CN206694025U - 一种电动取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动取样器，包括管状的取样本体，其侧壁上由上至下设置有排液孔和进液孔；上活塞，可上下滑动地设置在取样本体的内腔中；绕绳轴，设置在排液孔上游的取样本体内；电机，设置在绕绳轴上游的取样本体内，并与绕绳轴通过联轴器连接；第一连接绳，一端缠绕在绕绳轴上，另一端与上活塞的顶部连接；下活塞，可上下滑动地设置在取样本体的内腔中，并位于上活塞的下游，下活塞底部有可打开或关闭的取样孔；第二连接绳，用于连接上活塞与下活塞，第二连接绳的长度小于排液孔与进液孔之间的距离。当电动取样器进行取样时，下活塞位于进液孔的下游，取样完毕时，下活塞位于进液孔的上游。该电动取样器取样深度准确、样品真实可靠。

Description

一种电动取样器

技术领域

本实用新型涉及油井采油领域，特别涉及一种电动取样器。

背景技术

在油田开发过程中，为了掌握油、水井生产动态，需要对井筒内预定深度处的流体进行取样，以了解井筒内不同深度处的流体组成，从而对油、水井生产状态进行及时调整。具体来说，对于油井，需要采集不同产层所产流体的样品，以分析不同产层所产原油的物理性能；对于注水(或聚合物)井，需要采集井筒内目标深度处的注入介质，以分析介质指标，便于注水过程的调整。因此，提供一种能够采集井筒内流体样品的取样装置是十分必要的。

现有技术提供了一种取样器，包括：取样本体，取样本体上设置有进液孔和出液孔，取样本体的内壁上设置有电磁开关，用于控制进液孔的打开或关闭。出液孔的打开或闭合通过密封螺钉来控制。取样本体的内腔中还设置有定时器，通过定时器自动调整电磁开关的工作状态。使用时，首先使电磁开关处于断电状态，此时进液孔处于关闭状态，同时拧紧密封螺钉，使出液孔处于关闭状态。然后，给定时器设定两段预定时长，使电磁开关在第一段预定时长后(第一段预定时长是为取样器下入至井筒内预定深度处预留的时间)开始工作，使进液孔打开，进行取样作业。经过第二段预定时长后(第二段预定时长是为井筒内流体进入取样本体预留的时间)，使电磁开关停止工作，此时进液孔关闭，取样过程结束。完成取样后，将取样器取出井筒，打开出液孔将样品倒出，即可进行样品的检测与分析。

设计人发现现有技术至少存在以下技术问题：

通过定时器控制进液孔的打开与关闭，控制过程比较单一，无法抵御取样过程中的突发状况，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。另外，进液孔在预定深度处突然打开，井筒内的液体被井内压力迅速压入进液孔，容易使液体样品受到机械剪切，导致样品粘度失真。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种取样深度准确、样品真实可靠的电动取样器，具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种电动取样器，所述电动取样器包括：管状的取样本体，所述取样本体的侧壁上由上至下设置有排液孔和进液孔。

所述电动取样器还包括：上活塞，可上下滑动地设置在所述取样本体的内腔中，并位于所述排液孔的下游。绕绳轴，可转动地设置在所述排液孔上游的所述取样本体内。电机，设置在所述绕绳轴上游的所述取样本体内，并与所述绕绳轴通过联轴器连接。第一连接绳，一端缠绕在所述绕绳轴上，另一端与所述上活塞的顶部连接。下活塞，可上下滑动地设置在所述取样本体的内腔中，并位于所述上活塞的下游，所述下活塞底部设置有可打开或关闭的取样孔。第二连接绳，用于连接所述上活塞与所述下活塞。

所述第二连接绳的长度小于所述排液孔与所述进液孔之间的距离，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，所述下活塞位于所述进液孔的上方。

具体地，作为优选，所述电动取样器还包括设置在所述取样本体内，并位于所述排液孔上游的防转体。所述绕绳轴可转动地设置在所述防转体内，所述防转体的侧壁上设置有纵向通孔，用于使所述第一连接绳穿过。

具体地，作为优选，所述纵向通孔的顶部设置有单滑轮，所述第一连接绳穿过所述单滑轮进入所述纵向通孔中。所述防转体的底部设置有双滑轮，所述第一连接绳从所述纵向通孔的底部穿出后，穿过所述双滑轮中两个相切的滑轮之间的间隙，然后与所述上活塞顶部连接。

