CN116067703A - 钻井液取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田钻井技术领域，公开了一种钻井液取样装置，包括取样组件和漂浮组件。取样组件包括取样管，取样管的侧壁上设置有取样口。漂浮组件可滑动地套设于取样管上，且漂浮组件能够漂浮于钻井液液面上。当漂浮组件漂浮于钻井液液面上时，取样管能相对于漂浮组件继续下沉，使取样口位于钻井液液面以下。使用时，将该钻井液取样装置投至装有钻井液的储存罐中，由于钻井液的浮力作用，漂浮组件会漂浮于钻井液液面上。取样管在重力作用下会相对于漂浮组件继续下沉，使得取样管上的取样口进入钻井液中进行取样。该钻井液取样装置无需工作人员观察钻井液液面位置，只需直接抛掷到储存罐中就能够精准地到达钻井液液面并进行取样，省力便捷。

Description

钻井液取样装置

技术领域

本发明涉及油田钻井技术领域，尤其涉及一种钻井液取样装置。

背景技术

钻井液是石油钻井开采过程中使用的一种循环流体。钻井过程中，钻井液首先被泵入钻具内，然后经钻头水眼排出，再由钻具外环形空间返回地面的储存罐中，使得钻头破碎的岩屑能够及时被携带至地面，不影响继续钻探。在油田钻井过程中，需要经常对储存罐中的钻井液进行取样检测，以得到钻井液的性能参数。

现有的钻井液取样器包括取样桶和提手，在取样时，工作人员手拿提手，将取样桶浸入钻井液中，使得钻井液流入取样桶，从而完成取样。但是，取样过程需要人工观察钻井液的液面位置，从而控制取样器位于钻井液液面以下以进行取样，耗费精力，尤其是液面较低时，不易准确观察到液面的位置，从而不能确定取样筒是否已到达液面以下，给取样造成了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井液取样装置，无需人工观察液面位置就能够精准地到达钻井液液面并进行取样，省力便捷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

钻井液取样装置，其中，包括：

取样组件，包括取样管，所述取样管的侧壁上设置有取样口；

漂浮组件，可滑动地套设于所述取样管上，所述漂浮组件被配置为能够漂浮于钻井液液面上；当所述漂浮组件漂浮于所述钻井液液面上时，所述取样管能相对于所述漂浮组件继续下沉，使所述取样口位于所述钻井液液面以下。

可选地，所述取样组件还包括第一限位件，所述第一限位件设置于所述取样管上，且位于所述漂浮组件的上方，所述第一限位件与所述漂浮组件贴靠时，所述取样管下沉至最大深度。

可选地，所述取样组件还包括第二限位件，所述第二限位件设置于所述取样管上，且位于所述漂浮组件的下方，所述漂浮组件与所述第二限位件贴靠时，所述漂浮组件封闭所述取样口。

可选地，所述取样组件还包括增重件，所述增重件设置于所述取样管上。

可选地，所述漂浮组件包括漂浮气囊和套筒，所述套筒可滑动地套设于所述取样管上，所述漂浮气囊为环状，并套设于所述套筒外。

可选地，还包括：

检测组件，包括漂浮检测件，所述漂浮检测件设置于所述取样管内；

警示组件，包括警示件和触发开关，所述触发开关设置于所述取样管内，所述警示件与所述触发开关电连接；

所述漂浮检测件能够在所述取样管内钻井液的浮力作用下上移并触发所述触发开关。

可选地，还包括调节组件，所述调节组件用于调节所述触发开关在所述取样管轴线方向的位置。

可选地，所述调节组件包括丝杠和螺母，所述丝杠能够绕自身轴线旋转并带动所述螺母沿所述丝杠的轴向移动；所述触发开关与所述螺母连接。

可选地，所述第一限位件设置于所述取样管的顶端，所述第一限位件上设置有容置腔和连通孔，所述连通孔连通所述取样管的内腔和所述容置腔，所述丝杠能由所述连通孔伸入所述容置腔中；

所述第一限位件上还设置有第一开口，所述第一开口用于供工作人员旋转所述丝杠；

所述警示件设置于所述容置腔中。

可选地，所述取样管为透明管，且所述取样管的管壁上设置有刻度线，所述刻度线沿所述取样管的轴向设置，并用于指示所述触发开关的位置。

本发明的有益效果：

本发明提供的钻井液取样装置，包括取样组件和漂浮组件。使用时，将该钻井液取样装置投至装有钻井液的储存罐中，由于钻井液的浮力作用，漂浮组件接触到钻井液时会漂浮于钻井液液面上。由于漂浮组件可滑动地套设于取样管上，取样管在重力作用下会相对于漂浮组件继续下沉，使得取样管上的取样口进入钻井液中进行取样。该钻井液取样装置无需像现有的取样桶一样需要工作人员观察钻井液液面位置，只需直接抛掷到储存罐中就能够精准地到达钻井液液面并进行取样，省力便捷。

