DE1271432B

DE1271432B - Device for obtaining a representative sample of a fluid from a borehole

Info

Publication number: DE1271432B
Application number: DE19631271432
Authority: DE
Inventors: James W Kisling
Original assignee: Schlumberger Well Surveying Corp
Current assignee: Schlumberger Well Surveying Corp
Priority date: 1963-04-29
Filing date: 1963-04-29
Publication date: 1968-06-27

Description

Einrichtung zur Gewinnung einer repräsentativen Probe einer Flüssigkeit aus einem Bohrloch Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Gewinnung einer repräsentativen Probe einer Flüssigkeit aus einem Bohrloch mit einem Gehäuse, welches an einem Kabel aufgehängt durch ein Bohrloch hindurchbewegt werden kann und welches eine Probeaufnahmekammer aufweist, in welcher ein Kolben angeordnet ist, der zur Einleitung der Probeentnahme entriegelbar und von einem zweiten Kolben hinweg bewegbar ist, und in welcher der zweite Kolben in seiner Endstellung die Probeaufnahmeöffnung verschließt.Device for obtaining a representative sample of a liquid from a borehole The invention relates to a device for extraction a representative sample of a fluid from a borehole with a housing, which is suspended from a cable and can be moved through a borehole and which has a sample receiving chamber in which a piston is disposed is unlocked to initiate sampling and by a second piston is movable away, and in which the second piston in its end position Sample opening closes.

Die bisher üblichen Einrichtungen zur Entnahme von Proben aus Flüssigkeiten versagen im allgemeinen hinsichtlich der Gewinnung und Unveränderlichkeit einer genau repräsentativen Flüssigkeitsprobe aus einem Bohrloch. Dies gilt insbesondere, wenn die entnommene Flüssigkeit sich in der Nähe des Gleichgewichtspunktes zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase befindet, so daß eine leichte Verschiebung Volumenänderungen in der Flüssigkeit als Folge eines Überganges von der flüssigen Phase zur gasförmigen oder umgekehrt verursacht. Die Verschiebung oder Störung kann z. B. eine Folge einer eingeengten oder turbulenten Strömung sein, wenn eine beachtliche Erniedrigung des Druckes während der Entnahme von Flüssigkeit stattfindet und es zu einer Gasabscheidung kommt. The previously common facilities for taking samples from liquids generally fail in terms of the acquisition and immutability of one accurately representative fluid sample from a borehole. This applies in particular, when the withdrawn liquid is near the equilibrium point between the liquid and the gaseous phase is located, so that a slight shift Volume changes in the liquid as a result of a transition from the liquid Phase to the gaseous or vice versa. The shift or disruption can z. B. be a consequence of a constricted or turbulent flow, if a considerable one Lowering the pressure takes place during the withdrawal of liquid and it a gas separation occurs.

Eine andere Schwierigkeit bei den bekannten Verfahren zur Entnahme einer Flüssigkeitsprobe liegt darin, daß die Probe oft gewonnen wird, nachdem die Entnahmekammer während des Absenkens in das Bohrloch der Flüssigkeitssäule ausgesetzt wurde. Another difficulty with the known methods of extraction a liquid sample is that the sample is often obtained after the Sampling chamber exposed during the lowering into the borehole of the liquid column became.

Dadurch wird die Probe mit Flüssigkeit aus anderen Bereichen als denen, die vor allem von Interesse sind, verunreinigt. Eine andere Schwierigkeit liegt darin, daß der Probeentnehmer einen Verlust an Druck oder Flüssigkeit erleidet, und zwar als Folge der Ungenauigkeit der Wirkungsweise von Ventilen, die durch Druckunterschiede geschlossen werden, wenn das Werkzeug von der Entnahmestelle aus hochgezogen wird.This causes the sample to be filled with fluid from areas other than those which are of particular interest, contaminated. Another difficulty lies in that the sampler suffers a loss of pressure or fluid, as a result of the inaccuracy of the operation of valves caused by pressure differences closed when the tool is pulled up from the removal point.

