CN110954356A - 油气井井下固体取样器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体和上接头，本体内部设有用于容纳砂石的盛砂室，本体呈圆锥状，本体的水平截面面积在远离上接头的方向上逐渐减小。本发明通过将本体设置成圆锥状，且本体的水平截面面积在远离上接头的方向上逐渐减小，使得本体下入油气井的一端能够轻松的破开井下的出砂或结垢，便于将井下的出砂或结垢收集到盛砂室中，且在取样完成后能够方便的取出。

Description

油气井井下固体取样器

技术领域

本发明涉及石油天然气生产技术，尤其涉及一种油气井井下固体取样器。

背景技术

在石油天然气生产过程中，油气井在生产一段时间后往往会伴随出砂或结垢等现象，对于某些特殊地层结构的油气井，出砂或结垢的现象尤其严重。出砂或结垢的根本原因是由于生产压差过大，使得砂岩油气层岩石胶结疏松，地层砂流入井筒。出砂或结垢会磨损泵筒与柱塞、降低泵效率，甚至损坏采油泵，造成油气井减产或停产。

在生产作业中，为充分了解每一口油气井出砂或结垢的根本原因，准确制定防治措施，需要进行井下取样，以便对样品进行化验分析。对于气藏埋深超过7000米，储层温度大于180摄氏度，地层压力超过120兆帕的“三超”油气井，井下取样难度很大。现有技术中常用通井规改装而成，通井规大体呈圆柱状，且内部为中空腔体，在通井规的侧壁上设有联通内部中空腔体的通孔，通井规的上端封闭用于连接外部设备，下端呈开口状，改装时在通井规中空腔体的内壁上焊接两个相对的凸起，凸起位于通孔和下端开口之间，使得其能够阻挡取得的样品从通井规内掉落。

但是，由于油气井井下的出砂或结垢容易聚集成段、非常致密，圆柱状的通井规很难插进去，或者插进去后容易被卡在井下难以取出，取样十分不便。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种油气井井下固体取样器，本发明克服了现有技术中通井规取样时下入或取出困难的缺陷，能够方便的进行取样作业。

本发明提供一种油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体和上接头，所述本体内部设有用于容纳砂石的盛砂室，所述本体呈圆锥状，所述本体的水平截面面积在远离所述上接头的方向上逐渐减小。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述盛砂室设置在所述本体的侧壁上，所述本体内设有中空腔体，所述盛砂室与所述中空腔体联通。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述本体上设有多个盛砂室，多个所述盛砂室沿所述本体的周向等间距分布。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述盛砂室包括两个第一盛砂室和两个第二盛砂室，两个所述第一盛砂室位于同一水平面内，两个所述第二盛砂室位于同一水平面内，且两个所述第一盛砂室所处的水平面位于两个所述第二盛砂室所处的水平面的上方。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述盛砂室的上侧壁向下倾斜，且所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为55-65°；所述盛砂室的下侧壁向上倾斜，且所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为40-50°。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为60°，所述盛砂室的下侧壁与竖直面之间的夹角为45°。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述上接头包括固定部、凸台和连接轴，所述凸台设置在所述固定部和连接轴之间，所述本体的上端抵顶在所述凸台的下表面上，所述连接轴设置在所述中空腔体内，且所述连接轴位于所述第二盛砂室的上方。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述连接轴上设有水平贯穿所述连接轴的空腔，所述第一盛砂室与所述空腔相连。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述本体上设有通孔，所述连接轴上设有螺栓孔，紧固螺栓依次穿过所述通孔和螺栓孔以将所述本体和连接轴固定连接。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述连接轴上设有多个所述螺栓孔，多个所述螺栓孔沿所述连接轴的周向等间距分布。