具体地，作为优选，所述防转体的底部还设置有弹簧，所述弹簧套装在所述双滑轮的外侧，用于在所述上活塞向上运动到预定位置时抵住所述上活塞。

具体地，作为优选，所述取样本体包括上本体和下本体，所述上本体与所述下本体通过连接体连接。所述连接体套装在所述联轴器的外部，所述电机设置在所述上本体的内腔中，所述绕绳轴可转动地设置在所述下本体的内腔中。

具体地，作为优选，所述上本体的顶部设置有磁定位短节，用于为所述电动取样器定位。

具体地，作为优选，所述磁定位短节的上部还设置有扶正短节。

具体地，作为优选，所述扶正短节的上部还设置有电缆接头。

具体地，作为优选，所述下本体的下部设置有盖帽，所述盖帽的底部设置有泄液孔。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的电动取样器，在使用时，首先通过与电机连接的电缆将该电动取样器下放至井筒内的预定深度处。电动取样器处于初始状态时，下活塞位于进液孔的下游，上活塞位于进液孔的上游，而排液孔位于上活塞的上游。通过电机带动绕绳轴转动，绕绳轴上的第一连接绳随之不断缠绕在绕绳轴上，从而带动上活塞向上运动，此时，井筒内的流体也随之吸入进液孔，而上活塞上方的取样本体中的流体则不断从排液孔中排出，从而将预定深度处的流体样品吸入取样本体内。随着上活塞逐渐向上运动，上活塞与下活塞之间的第二连接绳逐渐被拉伸，直到第二连接绳被拉直，上活塞继续向上运动就会通过第二连接绳带动下活塞向上运动，直到下活塞运动至进液孔的上方，上活塞与下活塞之间的取样本体停止进液，并处于密封状态，即取样结束。最后将电动取样器取出井筒，打开下活塞底部的取样孔，即可将流体样品取出，以进行相关检测。该电动取样器通过在取样本体中设置上活塞和下活塞，使上活塞与下活塞之间的取样本体形成取样腔体，以为样品提供容纳空间。通过在取样本体上设置排液孔和进液孔，通过上活塞的抽吸作用使预定深度处的流体样品能够逐渐进入取样腔体中，进液过程顺畅，减少了对流体的机械剪切，保持了流体样品在粘度等方面的真实性，使流体样品参数的测量更加准确、可靠。通过电机、绕绳轴和第一连接绳实现上活塞的向上运动，并通过设置长度小于进液孔与排液孔之间距离的第二连接绳，使上活塞和第二连接绳能够将下活塞拉至进液孔的上方，以实现进液孔的关闭。操作人员通过对电机转动状态的控制能够灵活控制上活塞的运动，使取样过程更加简便、精确，提高井筒内的取样效率。可见，本实用新型实施例提供的电动取样器，取样深度准确、样品真实可靠，且使用方便，便于规模化推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的电动取样器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电动取样器中联轴器与电机连接处的横截面图。

附图标记分别表示：

1 取样本体，

101 排液孔，

102 进液孔，

103 上本体，

104 下本体，

2 上活塞，

3 绕绳轴，

4 电机，

5 联轴器，

6 第一连接绳，

7 下活塞，

8 第二连接绳，

9 防转体，

10 单滑轮，

11 双滑轮，

12 弹簧，

13 连接体，

14 磁定位短节，

15 扶正短节，

16 电缆接头，

17 盖帽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种电动取样器，如附图1所示，该电动取样器包括：管状的取样本体1，取样本体1的侧壁上由上至下设置有排液孔101和进液孔102；上活塞2，可上下滑动地设置在取样本体1的内腔中，并位于排液孔101的下游；绕绳轴3，设置在排液孔101上游的取样本体1内；电机4，设置在绕绳轴3上游的取样本体1内，并与绕绳轴3通过联轴器5连接；第一连接绳6，一端缠绕在绕绳轴3上，另一端与上活塞2的顶部连接；下活塞7，可上下滑动地设置在取样本体1的内腔中，并位于上活塞2的下游，下活塞7底部设置有可打开或关闭的取样孔；第二连接绳8，用于连接上活塞2与下活塞7。第二连接绳8的长度小于排液孔101与进液孔102之间的距离。当第二连接绳8处于放松状态时，下活塞7位于进液孔102的下方，当第二连接绳8被拉直时，下活塞7位于进液孔102的上方。