Die USA.-Patentschrift 2147 983 offenbart bereits eine Einrichtung zur Probeentnahme, die eine Probeaufnahmekammer aufweist, in welcher ein Kolben angeordnet ist, der zur Einleitung der Probeentnahme entriegelbar und von einem zweiten Kolben hinweg bewegbar ist und in welcher der zweite Kolben in seiner Endstellung die Probeaufnahmeöffnung verschließt. U.S. Patent 2147,983 already discloses a device for sampling, which has a sample receiving chamber in which a piston is arranged, which can be unlocked to initiate sampling and by a second piston is movable away and in which the second piston in its end position the sample opening closes.

Bei der Sonde nach dieser Druckschrift bewegt sich in der Probeaufnahmekammer ein Kolben nach unten, während welcher Bewegung die Probenflüssig- keit in diese Kammer nachgesaugt wird. Von Nachteil ist dabei zweifellos, daß in die Probeaufnahmekammer Bohrlochflüssigkeit eintreten kann, ehe die Sonde die zu untersuchende Tiefe erreicht hat. Daß offenbar von dem Urheber dieser Patentschrift diese Gefahr für gering erachtet worden ist, läßt sich damit erklären, daß ohnehin mit Hilfe des bekannten Gerätes keine besonders genaue Probe entnommen werden kann. Der Raum ist dort zu Beginn der Probeentnahme mit einer Flüssigkeit gefüllt, und wenn sich der Kolben nach unten bewegt und die Probeentnahmekammer vergrößert, dann strömt durch einen Durchlaß zunächst Flüssigkeit aus dem darüber befindlichen Raum nach. Erst dann mischt sich allmählich damit die durch die Öffnungen in die Sonde eintretende zu untersuchende Flüssigkeit. Die gewonnene Probe entspricht daher in keiner Beziehung den Verhältnissen an der betreffenden zu untersuchenden Stelle im Bohrloch. The probe according to this publication moves in the sample receiving chamber a piston down, during which movement the sample liquid speed in this Chamber is sucked up. The disadvantage here is undoubtedly that in the sample receiving chamber Borehole fluid can enter before the probe reaches the depth to be investigated Has. That the author of this patent specification apparently considers this risk to be low has been, can be explained by the fact that anyway with the help of the known device no particularly accurate sample can be taken. The room is there at the beginning the sampling is filled with a liquid, and when the piston is down moves and enlarges the sampling chamber, then flows through a passage first of all liquid from the space above. Only then does it mix gradually so that which is to be examined entering through the openings in the probe Liquid. The sample obtained therefore does not correspond in any way to the conditions at the relevant location to be examined in the borehole.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die zueinandergekehrten Flächen der beiden Kolben derart ausgebildet sind, daß bei Berührung dieser Flächen das Volumen zwischen beiden Kolben Null ist, daß die beiden Kolben die Berührungsstellen vor Beginn der Probeentnahme einnehmen, daß die Berührungsfläche der beiden Kolben in dieser Stellung sich in Höhe der Probeaufnahmeöffnung des Gehäuses befindet und daß der erste Kolben am Ende der Probeentnahme den zweiten Kolben über dessen Kolbenstange ein solches Stück mitnimmt, daß der zweite Kolben die Probeaufnahmeöffnung verschließt. According to the invention, these disadvantages are avoided in that the facing surfaces of the two pistons are designed such that upon contact of these areas the volume between both pistons is zero that the two pistons occupy the contact points before starting the sampling that the contact surface the two pistons in this position are level with the sample opening of the housing is located and that the first piston at the end of sampling over the second piston whose piston rod takes such a piece with it that the second piston opens the sample opening locks.

Dadurch wird einerseits die Probe so erhalten, wie sie in der Tiefe gewonnen wurde, und zwar nicht nur in derselben Zusammensetzung, sondern auch mit demselben Druck usw.; dadurch wird aber andererseits gleichzeitig das Probeentnahmeloch mittels des zweiten Kolbens dicht geschlossen. Es kann also weder beim Absenken vorher Flüssigkeit in die Probekammer eindringen noch kann beim Hochhieven der Sonde Probeflüssigkeit herausfließen. In this way, on the one hand, the sample is preserved as it is in depth was won, not only in the same composition, but also with same pressure etc .; on the other hand, this also causes the sampling hole tightly closed by means of the second piston. So it can neither when lowering before liquid can penetrate into the sample chamber or when the probe is lifted up Flow out the sample liquid.