如上所述的油气井井下固体取样器，可选的，所述固定部的上端设有外螺纹，所述固定部用于连接配重杆。

本发明提供的油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体和上接头，本体内部设有用于容纳砂石的盛砂室，本体呈圆锥状，本体的水平截面面积在远离上接头的方向上逐渐减小。本发明通过将本体设置成圆锥状，且本体的水平截面面积在远离上接头的方向上逐渐减小，使得本体下入油气井的一端能够轻松的破开井下的出砂或结垢，便于将井下的出砂或结垢收集到盛砂室中，且在取样完成后能够方便的取出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的油气井井下固体取样器的结构简图；

图2为本发明一实施例提供的本体在第一视角下的结构简图；

图3为本发明一实施例提供的本体在第二视角下的结构简图；

图4为本发明一实施例提供的上接头的结构简图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为图4的B-B向剖视图。

附图标记：

100-本体； 110-盛砂室；

111-第一盛砂室； 112-第二盛砂室；

120-中空腔体； 130-通孔；

200-上接头； 210-固定部；

220-凸台； 230-连接轴；

231-空腔； 232-螺栓孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在石油天然气生产过程中，油井在使用一段时间后往往会伴随出砂或结垢等现象，对于某些特殊地层结构的油气井，出砂或结垢的现象尤其严重。出砂或结垢的根本原因是由于生产压差过大，使得砂岩油气层岩石胶结疏松，地层砂流入井筒。出砂或结垢会磨损泵筒与柱塞、降低泵效率，甚至损坏采油泵，造成油气井减产或停产。

在生产作业中，为充分了解每一口油气井出砂或结垢的根本原因，准确制定防治措施，需要进行井下取样，以便对样品进行化验分析。对于气藏埋深超过7000米，储层温度大于180摄氏度，地层压力超过120兆帕的“三超”油气井，井下取样难度很大。现有技术中常用通井规改装而成，通井规大体呈圆柱状，且内部为中空腔体，在通井规的侧壁上设有联通内部中空腔体的通孔，通井规的上端封闭用于连接外部设备，下端呈开口状，改装时在通井规中空腔体的内壁上焊接两个相对的凸起，凸起位于通孔和下端开口之间，使得其能够阻挡取得的样品从通井规内掉落。

但是，由于油气井井下的出砂或结垢容易聚集成段、非常致密，圆柱状的通井规很难插进去，或者插进去后容易被卡在井下难以取出，取样十分不便。

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种油气井井下固体取样器，本发明克服了现有技术中通井规取样时下入或取出困难的缺陷，能够方便的进行取样作业。

下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加详细的了解本发明的内容。

图1为本发明一实施例提供的油气井井下固体取样器的结构简图；请参照图1。本实施例提供一种油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体100和上接头200，本体100内部设有用于容纳砂石的盛砂室110，本体100呈圆锥状，本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小。

具体的，本实施例的固体取样器用于油气井井下出砂或结垢的取样作业，取样器包括本体100和上接头200，上接头200设置在本体100的上方；本体100和上接头200固定连接，其具体的固定连接方式可以选用焊接、螺纹连接、卡接等现有技术中常用的方式，本实施例对此不做进一步限定。上接头200用于连接钢丝绳，工作人员在井口控制钢丝绳的下入长度以控制取样器下入油气井的深度。本体100上设有用于容纳砂石的盛砂室110，盛砂室110的形状可以根据需要进行设置，例如，盛砂室110可以为圆形、方形、三角形等任意适宜的形状，本实施例对此不做进一步限定。本体100整体呈圆锥状，且本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小，以使得本体100下入油气井时其前端为尖锥形，便于插入井下致密的出砂或结垢中，使得井下的出砂或结垢容易收集到盛砂室110中。此外，锥形的本体100还便于在取样完成后取出，能够有效的防止取样器被卡在井下致密的出砂或结垢中。