附图说明

图1是本发明实施例提供的钻井液取样装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的钻井液取样装置的剖视图。

图中：

1、取样组件；11、取样管；111、取样口；12、增重件；13、第一限位件；131、容置腔；14、栓绳件；15、第二限位件；

2、漂浮组件；21、漂浮气囊；22、套筒；23、锁定件；

3、检测组件；31、漂浮检测件；311、漂浮件；312、连接杆；32、第一导向筒；

4、警示组件；41、警示件；42、触发开关；43、电池；

5、调节组件；51、旋钮；52、丝杠；53、螺母；54、连接筒；55、第二导向筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在石油钻井开采过程中，会使用到钻井液。钻井液装于储存罐中，使用时从储存罐中流出进入钻井工具，使用后流入储存罐中并再次循环流动。因此，需要频繁使用钻井液取样装置对储存罐中的钻井液进行取样，以检测其性能参数是否合格。

如图1和图2所示，本实施例提供一种钻井液取样装置，包括取样组件1和漂浮组件2。取样组件1包括取样管11，取样管11的侧壁上设置有取样口111，钻井液经由取样口111流入取样管11中。漂浮组件2可滑动地套设于取样管11上，使得漂浮组件2与取样管11能够相对移动。漂浮组件2被配置为能够漂浮于钻井液液面上。当漂浮组件2漂浮于钻井液液面上时，取样管11能相对于漂浮组件2继续下沉，使取样口111位于钻井液液面以下。

该钻井液取样装置在使用时，将其投至装有钻井液的储存罐中，由于钻井液的浮力作用，漂浮组件2接触到钻井液时会漂浮于钻井液液面上。由于漂浮组件2可滑动地套设于取样管11上，取样管11在重力作用下会相对于漂浮组件2继续下沉，使得取样管11上的取样口111进入钻井液中进行取样。该钻井液取样装置无需像现有的取样桶一样需要工作人员观察钻井液液面位置，只需直接抛掷到储存罐中就能够精准地到达钻井液液面并进行取样，省力便捷。

本实施例中，取样口111设置有两个，且两个取样口111设置于取样管11的同一高度处。取样口111上盖设有过滤网，避免杂物经由取样口111进入取样管11中。

可选地，如图1和图2所示，取样组件1还包括增重件12，增重件12设置于取样管11上，保证取样管11能够在重力作用下下沉。本实施例中，取样管11的底端设置有第二开口。增重件12呈块状，设置于取样管11的底部，并封堵取样管11底端的第二开口。具体地，增重件12的顶面设置有安装槽，取样管11嵌设于安装槽中，使得增重件12与取样管11的连接牢固。

可选地，如图1和图2所示，取样组件1还包括第一限位件13，第一限位件13设置于取样管11上，且位于漂浮组件2的上方。第一限位件13与漂浮组件2贴靠时，取样管11下沉至最大深度，避免取样管11下沉至与漂浮组件2脱离。

可选地，如图1和图2所示，取样组件1还包括拴绳件14，拴绳件14设置于第一限位件13上。使用时，绳子固定在栓绳件14上，将该钻井液取样装置抛掷到储存罐中，取样结束后，再拉动绳子将钻井液取样装置取出。本实施例中，拴绳件14包括栓绳环，设置于第一限位件13的上表面。

可选地，如图1和图2所示，取样组件1还包括第二限位件15，第二限位件15设置于取样管11上，且位于漂浮组件2的下方，漂浮组件2与第二限位件15贴靠时，漂浮组件2封闭取样口111，从而避免了灰尘或杂物等经由取样口111进入取样管11中。同时，第二限位件15也避免了漂浮组件2从取样管11的下端脱离。本实施例中，第二限位件15为块状，设置于取样管11的侧壁上。

可选地，如图1和图2所示，漂浮组件2包括漂浮气囊21和套筒22，套筒22可滑动地套设于取样管11上，漂浮气囊21为环状，并套设于套筒22外。漂浮气囊21使得该钻井液取样装置能够在钻井液的浮力作用下漂浮在钻井液中，且漂浮气囊21呈环状套设在套筒22外，使得钻井液取样装置在钻井液中具有较好的平衡性。套筒22可滑动地套设于取样管11上，在相对取样管11移动过程中，能够打开或封闭取样口111。本实施例中，漂浮气囊21上设置有充气口，用于向漂浮气囊21充气，且充气口中穿设有封堵塞。

