端依次绕过所述第二滑轮(32)和所述第一滑轮(35)与所述电动取样器(100)连接。
3.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述绕绳杆(6)的下端设置有外螺纹，所述第一连接绳(10)缠绕在所述绕绳杆(6)具有外螺纹的部位；
所述电动取样器(100)还包括：设置在所述本体(9)内、且位于所述出液孔(21)上方的固定套(22)，在所述固定套(22)中心、沿所述本体(9)的轴线方向设置有内径略大于所述绕绳杆(6)具有外螺纹部位的直径的安装槽；在所述固定套(22)的侧壁上沿所述本体(9)的轴线方向设置有穿绳孔(23)，所述第一连接绳(10)穿过所述穿绳孔(23)与所述上活塞(11)连接。
4.根据权利要求3所述的取样系统，其特征在于，所述固定套(22)的底部设置有双滑轮(8)，所述第一连接绳(10)从所述穿绳孔(23)穿出后，穿过所述双滑轮(8)的两个滑轮之间的间隙，然后与所述上活塞(11)连接；
所述固定套(22)的底部还设置有弹簧(20)，所述弹簧(20)套装在所述双滑轮(8)的外侧。
5.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述电动取样器(100)还包括：套装在所述传动轴(5)外部、且两端分别与电机套筒(41)的下端和本体(1)的上端连接的轴套(51)，所述轴套(51)与所述传动轴(5)之间密封连接。
6.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述电动取样器(100)还包括：与所述本体(9)的上端固定连接的磁定位短节(3)，与所述磁定位短节(3)上端固定连接的加重杆(24)，与所述加重杆(24)的上端固定连接的扶正短节(2)，以及与所述扶正短节(2)的上端固定连接的电缆接头(1)。
7.根据权利要求1所述的取样系统，其特征在于，所述本体(9)的下端以可拆卸连接的方式设置有堵头(16)，所述堵头(16)上设置有泄液孔(15)。
8.一种用于井下流体取样的取样方法，其特征在于，所述取样方法通过权利要求1～7任一项所述的取样系统实施，所述取样方法包括以下步骤：
步骤a，使防喷管(36)处于倾斜状态，并打开所述井口采油树(38)的生产主阀门，将电动取样器(100)通过电缆(37)与测调联动车组(38)连接，之后将所述电动取样器(100)置入所述防喷管(36)中；
步骤b，将所述防喷管(36)竖立起来，并使所述防喷管(36)与井口采油树(28)对接，使所述电动取样器(100)通过所述防喷管(36)及所述井口采油树(28)后下入至井筒(26)的油管(27)内的预设位置；
步骤c，测调联动车组(38)通过所述电缆(37)向所述电动取样器(100)的电机(4)发送指令、启动所述电机(4)；所述绕绳杆(6)在所述电机(4)的驱动下旋转，使所述第一连接绳(10)不断缠绕在所述绕绳杆(6)上，从而带动所述上活塞(11)向上运动，井下流体从所述进液孔(18)进入所述上活塞(11)和所述下活塞(13)之间的空间；当所述第二连接绳(8)被拉直后，所述下活塞(13)随所述上活塞(11)向上移动将所述进液孔(18)封闭；之后所述电机(4)停止转动，完成取样；
步骤d，将所述电动取样器(100)从所述井筒(26)中上提至所述防喷管(36)中，并关闭所述井口采油树(38)的生产主阀门，使所述防喷管(36)倾倒，之后将所述电动取样器(100)从所述防喷管中取出；
步骤e，将所述电动取样器(100)中的井下流体样品取出。
9.根据权利要求8所述的取样方法，其特征在于，所述步骤e具体包括：将所述下活塞(13)底部的取样孔中的密封件(14)取出，使所述井下流体样品从所述下活塞(13)底部的取样孔中流出。
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