Dies stellt zweifellos um so mehr einen technischen Fortschritt gegenüber der Sonde nach der USA.-Patentschrift 2147983 dar, als die bekannte Einrichtung keineswegs etwa einfacher und leichter herzustellen ist, im Gegenteil, sie ist trotz ihrer Nachteile gegenüber dem Erfindungsgegenstand auch noch recht umständlich und aufwendig. This undoubtedly contrasts all the more with a technical advance U.S. Patent 2147983 probe as the known device is by no means simpler and easier to manufacture; on the contrary, it is in spite of it Their disadvantages compared to the subject of the invention are also quite cumbersome and laborious.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann auf der anderen Seite des ersten Kolbens sich eine relativ inkompressible Flüssigkeit befinden, welche durch eine kleine Öffnung hindurch ausfließt. According to a further advantageous training can on the other Side of the first piston there is a relatively incompressible liquid, which flows out through a small opening.

Das dient dazu, die Geschwindigkeit einzustellen, mit welcher sich der erste Kolben bewegt. Als weitere vorteilhafte Ausbildung kann in dem Flüssigkeitsdurchgangsweg aus Richtung der Öffnung sich ein anfangs geschlossenes Ventil befinden, welches von der Oberfläche aus geöffnet werden kann.This is used to set the speed at which the first piston moves. As a further advantageous embodiment, in the liquid passage from the direction of the opening there is an initially closed valve, which can be opened from the surface.

Ein Ausführungsbeispiel, das die Erfindung erläutert, ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Querschnittszeichnung der Probeentnahmeeinrichtung in der einen Betriebsstellung, F i g. 2 eine Querschnittszeichnung der Probeentnahmeeinrichtung in einer anderen Betriebsstellung. An embodiment illustrating the invention is shown in FIGS Drawings shown and will be described in more detail below. It shows Fig. 1 a cross-sectional drawing of the sampling device in one operating position, F i g. Figure 2 is a cross-sectional drawing of the sampling device in another Operating position.

Wie F i g. 1 zeigt, weist die Probeentnahmeeinrichtung ein Gehäuse 10 auf, welches aus einem oberen und einem unteren röhrenförmigen Glied 11 bzw. 12 besteht, die mit einem dazwischengeschalteten zylindrischen Kupplungsglied 13 verbunden sind, ferner ist eine Bodenendkappel4 und eine obere Endkappe 15 vorgesehen. Die Kappe 15 ist an ein elektrisches Kabel 16 angeschlossen, das auch zur Aufhängung der Apparatur in dem Bohrloch dient Nicht dargestellte an sich bekannte Mittel sind auf der Erdoberfläche vorgesehen und dienen dazu, die Apparatur zu den gewünschten Pegeln im Bohrloch hochzuheben und abzusenken, und die Apparatur kann selbst klein genug für den Durchgang sowohl durch ein Rohr als auch durch ein ausgekleidetes oder offenes Loch ausgebildet sein. Like F i g. 1 shows the sampling device has a housing 10, which consists of upper and lower tubular members 11 and 11, respectively. 12 is made with an interposed cylindrical coupling member 13 are connected, furthermore a bottom end cap 4 and an upper end cap 15 are provided. The cap 15 is connected to an electrical cable 16, which is also used for suspension the apparatus in the borehole is used, means that are not shown are known per se provided on the earth's surface and serve to make the apparatus to the desired Raise and lower levels in the borehole, and the apparatus itself can be small enough for passage through both a pipe and a lined one or open hole.

