CN115680651A - 一种多腔室缆控井下电动取样工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多腔室缆控井下电动取样工具，所述取样工具包括：缸套以及取样模块，所述缸套内安装有若干个取样模块，若干个所述取样模块以所述缸套的轴心为中心圆周分布；所述取样模块包括：电机、传动机构、阀门装置以及取样筒，其中，所述阀门装置安装于所述取样筒的入口处，用于打开或关闭所述取样筒的入口，所述缸套的侧壁上对应所述取样筒的入口处设有入液口。本发明提供的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其内部设有若干个取样筒，若干个取样筒在平面上圆周分布，三个取样筒单独控制，独立密封，可分层段采集液样。

Description

一种多腔室缆控井下电动取样工具

技术领域

本发明属于采油工程装备领域，尤其涉及一种多腔室缆控井下电动取样工具。

背景技术

中国油田普遍采用分层注水、笼统采油的开发方式，随着开发深入，注入端不断向细分、智能的方向发展，但采出端多数依然为笼统采油方式。经过多年开发，层间和平面矛盾造成采出剖面不均衡，低渗透储集层动用效果差；同时，注水开发后，油藏物理性质发生变化，层间差异逐年加大，油水分布日趋复杂。因此，准确掌握各储集层分层压力及流体参数等油层开发数据，对提高采收率，实现各类油层均衡开采，提高油田开发水平具有重要意义。

目前，油田生产井的测压和取样通常为两套不同的工艺。常用的分层压力恢复测试包括常规机械管柱分层压力测试技术和随泵分层测压技术，这些压力测试手段存在实施条件受限、工艺繁琐、测试效率低、占井时间长、费用高等问题。国内针对套管井开发的取样测试技术测试原理与国外的过电缆地层测试技术相似，但目前还存在封隔器封隔厚度受限、系统结构复杂、可靠性低、维修保养难度大等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供如下技术方案：

一种多腔室缆控井下电动取样工具，所述取样工具包括：缸套以及取样模块，所述缸套内安装有若干个取样模块，若干个所述取样模块以所述缸套的轴心为中心圆周分布；所述取样模块包括：电机、传动机构、阀门装置以及取样筒，其中，所述阀门装置安装于所述取样筒的入口处，用于打开或关闭所述取样筒的入口，所述缸套的侧壁上对应所述取样筒的入口处设有入液口。

进一步的，所述传动机构包括减速箱、丝杆以及丝母，所述电机的输出轴连接减速箱的输入轴，所述减速箱的输出轴连接所述丝杆，所述丝杆与所述丝母配合。

进一步的，所述阀门装置包括连接套、阀芯、凡尔A以及凡尔座A，所述凡尔座A固定安装在所述缸套内，所述凡尔座A与所述凡尔A配合，所述丝母固定安装在所述连接套内，所述连接套可滑动地安装在所述缸套内，所述连接套顶部与所述阀芯固定连接。

进一步的，所述阀芯顶部固定安装有活接，所述活接内设有弹簧A，所述活接内设有可容纳所述凡尔A的空腔，所述凡尔A活动安装在所述活接内的空腔内，并且弹簧A向所述凡尔A施加远离所述阀芯的力。

进一步的，所述缸套内固定安装有电机座，所述电机固定安装在电机座内，所述电机座内安装有防转销，所述连接套上设有与所述防转销配合的开槽，防转销与开槽配合。

进一步的，所述凡尔座A的一端安装有阀套，阀套套设在所述阀芯上，用于对阀芯进行定位，阀套内设有与阀芯的配合的密封件。

进一步的，所述凡尔座A固定安装在缸套内，所述阀套的一部分与凡尔座A螺纹连接，阀套的另一部分与电机座螺纹连接。

进一步的，所述电机座上安装有用于对连接套进行限位的限位模块。

进一步的，所述限位模块包括磁定位螺钉以及霍尔开关，所述连接套上安装有磁定位螺钉，电机座上安装有两个霍尔开关。

进一步的，所述取样筒的入口处设有单向阀装置，用于避免取样筒内的液体流出。

进一步的，所述单向阀装置包括凡尔座B、凡尔B以及弹簧B，所述凡尔座B固定安装在所述取样筒的入口端，所述凡尔B的顶部设有导杆，所述取样筒内设有用于安装导杆的支撑平台，所述导杆可滑动地安装在所述支撑平台上，所述弹簧B套设在所述导杆上，弹簧B的两端分别与支撑平台以及凡尔B接触，使得凡尔B保持与凡尔座B的配合，并且在外部流体压力增大时，流体能够推开凡尔B进入所述取样筒内。

