CN2716505Y - 电子式井下高压物性取样器 - Google Patents

Abstract

电子式井下高压物性取样器属于石油开发行业中的井下取样仪器，包括控制筒、连接管、取样筒，连接管上设置有上滑动槽和下滑动槽；控制筒包括执行电机、顶杆和顶杆头；连接管内设置有执行分离器，执行分离器包括分离器筒、分离器芯、设置在分离器芯与分离器筒之间的分离弹簧、穿过上滑动槽并固定在分离器筒上端的两个固定螺钉、穿过下滑动槽并固定在分离器筒下端的两个固定销钉；分离器芯的上端设置有与顶杆头对应的顶杆槽，其下端设置有与固定销钉配合的棘齿。该取样器解决了机械式取样器取样成功率低、结构复杂、操作难度大的技术问题，具有取样成功率高、结构简单、易操作、取样筒短小、上下凡尔开关可靠的优点。

Description

电子式井下高压物性取样器

技术领域

本实用新型涉及一种井下取样仪器，尤其涉及一种油田油、气、水井井下取样仪器。

背景技术

井下高压物性取样器是石油开发行业中常用的一种井下取样仪器，现有的这种仪器都是采用纯机械的控制方式，如钟控式、提挂式和放锤式，这几种取样器存在以下问题：

1、钟控式取样器是利用机械钟表原理来起到控制目的，结构不够合理，机械部分在井下受井筒内液体粘度的影响较大，经常无法使取样器执行取样动作，导致取样失败。

2、提挂式取样器的执行动作是靠操作人员上下提放仪器时的感觉来完成的，感觉的准确度受井内液体的影响较大，提放力度必须适度，所以要求操作人员要有较高的操作技术。否则，极易造成取样失败，甚至造成仪器落井的工程事故。

3、放锤式取样器是从井口投棒撞击井下取样器顶针而使取样器完成取样动作的，投棒撞击力度较大时，易造成仪器落井事故，力度较轻则取样失败，而井内液体又影响投棒撞击力度，使取样成功率下降。

综上，机械式取样器受井内及人为因素影响较大导致取样成功率低，且结构复杂，操作难度大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电子式井下高压物性取样器，其解决了背景技术中机械式取样器取样成功率低、结构复杂、操作难度大的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种电子式井下高压物性取样器，包括控制筒3、取样筒20，其特殊之处是：所述电子式井下高压物性取样器还包括两端分别与控制筒3和取样筒20连接的连接管11，所述连接管11的管壁上对称设置有两个上滑动槽15和两个下滑动槽35；所述控制筒3包括电源、执行电机控制电路2、执行电机4、与执行电机4的传动轴8连接的顶杆9，所述顶杆9的端部设置有多个凸起的顶杆头10；所述连接管11内设置有执行分离器，所述执行分离器包括分离器筒14、设置在分离器筒14内可转动的分离器芯18、设置在分离器芯18与分离器筒14之间的分离弹簧17、设置在分离器筒14上端内侧的卡簧19、穿过所述上滑动槽15并固定在分离器筒14筒壁左右两侧上端的两个固定螺钉13、穿过所述下滑动槽35并固定在分离器筒14筒壁左右两侧下端的两个固定销钉16；所述分离器芯18的上端设置有与所述顶杆头10一一对应的顶杆槽36，其下端设置有与所述固定销钉16配合的棘齿37。

上述顶杆头10的数量以两个为最佳。

上述控制筒3下端设置有可绕自身轴转动的连接锁舌6和复位弹簧7，所述连接管11上端内壁设置有与连接锁舌6对应的连接锁孔12。

上述控制筒3与连接管11间可为螺纹连接。

本实用新型具有如下优点：

1、取样成功率高。执行电机选用耐高温、小体积、大扭矩减速电机，驱动取样动作可靠，克服了机械式执行动作的不足；连接管的执行分离器由分离器筒、分离器芯、分离弹簧等组成，在执行动作前，执行分离器在顶杆头的作用下，使执行分离器内部呈耦合状态，并牢靠地顶压住取样筒上凡尔弹簧。当执行电机动作，驱动顶杆旋转到一定角度时，释放顶杆压力(关闭取样筒凡尔)，执行分离器整体上移，执行分离器内部在分离弹簧的作用下呈分离状态，使执行电机多余的转矩仅消耗在分离器芯上，既保证了执行动作的准确、可靠，又转移了剩余的转矩力，避免了零部件的损坏。