本实用新型实施例提供的电动取样器，在使用时，首先通过与电机4连接的电缆将该电动取样器下放至井筒内的预定深度处。电动取样器处于初始状态时，下活塞7位于进液孔102的下游，上活塞2位于进液孔102的上游，而排液孔101位于上活塞2的上游。通过电机4带动绕绳轴3转动，绕绳轴3上的第一连接绳6随之不断缠绕在绕绳轴3上，从而带动上活塞2向上运动，此时，井筒内的流体也随之吸入进液孔102，而上活塞2上方的取样本体1中的流体则不断从排液孔101中排出，从而将预定深度处的流体样品吸入取样本体1内。随着上活塞2逐渐向上运动，上活塞2与下活塞7之间的第二连接绳8逐渐被拉伸，直到第二连接绳8被拉直，上活塞2继续向上运动就会通过第二连接绳8带动下活塞7向上运动，直到下活塞7运动至进液孔102的上方，上活塞2与下活塞7之间的取样本体1停止进液，并处于密封状态，即取样结束。最后将电动取样器取出井筒，打开下活塞7底部的取样孔，即可将流体样品取出，以进行相关检测。

该电动取样器通过在取样本体1中设置上活塞2和下活塞7，使取样本体1位于上活塞2与下活塞7之间的腔体形成取样腔体，以为样品提供容纳空间。通过在取样本体1上设置排液孔101和进液孔102，通过上活塞2的抽吸作用使预定深度处的流体样品能够逐渐进入取样腔体中，进液过程顺畅，减少了对流体的机械剪切，保持了流体样品在粘度等方面的真实性，使流体样品参数的测量更加准确、可靠。通过电机4、绕绳轴3和第一连接绳6实现上活塞2的向上运动，并通过上活塞2和第二连接绳8实现下活塞7的向上运动，并通过设置长度小于进液孔102与排液孔101之间距离的第二连接绳8，使上活塞2和第二连接绳8能够将下活塞7拉至进液孔102的上方，以实现进液孔102的关闭。操作人员通过对电机4转动状态的控制能够灵活控制上活塞2的运动，使取样过程更加简便、精确，提高井筒内的取样效率。可见，本实用新型实施例提供的电动取样器，取样深度准确、样品真实可靠，且使用方便，便于规模化推广应用。

具体地，从油、水井中采集的流体样品储存在取样腔体中，为了避免流体样品的泄漏，上活塞2和下活塞7的侧壁上均设置有两条密封凹槽，密封凹槽中设置有密封圈，以避免流体样品从上活塞2或下活塞7的侧方渗漏出去，导致样品质量减少，不利于样品参数的检测。取样质量的多少还取决于取样腔体体积的大小，在取样本体1的内径已经确定的情况下，取样腔体的大小由第二连接绳8的长度来确定。第二连接绳8越长，取样腔体的体积就越大。电动取样器处于初始状态时，上活塞2与下活塞7之间的距离较小，下活塞7位于进液孔102的下游，取样腔体处于打开状态，第二连接绳8处于放松状态，随着上活塞2逐渐向上运动，第二连接绳8逐渐被拉伸，直到第二连接绳8处于拉直状态时，下活塞7才会在第二连接绳8的牵引下向上运动。当下活塞7运动至进液孔102的上游时，取样腔体完成取样并进入关闭状态。因此，第二连接绳8的长度必须小于进液孔102与排液孔101之间的距离，以保证第二连接绳8能够将下活塞7牵引至进液孔102以上，实现取样腔体的关闭。

为了提高电动取样器的取样效率，取样本体1的侧壁上沿圆周设置有多个进液孔102和多个排液孔101，以使油、水井中的流体样品尽快流入或排出取样本体1，加快取样过程。为了减少进液孔102对液体样品的阻碍，进液孔102的直径可为10mm-20mm，通过适当增加进液孔102的直径，可以使电动取样器更适合于聚合物等大分子液体样品的采集。

如附图1所示，为了使绕绳轴3的转动更加平稳，电动取样器还包括设置在取样本体1内，并位于排液孔101上游的防转体9。防转体9通过定位销钉与取样本体1的侧壁固定连接，因而不会随绕绳轴3的转动而旋转。绕绳轴3为柱体结构，上半部分用于与联轴器5连接，下半部分用于为第一连接绳6提供缠绕的基体。绕绳轴3的下半部分可转动地设置在防转体9内，即防转体9套装在绕绳轴3的外部，并与绕绳轴3之间存在一定间隙，从而在保证绕绳轴3正常转动的基础上，避免绕绳轴3左右晃动而影响第一连接绳6的缠绕和上活塞2的向上运动。同时，防转体9的侧壁上还设置有纵向通孔，用于使第一连接绳6穿过，以保证第一连接绳6能够顺利缠绕在绕绳轴3上，避免防转体9对第一连接绳6造成阻碍。