本实施例的取样器在使用时，将上接头200与井口的钢丝绳固定连接，然后将取样器整体放入井下，取样器在自身重力的作用下下落，且其尖锥状的头部能够顺利的插入井下致密的出砂或结垢中，取样器插入时切割了出砂或结垢层，使得掉落的部分出砂或结垢落入盛砂室110，从而实现取样；取样完成后，工作人员控制钢丝绳回收，逐渐将取样器从井下出砂或结垢层中取出，直至回收到地面，完成取样作业。

本实施例提供的油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体100和上接头200，本体100上设有用于容纳砂石的盛砂室110，本体100呈圆锥状，本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小。本实施例通过将本体100设置成圆锥状，且本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小，使得本体100下入油气井的一端能够轻松的破开井下的出砂或结垢，便于将井下的出砂或结垢收集到盛砂室中，且在取样完成后能够方便的取出。

进一步地，本实施例中盛砂室110设置在本体100的侧壁上，本体100内设有中空腔体120，盛砂室110与中空腔体120联通。也即，在本实施例中盛砂室110相当于一个开设在本体100侧壁上的通孔，通过盛砂室120实现了中空腔体120与外界的联通，当取样器落入井下的出砂或结垢层中后，被切割下的出砂或结垢能够通过盛砂室110进入中空腔体120中，从而实现样本的收集和储存。

进一步地，本实施例中本体100上设有多个盛砂室110，多个盛砂室110沿本体的周向等间距分布，以在各个方向上收集掉落的出砂或结垢，保证取样的成功率。本实施中的多个盛砂室110可以分别设置在本体100的不同高度，以使得样本收集的效果更佳。

图2为本发明一实施例提供的本体在第一视角下的结构简图；图3为本发明一实施例提供的本体在第二视角下的结构简图；请参照图1-图3。在一个可选的实施方式中，本体100上包括两个第一盛砂室111和两个第二盛砂室112，两个第一盛砂室111位于同一水平面内，且相对于本体100的中轴线对称；两个第二盛砂室112位于同一水平面内，且相对于本体100的中轴线对称；并且两个第一盛砂室111所处的水平面位于两个第二盛砂室112所处的水平面的上方。从俯视的角度看，两个第一盛砂室111和两个第二盛砂室112在本体100的周向方向上均匀分布，即第一盛砂室111和第二盛砂室112交错分布，相邻的第一盛砂室111和第二盛砂室112之间交错90度。

本实方式通过将本体100设置成圆锥状，且本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小，使得本体100下入油气井的一端能够轻松的破开井下的出砂或结垢，便于将井下的出砂或结垢收集到盛砂室中，且在取样完成后能够方便的取出；通过设置位于不同平面内的第一盛砂室111和第二盛砂室112，且使得第一盛砂室111和第二盛砂室112交错分布，从而保证了取样的成功率。

进一步地，本实施例中盛砂室110的上侧壁向下倾斜，且盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为55-65°；盛砂室110的下侧壁向上倾斜，且盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为40-50°。将盛砂室110设置成上述结构，有利于切割下的出砂或结垢进入盛砂室110，使得样本收集的效果更佳。

更进一步地，本实施例的盛砂室110的上侧壁与竖直面之间的夹角为60°，盛砂室110的下侧壁与竖直面之间的夹角为45°。此为盛砂室110的最优结构，能够最大限度的提高收集样本的效果。

图4为本发明一实施例提供的上接头的结构简图；图5为图4的A-A向剖视图；图6为图4的B-B向剖视图；请参照图1、图4、图5和图6。进一步地，本实施例中的上接头200包括固定部210、凸台220和连接轴230，凸台220设置在固定部210和连接轴230之间，本体100的上端抵顶在凸台220的下表面上，连接轴230设置在中空腔体120内，且连接轴230位于第二盛砂室112的上方。这样，中空腔体120被连接轴230分隔成两部分，以将第一盛砂室111和第二盛砂室112隔离开；具体的，第二盛砂室112依然与中空腔体120相连，从第二盛砂室112进入的出砂或结垢将落入中空腔体120中。