2、结构简单。与现有的机械式井下取样器比较，本实用新型将机械式控制改变成电子式控制，电路采用计数器/振荡集成电路和CMOS定时器组成的时间控制系统，定时准确，稳定性好，并改进了控制部分与取样部分的连接方式，使得本实用新型机构更加简单。

3、易操作。连接管采用了快速锁舌连接装置，可快速地连接和分离取样筒，使现场操作快捷简便。

4、取样部分的样筒短、直径小，内部结构科学，凡尔(进出口)打开、关闭可靠，采用高性能密封圈，密封性能好。

附图图面说明

图1是本实用新型控制筒结构示意图；

图2是本实用新型连接管和取样筒结构示意图；

图3是本实用新型执行分离器结构分解示意图；

图4是本实用新型执行分离器结构示意图。

其中：1是悬挂绳帽；2是执行电机控制电路；3是控制筒；4是执行电机；5是轴承；6是连接锁舌；7是复位弹簧；8是传动轴；9是顶杆；10是顶杆头；11是连接管；12是连接锁孔；13是固定螺钉；14是分离器筒；15是上滑动槽；16是固定销钉；17是分离弹簧；18是分离器芯；19是卡簧；20是取样筒；21是上凡尔弹簧锁片；22是上凡尔弹簧；23是上凡尔座；24是上凡尔；25是挺杆扶正圈；26是挺杆；27是挺杆锁筒；28是锥形撑头；29是挺杆锁片；30是下凡尔；31是下凡尔座；32是下凡尔弹簧；33是下凡尔弹簧锁片；34是进液孔；35是下滑动槽；36是顶杆槽；37是棘齿。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型主要由控制筒3、取样筒20、两端分别与控制筒3和取样筒20连接的连接管11组成。控制筒3包括电源、执行电机控制电路2、执行电机4、与执行电机4的传动轴8连接的顶杆9，顶杆9的端部对称设置有两个凸起的顶杆头10；取样筒20为公知技术，主要包括挺杆26、挺杆扶正圈25、上凡尔24、上凡尔座23、上凡尔弹簧22、下凡尔30、下凡尔座31、下凡尔弹簧32、挺杆锁筒27、锥形撑头28等。参见图3和图4，连接管11的管壁上对称设置有两个上滑动槽15和两个下滑动槽35；连接管11内设置有执行分离器，执行分离器包括分离器筒14、设置在分离器筒14内可转动的分离器芯18、设置在分离器芯18与分离器筒14之间的分离弹簧17、设置在分离器筒14上端内侧的卡簧19、穿过上滑动槽15并固定在分离器筒14筒壁左右两侧上端的两个固定螺钉13、穿过下滑动槽35并固定在分离器筒14筒壁左右两侧下端的两个固定销钉16，固定销钉16的端部深入到分离器筒14的内部；分离器芯18的上端设置有与顶杆头10对应的两个顶杆槽36，其下端设置有与固定销钉16配合的一组棘齿37；控制筒3下端设置有可绕自身轴转动的连接锁舌6及复位弹簧7，连接管11上端内壁设置有与连接锁舌6对应的连接锁孔12。