进一步地，为了避免第一连接绳6在与纵向通孔的顶部和底部接触时出现磨损，纵向通孔的顶部设置有单滑轮10，第一连接绳6一端缠绕在绕绳轴3上，另一端伸入单滑轮10轮子侧壁的凹槽中，并穿过单滑轮10进入纵向通孔中，从而通过单滑轮10对第一连接绳6进行保护，减少第一连接绳6的磨损，延长第一连接绳6的使用寿命。防转体9的底部设置有双滑轮11，双滑轮11的两个轮子之间处于相切的位置关系，第一连接绳6从纵向通孔的底部穿出后，穿过双滑轮11中两个相切的滑轮之间的间隙(即两个轮子相切位置处，两个轮子侧壁上的凹槽之间的间隙)，然后与上活塞2顶部连接，从而通过双滑轮11对第一连接绳6进行保护，并对第一连接绳6的位置进行引导，避免第一连接绳6与纵向通孔的底部出现硬性摩擦，减少第一连接绳6的磨损。同时，为了进一步避免第一连接绳6与纵向通孔底部边缘的摩擦，纵向通孔的下部具有一定的弧度，以将第一连接绳6引导至双滑轮11的位置，减少第一连接绳6的磨损。

在第一连接绳6的牵引下，上活塞2逐渐向上运动，当上活塞2到达防转体9处时，受到防转体9的阻挡而停止运动，但电机4此时仍在旋转，第一连接绳6上受到的拉力会明显增大，电机4的扭矩也随之增大，扭矩增大至预设值后，电机4将停止转动，结束取样过程。为了避免第一连接绳6受到的拉力过大而断裂，防转体9的底部还设置有弹簧12，弹簧12套装在双滑轮11的外侧，当上活塞2向上运动到预定位置时，会与弹簧12的底部相抵接触，并在弹簧12弹力的作用下减缓向上运动的速度，同时，电机4的扭矩也在弹簧12弹力的作用下提前增大到预设值，从而对电机4和第一连接绳6都形成了过载保护，保证了电动取样器的安全使用。

电机4与绕绳轴3之间通过联轴器5连接，如附图2所示，联轴器5不是标准的圆柱形，联轴器5具有一个弧形侧壁和一个直线型侧壁，电机4与联轴器5的连接处以及绕绳轴3与联轴器5的连接处，均与联轴器5的外形相配合。通过联轴器5上的直线型侧壁，可以增加联轴器5与电机4及绕绳轴3之间的扭矩，保证电机4能够带动联轴器5旋转，同时，联轴器5也能够带动绕绳轴3转动，从而减少上述部件之间的打滑现象，保证电动取样器的平稳运行。

电机4、绕绳轴3等部件均设置在取样本体1内，为了便于取样本体1中各部件的装卸和维护，取样本体1包括上本体103和下本体104，上本体103与下本体104通过连接体13连接。具体地，上本体103与连接体13之间、以及下本体104与连接体13之间均通过螺纹连接，以便于上本体103、连接体13与下本体104之间的安装和拆卸。电机4设置在上本体103的内腔中，绕绳轴3可转动地设置在下本体104的内腔中，连接体13除了用于使上本体103与下本体104连接，还能够抱住联轴器5，避免联轴器5的左右晃动，因此，连接体13还套装在联轴器5的外部，从而保证联轴器5的平稳转动。为了避免下本体104中的液体流入上本体103，造成电机4的腐蚀、短路等，连接套的内侧壁上还设置有密封凹槽，密封凹槽中设置有密封圈，以保证上本体103内腔的密封，使电机4能够正常运行。

为了使电动取样器能够顺利到达预定深度进行取样，上本体103的顶部设置有磁定位短节14，用于为电动取样器定位。通过磁定位短节14获取的磁定位曲线图，可以确定电动取样器所处的深度，从而通过磁定位短节14将电动取样器送至预定的深度，保证采集到的样品的准确性。

磁定位短节14的上部还设置有扶正短节15，通过扶正短节15保证电动取样器位于井筒的中央部位，避免电动取样器所处位置过偏，而与井筒之间产生摩擦，造成电动取样器的磨损。扶正短节15的上部还设置有电缆接头16，通过电缆接头16使电机4与电缆线连接，为电机4提供电源。通过电缆接头16还可以实现地面设备与电动取样器之间的信号传输，以对电动取样器的工作状态进行远程控制。