进一步的，所述取样筒的顶部安装有保护装置，用于对取样筒进行泄压。

进一步的，保护装置包括保护罩、凡尔C以及弹簧C，所述保护罩固定安装在所述取样筒的顶部，取样筒内设有与凡尔C配合的凡尔座C，弹簧C的两端分别与所述凡尔C以及保护罩接触，所述弹簧C安装完成后被压缩，保持具有弹性势能，在取样筒内部压力超过弹簧C的弹力后，取样筒内部液体泄漏到保护罩以及凡尔座C之间的空间内，从而对取样筒进行泄压。

进一步的，所述缸套内安装有电路板仓体，电路板仓体内设有用于穿插电缆的电缆过孔，电路板仓体的一端封闭整个缸套并与缸套螺纹连接。

进一步的，所述电路板仓体上安装有电路板，电路板连接电缆、电机以及霍尔开关。

进一步的，所述缸套的上下两端分别设置有流体出口和入口，在电路板仓体内设置流道，所述流道连接流体出口和入口。

本发明提供的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其内部设有若干个取样筒，若干个取样筒在平面上圆周分布，三个取样筒单独控制，独立密封，可分层段采集液样。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明一种多腔室缆控井下电动取样工具的结构示意图；

图2为本发明一种多腔室缆控井下电动取样工具中取样筒部分的结构示意图；

图3为本发明一种多腔室缆控井下电动取样工具中阀门装置部分的结构示意图；

图4为本发明一种多腔室缆控井下电动取样工具中下短接部分的结构示意图；

图中：1、下短接；2、定位套；3、电缆孔密封件A；4、密封插管；5、电路板仓体；6、缸套；7、电缆；8、电路板；9、电机；10、传动机构；11、螺钉；12、电机座；13、防转销；14、压板；15、霍尔开关；16、磁定位螺钉；17、连接套；18、阀套；19、密封件；20、阀芯；21、弹簧A；22、活接；23、凡尔；24、凡尔座B；25、凡尔B；26、弹簧B；27、取样筒；28、保护罩；29、上接头；30、定位销；31、上短接；32、密封接头；33、电缆孔密封件；34、密封圈。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

另外，在发明中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分，术语“上”、“下”、“左”、“右”和其它类似词语仅仅是附图中的位置关系。

如图1所示，本发明提供一种多腔室缆控井下电动取样工具，所述取样工具包括：缸套6以及取样模块，所述缸套6为整个取样工具的外壳，所述缸套6内安装有若干个取样模块，若干个所述取样模块以所述缸套6的轴心为中心圆周分布；所述取样模块包括：电机9、传动机构10、阀门装置以及取样筒27，其中，所述阀门装置安装于所述取样筒27的入口处，用于打开或关闭所述取样筒27的入口，所述缸套6的侧壁上对应所述取样筒的入口处设有入液口，缸套6外的油水混合物可通过入液口进入到缸套6内部，从而进入取样筒27。

如图3所示，所述传动机构10包括减速箱、丝杆以及丝母，所述电机9的输出轴连接减速箱的输入轴，所述减速箱的输出轴连接所述丝杆，通过丝杆转动带动丝母进行线性移动从而带动阀门装置工作。

如图3所示，所述阀门装置包括连接套17、阀芯20、凡尔A23以及凡尔座A，所述凡尔座A固定安装在所述缸套6内，所述凡尔座A用于与所述凡尔A23配合以打开或关闭所述取样筒27的入口，所述丝母固定安装在所述连接套17内，所述连接套17可滑动地安装在所述缸套6内，所述连接套17顶部与所述阀芯20固定连接，所述阀芯20顶部固定安装有活接22，所述活接22内设有弹簧A21，所述活接22内设有可容纳所述凡尔A23的空腔，所述凡尔A23活动安装在所述活接22内的空腔内，并且弹簧A21向所述凡尔A23施加远离所述阀芯20的力，以便于所述凡尔A23与所述凡尔座A配合，以及所述凡尔A23与所述凡尔座A起到缓冲作用。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述缸套6内固定安装有电机座12，所述电机9固定安装在电机座12内，所述电机座12内安装有防转销13，所述连接套17上设有与所述防转销13配合的开槽，防转销13与开槽配合以阻止连接套17转动；