进一步地，如图1和图2所示，漂浮组件2还包括锁定件23，套筒22上设置有锁定孔，锁定件23穿设锁定孔并能够将套筒22锁定于取样管11上。钻井液取样装置在不使用时，可以使用锁定件23将套筒22锁定于取样管11上，避免套筒22晃动，且可以通过套筒22将取样口111封闭，避免取样管11中进入灰尘和杂物。本实施例中，锁定件23为螺栓，锁定孔为螺纹孔。

可选地，如图2所示，该钻井液取样装置还包括检测组件3和警示组件4，检测组件3包括漂浮检测件31，漂浮检测件31设置于取样管11内。警示组件4包括警示件41和触发开关42，触发开关42设置于取样管11内，警示件41与触发开关42电连接。漂浮检测件31能够在取样管11内钻井液的浮力作用下上移并触发该触发开关42，从而当进入取样管11中的钻井液到达触发开关42位置时，触发开关42向警示件41发送信号，警示件41发出警示，提醒工作人员取样完成，便于工作人员使用该钻井液取样装置进行定量取样操作。

本实施例中，触发开关42为按钮，且由防水材质制成，避免被取样管11中的钻井液影响而失灵。

警示件41为蜂鸣器，且蜂鸣器和触发开关42之间通过无线通讯模块进行信号传输。在其他实施例中，警示件41也可以为警示灯。

警示组件4还包括电池43，电池43为警示件41供电。

可选地，取样管11为透明管，且取样管11的管壁上设置有刻度线。刻度线沿取样管11的轴向设置，并用于指示触发开关42的位置。同时，套筒22采用透明材质制成，漂浮气囊21也采用透明材质制成，避免遮挡取样管11上的刻度线。

可选地，如图2所示，漂浮检测件31包括漂浮件311和连接杆312，连接杆312的一端连接漂浮件311，另一端连接增重件12，避免漂浮件311在移动过程中错位。本实施例中，漂浮件311呈板状。

进一步地，如图2所示，检测组件3还包括第一导向筒32，第一导向筒32位于取样管11内，并固设于增重件12上。连接杆312可滑动地穿设于第一导向筒32内，连接杆312在第一导向筒32的导向下沿着第一导向筒32的轴向移动。且当漂浮件311上移至触发上述触发开关42时，连接杆312的下端仍位于第一导向筒32内。

可选地，该钻井液取样装置还包括调节组件5，调节组件5用于调节触发开关42在取样管11轴线方向的位置，使得工作人员可以根据需求调节触发开关42的位置以控制取样量的多少。

具体地，如图2所示，调节组件5包括丝杠52和螺母53，丝杠52能够绕自身轴线旋转并带动螺母53沿丝杠52的轴向移动，触发开关42与螺母53连接，从而丝杠52旋转时能够实现触发开关42在取样管11的轴向上位置可调。本实施例中，丝杠52的底端设置有限位块，螺母53与限位块贴靠时，螺母53移动至最低位置。

进一步地，如图2所示，调节组件5还包括连接筒54，触发开关42设置于连接筒54的底端，螺母53设置于连接筒54内。丝杠52穿设螺母53后伸入连接筒54内，使得螺母53沿着丝杠52的轴向移动时，触发开关42能够同步移动。本实施例中，连接筒54呈方筒状。螺母53设置于连接筒54上端的内壁上。

可选地，如图1和图2所示，第一限位件13设置于取样管11的顶端，第一限位件13上设置有容置腔131和连通孔，连通孔连通取样管11的内腔和容置腔131，丝杠52能由连通孔伸入容置腔131中。第一限位件13上还设置有第一开口，第一开口用于供工作人员旋转丝杠52。具体地，调节组件5还包括旋钮51，旋钮51连接于丝杠52顶端，旋钮51设置于容置腔131内，且旋钮51的直径大于第一限位件13的顶面宽度，从而工作人员转动暴露在第一限位件13第一开口处的旋钮51边缘，即可带动丝杠52旋转。本实施例中，第一限位件13为中空结构的块，且第一开口设置有两个，分别设置于第一限位件13相对的两侧壁上。第一限位件13的顶面和底面尺寸相同，均呈长条矩形。