更进一步地，如图4和图6所示，本实施例中连接轴230上设有水平贯穿连接轴的空腔231，第一盛砂室111与空腔相连。也即，第一盛砂室111将外界与连接轴230上的空腔231相连，从第一盛砂室111进入的出砂或结垢将落入连接轴230上的空腔231中。

取样完成后，工作人员可以将上接头200和本体100拆卸开来，并将存储在空腔231和中空腔体120内的出砂或结垢样本倒出，以便进行具体化验分析。

进一步地，如图1-图5所示，本实施例中在本体100上设有通孔130，连接轴230上设有螺栓孔232，紧固螺栓依次穿过通孔120和螺栓孔232以将本体和连接轴固定连接。

连接轴230上设有多个螺栓孔232，多个螺栓孔232沿连接轴230的周向等间距分布。如图5所示，连接轴230上设有三个螺栓孔232，三个螺栓孔232等间距的分别在连接轴230的周向上。

进一步地，本实施例的固定部210的上端设有外螺纹，固定部210可用于连接配重杆。具体的，为提高本实施例的取样器下入时的冲击力，可以在取样器下入时在其上方加设一个配重杆以增加其重量，配重杆与固定部210可以通过上述螺纹连接的方式实现连接，即在配重杆的下端设有带有内螺纹的连接结构，通过固定部210上的外螺纹与配重杆上的内螺纹的配合实现二者的连接固定。二者固定一体后再将配重杆与钢丝绳连接，然后再下入油气井中进行取样作业。

本实施例提供的油气井井下固体取样器，包括固定连接的本体100和上接头200，本体100上设有用于容纳砂石的盛砂室110，本体100呈圆锥状，本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小。本实施例通过将本体100设置成圆锥状，且本体100的水平截面面积在远离上接头200的方向上逐渐减小，使得本体100下入油气井的一端能够轻松的破开井下的出砂或结垢，便于将井下的出砂或结垢收集到盛砂室中，且在取样完成后能够方便的取出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油气井井下固体取样器，其特征在于，包括固定连接的本体和上接头，所述本体内部设有用于容纳砂石的盛砂室，所述本体呈圆锥状，所述本体的水平截面面积在远离所述上接头的方向上逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述盛砂室设置在所述本体的侧壁上，所述本体内设有中空腔体，所述盛砂室与所述中空腔体联通。

3.根据权利要求2所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述本体上设有多个盛砂室，多个所述盛砂室沿所述本体的周向等间距分布。

4.根据权利要求3所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述本体上包括两个第一盛砂室和两个第二盛砂室，两个所述第一盛砂室位于同一水平面内，两个所述第二盛砂室位于同一水平面内，且两个所述第一盛砂室所处的水平面位于两个所述第二盛砂室所处的水平面的上方。

5.根据权利要求2所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述盛砂室的上侧壁向下倾斜，且所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为55-65°；所述盛砂室的下侧壁向上倾斜，且所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为40-50°。

6.根据权利要求5所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述盛砂室的上侧壁与竖直面之间的夹角为60°，所述盛砂室的下侧壁与竖直面之间的夹角为45°。

7.根据权利要求4所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述上接头包括固定部、凸台和连接轴，所述凸台设置在所述固定部和连接轴之间，所述本体的上端抵顶在所述凸台的下表面上，所述连接轴设置在所述中空腔体内，且所述连接轴位于所述第二盛砂室的上方。

8.根据权利要求7所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述连接轴上设有水平贯穿所述连接轴的空腔，所述第一盛砂室与所述空腔相连。

9.根据权利要求7所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述本体上设有通孔，所述连接轴上设有螺栓孔，紧固螺栓依次穿过所述通孔和螺栓孔以将所述本体和连接轴固定连接。

10.根据权利要求7所述的油气井井下固体取样器，其特征在于，所述固定部的上端设有外螺纹，所述固定部用于连接配重杆。

Images