另一方面，在凡尔座A的一端安装有阀套18，阀套18套设在所述阀芯20上，用于对阀芯20进行定位，阀套18内设有与阀芯20的配合的密封件19。

所述密封件19的作用还在于：对阀芯20进行“软定位”和扶正的作用，以限制其径向位置，保证阀芯20在转动时的稳定性。

在本发明的一个实施例中，凡尔座A固定安装在缸套6内，而阀套18的外壁上设有螺纹，阀套18的一部分与凡尔座A螺纹连接，阀套18的另一部分与电机座12螺纹连接，从而使电机座12固定安装在所述凡尔座A上。

在本发明的一个实施例中，所述电机座12上安装有用于对连接套17进行限位的限位模块，如图3所示，所述连接套17上安装有磁定位螺钉16，电机座12上安装有两个霍尔开关15，霍尔开关15通过压板14固定。当连接套17移动时，磁定位螺钉16跟随连接套17移动，当磁定位螺钉16移动至霍尔开关15处时，电机9停止工作，连接套17停止移动，从而对连接套17进行限位。

所述取样筒27内部进行仿生表面处理，具有疏油效果，便于转样，保证取样结果的准确性。

在本发明的一个实施例中，参阅图1，所述取样筒27的入口处设有单向阀装置，用于避免取样筒27内的液体流出。

在本发明的一个实施例中，所述单向阀装置包括凡尔座B24、凡尔B25以及弹簧B26，所述凡尔座B24固定安装在所述取样筒27的入口端，所述凡尔B25的顶部设有导杆，所述取样筒27内设有用于安装导杆的支撑平台，所述导杆可滑动地安装在所述支撑平台上，所述弹簧B26套设在所述导杆上，弹簧B26的两端分别与支撑平台以及凡尔B25接触，使得凡尔B25保持与凡尔座B24的配合，并且在外部流体压力增大时，流体能够推开凡尔B25进入所述取样筒27内。

在本发明的一个实施例中，所述取样筒27的顶部安装有保护装置，用于避免取样筒27内部压力过高，在取样筒27内部压力达到一定大小时，对取样筒27进行泄压。

具体的：保护装置包括保护罩28、凡尔C以及弹簧C，所述保护罩28固定安装在所述取样筒27的顶部，取样筒27内设有与凡尔C配合的凡尔座C，弹簧C的两端分别与所述凡尔C以及保护罩28接触，所述弹簧C安装完成后被压缩，保持一定的弹性势能，在取样筒27内部压力超过弹簧C的弹力后，取样筒27内部液体泄漏到保护罩28以及凡尔座C之间的空间内，从而对取样筒27进行泄压。

一般地，井下电动取样工具需要通过电缆进行供电以及信号传输，其中，信号传输一方面用于传输取样工具内的各项数据至地面，另一方面用于与地面控制系统连接。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，所述缸套6内安装有电路板仓体5，电路板仓体5内设有用于穿插电缆的电缆过孔，电路板仓体5的一端封闭整个缸套6，并与缸套6螺纹连接。

电路板仓体5上安装有电路板8，电路板8连接电缆7、电机9以及霍尔开关15，为电机9以及霍尔开关15供电，以及为电机9与霍尔开关15建立连接关系，以及通过地面控制系统控制电机9。

另一方面，在本发明的一个实施例中，电路板仓体5与凡尔座A一体化，从而加强取样工具整体结构强度。

进一步的，为保证取样筒27内外压力均衡，需保证取样筒27内部压力与取样筒27外部腔体内的压力尽可能的平衡，为此，取样工具内设有连接取样筒27外部腔体与取样工具外部空间的流体通道。

具体的：

在缸套6的上下两端分别设置有流体出口和入口，在电路板仓体5内设置流道，以连接流体出口和入口。

需要说明的是，所述流道独立于所述电缆过孔设置，即，所述流道不与所述电缆过孔以及电路板8的安装腔体连通，并且，在取样筒27的安装腔体内，设有套设在所述电缆上的防水管道。

进一步的，缸套6的两端分别设有上短接31和下短接1，用于将整体的取样工具与井下设备对接，其中，

上短接31内设有上接头29以及密封接头32，上接头29与密封接头32连接，并且二者之间通过定位销30进行定位，上接头29和密封接头32内的同一径向位置处设有电缆孔，并且密封接头32内设有电缆孔密封件B33，上接头29和密封接头32与上短接31之间均设有若干个密封圈34。

下接头1与电路板仓体5螺纹连接，下接头1内安装有密封插管4，密封插管4上一体化设置有与下接头1配合的定位套2，所述密封插管4内同样设有电缆孔以及用于密封电缆孔的电缆孔密封件A3。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (16)