可选地，警示件41设置于容置腔131中，避免接触到钻井液被损坏，也便于工作人员将该钻井液取样装置从储存罐中取出后关闭蜂鸣器。示例性地，电池43也设置于容置腔131中。

进一步地，如图2所示，调节组件5还包括第二导向筒55，第二导向筒55位于取样管11中，且穿设于连通孔。丝杠52和连接筒54可活动地穿设于第二导向筒55中，使得连接筒54在第二导向筒55的导向下带动触发开关42在取样管11的轴向上移动。

本实施例中，第二导向筒55呈方筒状，连接筒54穿设于第二导向筒55中时，只能够在取样管11的轴向上移动，无法在第二导向筒55内旋转。连通孔为立方体状孔，使得第二导向筒55穿设后不留缝隙，配合紧密。

第二导向筒55的内壁上还连接有轴承，丝杠52穿设该轴承的内圈，使得丝杠52的位置稳固，不易在旋转过程中歪斜。示例性地，轴承连接于第二导向筒55的上端。

工作人员在使用该钻井液取样装置取样时，需要先根据所需取样量调节触发开关42的位置。具体地，该钻井液取样装置在投掷前，工作人员先目视刻度线。然后旋转旋钮51，使得触发开关42位于所需取样量对应的刻度线高度处。最后再将钻井液取样装置投掷到储存罐中进行取样。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.钻井液取样装置，其特征在于，包括：

取样组件(1)，包括取样管(11)，所述取样管(11)的侧壁上设置有取样口(111)；

漂浮组件(2)，可滑动地套设于所述取样管(11)上，所述漂浮组件(2)被配置为能够漂浮于钻井液液面上；当所述漂浮组件(2)漂浮于所述钻井液液面上时，所述取样管(11)能相对于所述漂浮组件(2)继续下沉，使所述取样口(111)位于所述钻井液液面以下。

2.根据权利要求1所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述取样组件(1)还包括第一限位件(13)，所述第一限位件(13)设置于所述取样管(11)上，且位于所述漂浮组件(2)的上方，所述第一限位件(13)与所述漂浮组件(2)贴靠时，所述取样管(11)下沉至最大深度。

3.根据权利要求1所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述取样组件(1)还包括第二限位件(15)，所述第二限位件(15)设置于所述取样管(11)上，且位于所述漂浮组件(2)的下方，所述漂浮组件(2)与所述第二限位件(15)贴靠时，所述漂浮组件(2)封闭所述取样口(111)。

4.根据权利要求1所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述取样组件(1)还包括增重件(12)，所述增重件(12)设置于所述取样管(11)上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述漂浮组件(2)包括漂浮气囊(21)和套筒(22)，所述套筒(22)可滑动地套设于所述取样管(11)上，所述漂浮气囊(21)为环状，并套设于所述套筒(22)外。

6.根据权利要求2所述的钻井液取样装置，其特征在于，还包括：

检测组件(3)，包括漂浮检测件(31)，所述漂浮检测件(31)设置于所述取样管(11)内；

警示组件(4)，包括警示件(41)和触发开关(42)，所述触发开关(42)设置于所述取样管(11)内，所述警示件(41)与所述触发开关(42)电连接；

所述漂浮检测件(31)能够在所述取样管(11)内钻井液的浮力作用下上移并触发所述触发开关(42)。

7.根据权利要求6所述的钻井液取样装置，其特征在于，还包括调节组件(5)，所述调节组件(5)用于调节所述触发开关(42)在所述取样管(11)轴线方向的位置。

8.根据权利要求7所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述调节组件(5)包括丝杠(52)和螺母(53)，所述丝杠(52)能够绕自身轴线旋转并带动所述螺母(53)沿所述丝杠(52)的轴向移动；所述触发开关(42)与所述螺母(53)连接。

9.根据权利要求8所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述第一限位件(13)设置于所述取样管(11)的顶端，所述第一限位件(13)上设置有容置腔(131)和连通孔，所述连通孔连通所述取样管(11)的内腔和所述容置腔(131)，所述丝杠(52)能由所述连通孔伸入所述容置腔(131)中；

所述第一限位件(13)上还设置有第一开口，所述第一开口用于供工作人员旋转所述丝杠(52)；

所述警示件(41)设置于所述容置腔(131)中。

10.根据权利要求6-9任一项所述的钻井液取样装置，其特征在于，所述取样管(11)为透明管，且所述取样管(11)的管壁上设置有刻度线，所述刻度线沿所述取样管(11)的轴向设置，并用于指示所述触发开关(42)的位置。

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