Das untere rohrförmige Glied 12 bildet einen Zylinder 17, welcher ein Paar Kolben 18 und 19 gleitbar aufnimmt. Der Kolben 18, welcher zwischen Kolben 19 und Kappe 14 angeordnet ist, hat eine nach unten gerichtete ringförmige Schulter20, die zwischen einem Kolbenkopf und einem Teil von kleinerem Durchmesser gebildet ist, wobei die Schulter 20 so beschaffen ist, daß sie an eine nach oben gerichtete ringförmige Schulter 21 auf der Bodenendkappe 14 anstößt. Die Endkappe 14 weist eine Öffnung 23 auf, die der Bohrloch-Flüssigkeit einen Zugang zur unteren Seite des Kolbens 18 erlaubt, während das röhrenförmige Glied 12 Öffnungen oder Durchlässe 25 gerade oberhalb der oberen Seite 26 des Kolbens 18 (in seiner untersten Lage) aufweist und dadurch dem Kolben 18 erlaubt, in Druckgleichgewicht in der betreffenden Lage zu gelangen. Von der oberen Stirnseite des Kolbens 18 abwärts erstreckt sich eine Kolbenstange 27 kleineren Durchmessers, deren oberes Ende 27 a in der Bohrung 28 des Kupplungsgliedes 13 gleitbar aufgenommen wird. Das Ende 27 a ist mit einem Dichtmittel27b versehen, während die Bohrung28, um Druckausgleich zu ermöglichen, durch einen Kanal 29 mit dem Äußeren des Kupplungsgliedes Verbindung hat. Auf dem langen Ende der Stange 27 befindet sich ein ringförmiger Vorsprung 30, welcher eine obere Schulter bildet, die an das Kupplungsglied 13 anschlagen kann, wenn die Stange 27 und der Kolben 18 sich ein gegebenes Stück nach oben bewegen. Um die Stange 27 und den Kolbenl9 in der obersten Lage zu verriegeln, hat das obere Ende der Stange 27 in der Bohrung28 eine ringförmige Sperr- oder Rastnut 31, welche derart ausgebildet ist, daß sie, wenn der Vorsprung 30 an das Glied 13 anstößt, eine Rast 32 aufnehmen kann, wobei die Rast 32 federbelastet in dem Kupplungsglied 13 angebracht ist, so daß sie in die Nut 31 einrasten kann. The lower tubular member 12 forms a cylinder 17, which a pair of pistons 18 and 19 slidably received. The piston 18, which between pistons 19 and cap 14 is arranged, has a downwardly directed annular shoulder 20, formed between a piston head and a part of smaller diameter is, the shoulder 20 being adapted to be on an upwardly directed annular shoulder 21 on the bottom end cap 14 abuts. The end cap 14 has an opening 23 which allows the downhole fluid to access the lower side of the piston 18, while the tubular member 12 allows openings or passages 25 just above the upper side 26 of the piston 18 (in its lowest position) and thereby allows the piston 18 to be in pressure equilibrium in the relevant Able to arrive. From the upper face of the piston 18 extends downwards a piston rod 27 of smaller diameter, whose upper end 27 a in the bore 28 of the coupling member 13 is slidably received. The end 27 a is with a Sealant27b is provided, while the bore28, in order to allow pressure equalization, through a channel 29 with the exterior of the coupling member has connection. On the long end of the rod 27 is an annular projection 30, which a forms upper shoulder that can strike the coupling member 13 when the rod 27 and the piston 18 move up a given distance. Around the pole 27 and to lock the piston 19 in the uppermost position has the upper end of the rod 27 in the bore 28 an annular locking or locking groove 31, which is formed in this way is that when the projection 30 abuts the member 13, they receive a detent 32 can, wherein the catch 32 is spring-loaded mounted in the coupling member 13, so that it can snap into the groove 31.