电动取样器取样结束后，需要通过电缆将电动取样器提出井筒，打开下活塞7底部的取样孔，将流体样品取出，以进行相关检测。取样孔的打开与关闭通过密封螺钉来实现，密封螺钉与取样孔之间螺纹连接，将密封螺钉拧入取样孔，即可使取样孔关闭，将密封螺钉拧下，并从取样孔中取出，即可使取样孔打开。采用电动取样器取样时，先拧紧密封螺钉，将取样孔关闭，然后再将电动取样器下放入井筒中。取样过程中，取样孔始终处于关闭状态，以避免流体样品从取样孔中渗漏出去。取样结束后，拧开密封螺钉，即可打开取样孔取出流体样品。由于取样结束后，下活塞7位于进液孔102的上方，相当于将进液孔102关闭了，因此，在进行下一次取样时，需要先手动将下活塞7拉至进液孔102的下方，以使进液孔102能够在取样时处于打开状态，保证取样过程的顺利进行。

为了减少井筒中的流体对电动取样器的阻力，下本体104的下部设置有盖帽17，盖帽17与下本体104的底部螺纹连接。盖帽17的底部呈突出的圆弧形，通过盖帽17使电动取样器的下放过程更加顺畅。盖帽17的底部还设置有泄液孔，需要取出液体样品时，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动取样器，所述电动取样器包括：管状的取样本体(1)，所述取样本体(1)的侧壁上由上至下设置有排液孔(101)和进液孔(102)，其特征在于，所述电动取样器还包括：

上活塞(2)，可上下滑动地设置在所述取样本体(1)的内腔中，并位于所述排液孔(101)的下游；

绕绳轴(3)，可转动地设置在所述排液孔(101)上游的所述取样本体(1)内；

电机(4)，设置在所述绕绳轴(3)上游的所述取样本体(1)内，并与所述绕绳轴(3)通过联轴器(5)连接；

第一连接绳(6)，一端缠绕在所述绕绳轴(3)上，另一端与所述上活塞(2)的顶部连接；

下活塞(7)，可上下滑动地设置在所述取样本体(1)的内腔中，并位于所述上活塞(2)的下游，所述下活塞(7)底部设置有可打开或关闭的取样孔；

第二连接绳(8)，用于连接所述上活塞(2)与所述下活塞(7)；

所述第二连接绳(8)的长度小于所述排液孔(101)与所述进液孔(102)之间的距离，当所述第二连接绳(8)处于放松状态时，所述下活塞(7)位于所述进液孔(102)的下方，当所述第二连接绳(8)被拉直时，所述下活塞(7)位于所述进液孔(102)的上方。

2.根据权利要求1所述的电动取样器，其特征在于，所述电动取样器还包括设置在所述取样本体(1)内，并位于所述排液孔(101)上游的防转体(9)；

所述绕绳轴(3)可转动地设置在所述防转体(9)内，所述防转体(9)的侧壁上设置有纵向通孔，用于使所述第一连接绳(6)穿过。

3.根据权利要求2所述的电动取样器，其特征在于，所述纵向通孔的顶部设置有单滑轮(10)，所述第一连接绳(6)穿过所述单滑轮(10)进入所述纵向通孔中；

所述防转体(9)的底部设置有双滑轮(11)，所述第一连接绳(6)从所述纵向通孔的底部穿出后，穿过所述双滑轮(11)中两个相切的滑轮之间的间隙，然后与所述上活塞(2)顶部连接。

4.根据权利要求3所述的电动取样器，其特征在于，所述防转体(9)的底部还设置有弹簧(12)，所述弹簧(12)套装在所述双滑轮(11)的外侧，用于在所述上活塞(2)向上运动到预定位置时抵住所述上活塞(2)。

5.根据权利要求1所述的电动取样器，其特征在于，所述取样本体(1)包括上本体(103)和下本体(104)，所述上本体(103)与所述下本体(104)通过连接体(13)连接；

所述连接体(13)套装在所述联轴器(5)的外部，所述电机(4)设置在所述上本体(103)的内腔中，所述绕绳轴(3)可转动地设置在所述下本体(104)的内腔中。

6.根据权利要求5所述的电动取样器，其特征在于，所述上本体(103)的顶部设置有磁定位短节(14)，用于为所述电动取样器定位。

7.根据权利要求6所述的电动取样器，其特征在于，所述磁定位短节(14)的上部还设置有扶正短节(15)。

8.根据权利要求7所述的电动取样器，其特征在于，所述扶正短节(15)的上部还设置有电缆接头(16)。

9.根据权利要求5所述的电动取样器，其特征在于，所述下本体(104)的下部设置有盖帽(17)，所述盖帽(17)的底部设置有泄液孔。