1.一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述取样工具包括：缸套（6）以及取样模块，所述缸套（6）内安装有若干个取样模块，若干个所述取样模块以所述缸套（6）的轴心为中心圆周分布；所述取样模块包括：电机（9）、传动机构（10）、阀门装置以及取样筒（27），其中，所述阀门装置安装于所述取样筒（27）的入口处，用于打开或关闭所述取样筒（27）的入口，所述缸套（6）的侧壁上对应所述取样筒的入口处设有入液口。

2.根据权利要求1所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述传动机构（10）包括减速箱、丝杆以及丝母，所述电机（9）的输出轴连接减速箱的输入轴，所述减速箱的输出轴连接所述丝杆，所述丝杆与所述丝母配合。

3.根据权利要求2所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述阀门装置包括连接套（17）、阀芯（20）、凡尔A（23）以及凡尔座A，所述凡尔座A固定安装在所述缸套（6）内，所述凡尔座A与所述凡尔A（23）配合，所述丝母固定安装在所述连接套（17）内，所述连接套（17）可滑动地安装在所述缸套（6）内，所述连接套（17）顶部与所述阀芯（20）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述阀芯（20）顶部固定安装有活接（22），所述活接（22）内设有弹簧A（21），所述活接（22）内设有可容纳所述凡尔A（23）的空腔，所述凡尔A（23）活动安装在所述活接（22）内的空腔内，并且弹簧A（21）向所述凡尔A（23）施加远离所述阀芯（20）的力。

5.根据权利要求3所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述缸套（6）内固定安装有电机座（12），所述电机（9）固定安装在电机座（12）内，所述电机座（12）内安装有防转销（13），所述连接套（17）上设有与所述防转销（13）配合的开槽，防转销（13）与开槽配合。

6.根据权利要求5所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述凡尔座A的一端安装有阀套（18），阀套（18）套设在所述阀芯（20）上，用于对阀芯（20）进行定位，阀套（18）内设有与阀芯（20）的配合的密封件（19）。

7.根据权利要求6所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述凡尔座A固定安装在缸套（6）内，所述阀套（18）的一部分与凡尔座A螺纹连接，阀套（18）的另一部分与电机座（12）螺纹连接。

8.根据权利要求5所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述电机座（12）上安装有用于对连接套（17）进行限位的限位模块。

9.根据权利要求8所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述限位模块包括磁定位螺钉（16）以及霍尔开关（15），所述连接套（17）上安装有磁定位螺钉（16），电机座（12）上安装有两个霍尔开关（15）。

10.根据权利要求1所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述取样筒（27）的入口处设有单向阀装置，用于避免取样筒（27）内的液体流出。

11.根据权利要求10所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述单向阀装置包括凡尔座B（24）、凡尔B（25）以及弹簧B（26），所述凡尔座B（24）固定安装在所述取样筒（27）的入口端，所述凡尔B（25）的顶部设有导杆，所述取样筒（27）内设有用于安装导杆的支撑平台，所述导杆可滑动地安装在所述支撑平台上，所述弹簧B（26）套设在所述导杆上，弹簧B（26）的两端分别与支撑平台以及凡尔B（25）接触，使得凡尔B（25）保持与凡尔座B（24）的配合，并且在外部流体压力增大时，流体能够推开凡尔B（25）进入所述取样筒（27）内。

12.根据权利要求1所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述取样筒（27）的顶部安装有保护装置，用于对取样筒（27）进行泄压。

13.根据权利要求12所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，保护装置包括保护罩（28）、凡尔C以及弹簧C，所述保护罩（28）固定安装在所述取样筒（27）的顶部，取样筒（27）内设有与凡尔C配合的凡尔座C，弹簧C的两端分别与所述凡尔C以及保护罩（28）接触，所述弹簧C安装完成后被压缩，保持具有弹性势能，在取样筒（27）内部压力超过弹簧C的弹力后，取样筒（27）内部液体泄漏到保护罩（28）以及凡尔座C之间的空间内，从而对取样筒（27）进行泄压。

14.根据权利要求1-13任一所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述缸套（6）内安装有电路板仓体（5），电路板仓体（5）内设有用于穿插电缆的电缆过孔，电路板仓体（5）的一端封闭整个缸套（6）并与缸套（6）螺纹连接。

15.根据权利要求14所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述电路板仓体（5）上安装有电路板（8），电路板（8）连接电缆（7）、电机（9）以及霍尔开关（15）。

16.根据权利要求14所述的一种多腔室缆控井下电动取样工具，其特征在于，所述缸套（6）的上下两端分别设置有流体出口和入口，在电路板仓体（5）内设置流道，所述流道连接流体出口和入口。

Images