Um eine Probeentnahmekammer 37 zu bilden, welche anfangs das Volumen »Null« aufweist, ist die untere Stirnseite 33 des oberen Kolbens 19 benachbart und in Anschlagberührung zur oberen Stirnseite 26 des Kolbens 18 angeordnet, wobei die Stirnseiten 26 und 33 praktisch parallel zueinander liegen. Der Kolben 19 weist eine zentrale Bohrung 35 auf, welche Kolbenstange 27 aufnimmt, wobei der Kolben 19 zwischen dem Kolben 18 und dem Anschlag 30 auf der Kolbenstange 27 relativ beweglich ist. Die Kolben 18 und 19 weisen Dichtmittel34a, 34 b auf, wie beispielsweise Dichtringe, die oberhalb und unterhalb der Öffnungen 25 angeordnet sind. Da die Dichtung 34 a des Kolbens 19 sich oberhalb der Öffnungen 25 in dem röhrenförmigen Glied 12 befindet, wirkt der hydrostatische Druck der Flüssigkeit in dem Bohrloch auf eine Seite des Kolbens 19. To form a sampling chamber 37, which initially has the volume Has "zero", the lower end face 33 of the upper piston 19 is adjacent and arranged in stop contact with the upper end face 26 of the piston 18, the End faces 26 and 33 are practically parallel to one another. The piston 19 has a central bore 35 which receives piston rod 27, the piston 19 between the piston 18 and the stop 30 on the piston rod 27 is relatively movable is. The pistons 18 and 19 have sealing means 34a, 34b, such as sealing rings, which are arranged above and below the openings 25. As the seal 34 a of the piston 19 is located above the openings 25 in the tubular member 12, the hydrostatic pressure of the fluid in the borehole acts on one side of the Piston 19.

Die obere Seite 36 des Kolbensl9 zusammen mit Zylinder 17 und Kupplungsglied 13 bilden einen anderen Kammertell 37, welcher mit einer relativ inkompressiblen Flüssigkeit, wie Wasser und Öl, gefüllt ist. Die Flüssigkeit kann sich unter Atmosphärendruck befinden, so daß der Bohrlochdruck, der durch die Kolben hindurch übertragen wird, seinen Wert in der Kammer 37 und auch im Bohrloch aufrechterhält. Die Flüssigkeit kann, wenn gewünscht oder notwendig, auch unter einem gewissen Anfangsdruck eingebracht werden, um die Wirkungen der Kompressibilität zu vermindern. Erfindungsgemäß sind der Kolben 19, die Stange 27 sowie der Zylinder 17 in geeigneter Weise flüssigkeitsdicht ausgebildet, z. B. durch Dichtungsringe 34, 34 d, und es wird auch ohne nähere Beschreibung jedem Fachmann ohne weiteres klar, daß Dichtungen, wie z. B.The upper side 36 of the piston 19 together with the cylinder 17 and coupling member 13 form another chamber part 37, which with a relatively incompressible Liquid such as water and oil is filled. The liquid can move under atmospheric pressure so that the borehole pressure transmitted through the pistons maintains its value in chamber 37 and also in the borehole. The liquid can, if desired or necessary, also be introduced under a certain initial pressure to reduce the effects of compressibility. Are according to the invention the piston 19, the rod 27 and the cylinder 17 are liquid-tight in a suitable manner trained, e.g. B. by sealing rings 34, 34 d, and it is also without a detailed description any person skilled in the art readily understands that seals, such as. B.

Dichtungsringe 34, 34 d, in der gesamten Einrichtung notwendig oder wünschenswert sind.Sealing rings 34, 34 d, necessary or throughout the facility are desirable.