本实用新型原理：电子式井下高压物性取样器的工作过程主要是进出口凡尔的打开、关闭过程。取样器在下井前，对整个取样过程所需的时间进行估算，通过控制筒3内执行电机控制电路2可设定取样执行时间。然后开启取样筒20上下凡尔，当下凡尔30及下凡尔弹簧32向上受压缩时，下凡尔30上移，其锥型撑头28伸出挺杆锁筒27；这时向下压缩上凡尔弹簧22，使上凡尔24下移，同时与上凡尔24连在一起的挺杆26向下移动，下凡尔弹簧32进入挺杆锁筒27，使下凡尔30上的锥型撑头28被卡住，此时由于锥型撑头28和挺杆锁筒27的作用，上凡尔24、下凡尔30控制在打开位置。在连接控制筒3时，顶杆头10错开顶杆槽36，使分离器筒14下端部压住上凡尔弹簧锁片21，保持上下凡尔(进出口)的打开状态，此时分离器芯18压紧分离弹簧17，分离器芯18下端部的棘齿37与分离器筒14上固定的两个固定销钉16配合，可保证分离器芯18在压紧状态下不会因执行电机4的转动而与分离器筒14相对转动，最后控制筒3下端的连接锁舌6通过连接管11管壁的压力以及复位弹簧7的作用下把控制筒3和连接管11连接在一起。此时电子式井下高压物性取样器可以下井至预定深度，当到达设定时间，执行电机控制电路2给执行电机4发出指令，启动执行电机4转动，执行电机4带动顶杆9旋转，带动顶杆头10旋转到顶杆槽36开口处，使顶杆头10的角度平行于执行分离器，分离器筒14在上凡尔弹簧22的作用下迅速上移，关闭上凡尔24，同时挺杆锁筒27上移，脱开下凡尔30上的锥型撑头28，下凡尔30在下凡尔弹簧32的作用下下移，下凡尔30也被关闭，在完成关闭凡尔动作后，分离器筒14内的分离器芯18在分离弹簧17的作用下，与分离器筒14分离，并被固定在分离器筒14上端内侧的卡簧19挡住，则执行电机“剩余”的转矩力(约5-10秒)仅消耗在分离器芯18上，此时，井内的高压液样被封闭在取样筒20中，然后从井下起出电子式井下高压物性取样器，完成取样过程。

Claims (4)

1、一种电子式井下高压物性取样器，包括控制筒(3)、取样筒(20)，其特征在于：所述电子式井下高压物性取样器还包括两端分别与控制筒(3)和取样筒(20)连接的连接管(11)，所述连接管(11)的管壁上对称设置有两个上滑动槽(15)和两个下滑动槽(35)；所述控制筒(3)包括电源、执行电机控制电路(2)、执行电机(4)、与执行电机(4)的传动轴(8)连接的顶杆(9)，所述顶杆(9)的端部设置有多个凸起的顶杆头(10)；所述连接管(11)内设置有执行分离器，所述执行分离器包括分离器筒(14)、设置在分离器筒(14)内可转动的分离器芯(18)、设置在分离器芯(18)与分离器筒(14)之间的分离弹簧(17)、设置在分离器筒(14)上端内侧的卡簧(19)、穿过所述上滑动槽(15)并固定在分离器筒(14)筒壁左右两侧上端的两个固定螺钉(13)、穿过所述下滑动槽(35)并固定在分离器筒(14)筒壁左右两侧下端的两个固定销钉(16)；所述分离器芯(18)的上端设置有与所述顶杆头(10)一一对应的顶杆槽(36)，其下端设置有与所述固定销钉(16)配合的棘齿(37)。

2、根据权利要求1所述的电子式井下高压物性取样器，其特征在于：所述顶杆头(10)的数量为两个。

3、根据权利要求1或2所述的电子控制式井下高压物性取样器，其特征在于：所述控制筒(3)下端设置有可绕自身轴转动的连接锁舌(6)和复位弹簧(7)，所述连接管(11)上端内壁设置有与连接锁舌(6)对应的连接锁孔(12)。

4、根据权利要求1或2所述的电子式井下高压物性取样器，其特征在于：所述控制筒(3)与连接管(11)间为螺纹连接。

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