Die Kammer 37 ist über einen Durchgangsweg 39 im Kupplungsglied 13 mit einem Strömungsreguliermittel 40 und einem Zerreiß- oder Bruchventll 41 verbunden, welche in einem zylindrischen Gehäuse 42 angeordnet sind. Gehäuse 42 stößt an Glied 13 an und ist entsprechend innerhalb des unteren Teils des oberen, röhrenförmigen Gliedes 11 auf wohlbekannte Art und Weise befestigt. Das Strömungsreguliermittel 40 ist in der Zeichnung als ein Flüssigkeits-Einengungszylinder 44 dargestellt, der eine kleine Drosselöffnung 45 aufweist, die einen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Durchgang 39 und dem Zerreiß- oder Bruchventil 41 erlaubt, wobei das Ventil 41 mit dem Flüssigkeitsreguliermittel 40 über einen Durchgangsweg47 in Verbindung steht. Das Zerreiß- oder Bruchventil 41 besteht aus einem hohlen Stöpselglied, welches in einer Bohrung 49 zum Verstopfen der Bohrung angebracht ist. Die verstopfte Bohrung 49 ist über einen anderen Durchgang55 in dem Gehäuse 42 mit einer Kammer 57 verbunden, welche in dem oberen Teil des röhrenförmigen Gliedes 11 gebildet ist, wobei die Kammer 57 unter relativ niedrigem Druck, beispielsweise Atmosphärendruck, steht. The chamber 37 is in the coupling member 13 via a passage 39 connected to a flow regulating means 40 and a tear or break valve 41, which are arranged in a cylindrical housing 42. Housing 42 abuts member 13 and is correspondingly within the lower part of the upper tubular Link 11 attached in a well known manner. The flow regulator 40 is shown in the drawing as a liquid constriction cylinder 44, which has a small throttle opening 45 that allows fluid to be exchanged between the passage 39 and the Rupture or rupture valve 41 allowed, wherein the valve 41 with the fluid regulating means 40 via a passageway 47 in FIG Connection. The tear or rupture valve 41 consists of a hollow plug member, which is mounted in a bore 49 for plugging the bore. The blocked one Bore 49 is via another passage 55 in housing 42 with a chamber 57, which is formed in the upper part of the tubular member 11, the chamber 57 under relatively low pressure, for example atmospheric pressure, stands.

Um die zugestopfte Bohrung 49 zu öffnen und es dem Strömungsmittel zu ermöglichen, von der Kammer 37 in die Niederdruckkammer 57 zu gelangen, ist ein Hahnbolzen 50 gleitbar in einer Bohrung 51 angeordnet, welcher sich quer zur zugestopften Bohrung 49 erstreckt. Hahnbolzen 50 ist hohl und öffnet sich an seinem Ende gegenüber der Bohrung 49, wo er eine Sprengeinrichtung 52 aufnehmen kann. Die Sprengeinrichtung 52 kann, wenn sie gezündet wird, den Hahnbolzen 50 in die Bohrung 49 hineinzwingen und einen Endteil 53 des Stöpselgliedes 41 durchschlagen, wobei der Teil 53 in der Bewegungsbahn des Hahnbolzens 50 angebracht ist. Wenn Endteil 53 vom Stöpselteil 41 weggebrochen ist, öffnet sich ein Durchgang durch den hohlen Teil des Stöpsels hindurch. Als Sprengeinrichtung 52 kann jede gut bekannte explosive Ladung dienen, welche geeignet ist, durch einen üblichen, nicht dargestellten Zünder gezündet zu werden, wobei der Zünder über eine Leitung 58 mit einer an der Oberfläche befindlichen, nicht dargestellten Stromquelle Verbindung hat. To open the plugged bore 49 and it to the fluid allowing the chamber 37 to enter the low pressure chamber 57 is a Cock bolt 50 slidably disposed in a bore 51, which extends transversely to the plugged Bore 49 extends. Cock pin 50 is hollow and opens at its opposite end the bore 49, where it can receive an explosive device 52. The explosive device 52 can, when ignited, force the cock pin 50 into the bore 49 and pierce an end portion 53 of the plug member 41, the portion 53 in the Movement path of the cock bolt 50 is attached. If end part 53 from the plug part 41 has broken away, a passage opens through the hollow part of the plug through. Any well-known explosive charge can serve as the explosive device 52, which is suitable to be ignited by a conventional igniter, not shown the detonator via a line 58 with a surface located, power source, not shown, has connection.

Bei Inbetriebnahme liegen die oberen und unteren Flächen26,33 der Kolben 18 bzw. 19 aneinander an, und die Kammer 37 ist mit Flüssigkeit gefüllt und durch den Stöpsel 41 verriegelt, wobei die Flüssigkeit Zugang durch eine Zugangsöffnung 60 lm Kupplungsglied 13 hat. Die Einrichtung wird in diesem Zustand in das Bohrloch eingebracht und bis zu dem Pegel abgesenkt, bei welchem Proben entnommen werden sollen, wobei die richtige Lage der Apparatur durch wohlbekannte Techniken und Mittel eingestellt wird. At start-up, the upper and lower surfaces are 26,33 of the Pistons 18 and 19 to one another, and the chamber 37 is filled with liquid and locked by the plug 41, with the liquid being accessed through an access port 60 lm coupling link 13 has. The device is in this state in the borehole introduced and lowered to the level at which samples are taken should, with the proper location of the apparatus by well known techniques and means is set.

Bei Erreichen des gewünschten Pegels befindet sich der Druck an dem Kolben 18 im Gleichgewicht zufolge der Öffnungen 23, 25 und 29, während der hydrostatische Druck am Kolben 19 durch das Strömungsmittel in Kammer 37 ausgeglichen wird. When the desired level is reached, the pressure is at that Piston 18 in equilibrium as a result of openings 23, 25 and 29, during the hydrostatic Pressure on piston 19 is equalized by the fluid in chamber 37.

Die Sprengeinrichtung 52 tritt dann in Tätigkeit und zwingt den Hahnbolzen 50 in das Loch 49, wodurch der Vorsprung 53 des Zerreiß- oder Bruchventils 41 abgerissen und dadurch ein Durchgang zwischen der Kammer 37 und der Niederdruckkammer 57 geöffnet wird (s. F i g. 2). An dieser Stelle zwingt der hydrostatische Druck, der auf der einen Seite des Kolbens 19 wirkt, die in Kammer 37 befindliche Flüssigkeit durch die Strömungsreguliereinrichtung 40 hindurch in die Kammer 57, die unter atmosphärischem Druck steht. Das Strömungsreguliermittel 40 bestimmt das Ausmaß der Strömung der Flüssigkeit (z. B. durch die Größe der öffnung 45, durch die Viskosität der Flüssigkeit in der Kammer 37 und den hydrostatischen Druck im Bohrloch), so daß Turbulenz in der Probeaufnahmekammer vermieden wird und der Kolben 19 daher eine relativ langsame Aufwärtsbewegung vollführt. Die genaue Geschwindigkeit des Kolbens wird in Übereinstimmung mit den Drücken festgelegt, die erwartet werden, und durch das Strömungsreguliermittel 40 eingeregelt.The explosive device 52 then comes into action and forces the cock bolt 50 into the hole 49, whereby the projection 53 of the tear or rupture valve 41 is torn off and thereby a passage between the chamber 37 and the low pressure chamber 57 is opened (see Fig. 2). At this point the hydrostatic pressure on the one side of the piston 19 acts, the liquid located in chamber 37 through the flow regulator 40 through into the chamber 57, which is below atmospheric Pressure is on. The flow regulating means 40 determines the extent of the flow of the Liquid (e.g. by the size of the opening 45, by the viscosity of the liquid in the chamber 37 and the hydrostatic pressure in the borehole), so that turbulence in the sample receiving chamber is avoided and the piston 19 is therefore a relatively slow one Upward movement. The exact speed of the Piston will be in compliance set by the pressures expected and by the flow regulating means 40 adjusted.

Die Probeaufnahmekammer 37, die sich zwischen den Kolbenoberflächen 26, 33 und Zylinder 17 bildet, fährt nun fort, sich auszudehnen, bis der obere Kolben 19 an den Vorsprung 13 auf der Kolbenstange 27 anstößt, wobei der Abstand der beiden Kolben dann die Ausdehnung und das Volumen der Probeaufnahmekammer auf einen bestimmten Wert begrenzt. Die Kammer 57 hat eine derartige Größe, daß, wenn eine vollständige Probe in die Probeaufnahmekammer gelangt ist, der Druck in den Kammern 37 und 57 geringer bleibt als der hydrostatische Druck der Bohrlochflüssigkeit. Daher übt die Bohrlochflüssigkeit in der Probeentnahmekammer weiterhin Druck auf den Kolben 19 aus, und beide Kolben setzen ihre Aufwärtsbewegung fort, bis der Vorsprung 30 auf der Kolbenstange 27 gegen das Glied 13 anschlägt. Die Stange 27 wird in dieser oberen Lage mit Hilfe der Rast 32 und der Rastnut 31 verriegelt. Während sich die Kolben bewegen, geht natürlich die Dichtung 34 b in den unteren Kolben 18 an den Öffnungen 25 vorbei und isoliert dadurch die entnommene Probe zwischen den Kolben von den Öffnungen 25, so daß der hydrostatische Druck an dem Kolben 18 die Bewegung der Kolben fortsetzt. The sample receiving chamber 37, which extends between the piston surfaces 26, 33 and cylinder 17 forms, now continues to expand until the upper piston 19 abuts the projection 13 on the piston rod 27, the distance between the two Piston then increases the expansion and volume of the sample receiving chamber to a certain level Limited value. The chamber 57 is of such a size that when a complete If the sample has entered the sample receiving chamber, the pressure in chambers 37 and 57 remains less than the hydrostatic pressure of the borehole fluid. Therefore practice the wellbore fluid in the sampling chamber continues to pressure the piston 19 and both pistons continue their upward movement until protrusion 30 strikes against member 13 on piston rod 27. The rod 27 is in this locked upper position with the aid of the detent 32 and the detent groove 31. While the Moving piston, of course, the seal 34 b goes into the lower piston 18 to the Openings 25 over and thereby isolates the sample taken between the pistons from the openings 25 so that the hydrostatic pressure on the piston 18 does the movement the piston continues.

Danach bleiben, wenn das Werkzeug aus dem Bohrloch herausgezogen worden ist, die Kolben 18, 19 in der verriegelten Lage, und zwar als Folge der Verriegelung der Kolbenstange 27 in ihrer oberen Stellung. An der Erdoberfläche kann die gesamte Probe aus der Probekammer in der folgenden Weise entnommen werden. Die Endkappe 14 wird entfernt, und die üblichen Einrichtungen, in welche die Probe überführt werden soll, werden an das Ventil 63 im Kolben 18 angeschlossen. Ventil 63 wird geöffnet, während eine nicht dargestellte Druckeinrichtung, die mit der Öffnung 60 Verbindung hat, einen Druck ausübt, um Kolben 19 in der Richtung auf Kolben 18 zu bewegen, bis die Kolben wieder die Lage einnehmen, bei der sie einanderliegen und dadurch die Überführung der gesamten entnommenen Probe unter Druck ermöglichen. After that, stay when the tool is pulled out of the borehole has been, the pistons 18, 19 in the locked position, as a result of the locking the piston rod 27 in its upper position. On the surface of the earth can be the entire Sample can be taken from the sample chamber in the following manner. The end cap 14 is removed, and the usual facilities into which the sample is transferred are to be connected to the valve 63 in the piston 18. Valve 63 is opened, while a printing device, not shown, with the opening 60 connection has a pressure to piston 19 in the direction of piston 18 to move until the pistons resume the position in which they lie one above the other and thereby enable the transfer of the entire sample taken under pressure.

Claims

Claims: 1. Device for obtaining a representative Sample of a fluid from a borehole with a housing attached to a cable suspended through a borehole and which has a sample receiving chamber has, in which a piston is arranged, which is used to initiate sampling can be unlocked and moved away from a second piston, and in which the second piston closes the sample receiving opening in its end position, thereby characterized in that the mutually facing surfaces (26, 33) of the two pistons (18, 19) are designed such that when these surfaces (26, 33) touch the The volume between the two pistons is zero when the two pistons (18, 19) are in the contact position Before starting to take a sample, make sure that the contact surface of the two pistons (18, 19) in this position are level with the sample receiving opening (25) of the housing (10) is located and that the first piston (19) at the end the sampling the second piston (18) takes along such a piece via its piston rod (27), that the second piston (18) closes the sample opening (25).

2. Device according to claim 1, characterized in that on the the other side (36) of the first piston (19) is a relatively incompressible liquid (37), which flows out through a small opening (45).

3. Device according to claim 2, characterized in that in the The liquid passage path (47) from the direction of the opening (45) is initially closed Valve (41) is located, which can be opened from the surface. ~~~~~~~ References considered: U.S. Patent Steps Nos. 1638333, 2147983.