地層取樣器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種地層取樣器，包括：抽吸油缸、吸液口、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、含水量傳感器、排液口、常開式電磁閥、多個(gè)常閉式電磁閥、多個(gè)儲樣間以及多個(gè)第五單向閥。所述抽吸油缸的上、下缸體結(jié)構(gòu)對稱，在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下可反復(fù)進(jìn)行地層液體的抽吸和排放；所述儲樣間以并聯(lián)形式設(shè)置在該取樣器的吸液口和排液口之間，儲樣間的數(shù)量可以根據(jù)具體需求靈活確定，每個(gè)儲樣間均設(shè)有控制其開啟或關(guān)閉的常閉式電磁閥以及起止回作用的第五單向閥，由此實(shí)現(xiàn)了一次下井獲取多個(gè)地層液體樣品的功能，取樣過程互不影響。
【專利說明】
地層取樣器

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆探領(lǐng)域，特別是涉及一種地層取樣器。

【背景技術(shù)】
:
[0002]在油田開采過程中，為了掌握生產(chǎn)井各油層的實(shí)際狀況，需要進(jìn)行測試和取樣。較早的地層測試器功能主要是進(jìn)行地層流體取樣，例如1955年斯侖貝謝研發(fā)的電纜地層測試器，使用電點(diǎn)火閥，一次下井可以取到一個(gè)地層流體樣品。隨著油田開發(fā)的逐步深入，對生產(chǎn)井實(shí)施分層測試、準(zhǔn)確獲取不同儲層的地層壓力和物性參數(shù)，以達(dá)到精細(xì)采油的需求愈加迫切，傳統(tǒng)的地層測試取樣器已經(jīng)不能滿足需求，多分層取樣測試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。專利號分別為U.S.P 5303775和U.S.P 5377755的兩項(xiàng)美國專利公開了一種儲層特性測試儀，一次下井可取6個(gè)地層原始流體樣品，專利號為U.S.P 5934374的美國專利也公開了一種提高了樣品采集系統(tǒng)功能的地層測試器，可以一次下井獲取兩個(gè)樣品，但控制非常復(fù)雜，西安石油大學(xué)的一項(xiàng)專利(專利號:ZL01115287.7)所公開的全儲層取樣測試器理論上可以獲取多個(gè)樣品，但是系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種地層取樣器，實(shí)現(xiàn)一次下井操作，獲取多個(gè)地層液體樣品的功能。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]所述地層取樣器包括:抽吸油缸、吸液口、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、含水量傳感器、排液口、常開式電磁閥、多個(gè)常閉式電磁閥、多個(gè)儲樣間以及多個(gè)第五單向閥。
[0006]所述抽吸油缸包括:上缸體、下缸體、活塞桿及其兩端連接的活塞；所述活塞桿穿過上、下缸體間的橫隔,兩端的活塞分別位于上、下缸體內(nèi)；其中，上缸體內(nèi)的活塞將上缸體內(nèi)腔分隔為用于容納液壓油的上液壓油腔和用于抽吸排液的上樣品腔；上液壓油腔設(shè)有供液壓油進(jìn)出的上液壓油口 ；上樣品腔設(shè)有供樣品進(jìn)出的上抽吸口 ；同樣地，下缸體內(nèi)的活塞將下缸體內(nèi)腔分隔為用于容納液壓油的下液壓油腔和用于抽吸排液的下樣品腔；下液壓油腔設(shè)有供液壓油進(jìn)出的下液壓油口 ；下樣品腔設(shè)有供樣品進(jìn)出的下抽吸口。
[0007]為了利于液壓系統(tǒng)控制，所述抽吸油缸的上缸體和下缸體的結(jié)構(gòu)可以完全對稱。
[0008]所述上抽吸口分別連接第二單向閥的出口和第三單向閥的入口 ；下抽吸口分別連接第一單向閥的出口和第四單向閥的入口 ；第一單向閥和第二單向閥的入口與吸液口相連；第三單向閥和第四單向閥的出口與常開式電磁閥的入口相連，常開式電磁閥的出口與排液口相連；所述排液口前還設(shè)有含水量傳感器，所述含水量傳感器可對流經(jīng)的地層液體進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可作為判斷是否需要取樣以及取樣是否完成的依據(jù)；第三單向閥和第四單向閥的出口與含水量傳感器之間還并聯(lián)有多個(gè)儲樣間，用來儲存不同的液體樣品；每個(gè)儲樣間的入口均設(shè)有常閉式電磁閥，用來控制儲樣間的開啟或關(guān)閉；每個(gè)儲樣間的出口還設(shè)有起止回作用的第五單向閥。
[0009]所述吸液口處還可以設(shè)有吸液濾網(wǎng)，以過濾去除所吸入的地層液體中的雜質(zhì)，起到維護(hù)設(shè)備的作用，且有助于提高液體樣品檢測的準(zhǔn)確性。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的地層取樣器在吸液口和排液口之間設(shè)置了多個(gè)并聯(lián)的儲樣間，每個(gè)儲樣間的開啟或關(guān)閉受各自所有的常閉式電磁閥獨(dú)立控制，取樣過程互不影響，且儲樣間數(shù)量可以根據(jù)具體需求靈活確定，由此實(shí)現(xiàn)了一次下井操作獲取多個(gè)地層液體樣品的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0011]圖1為本實(shí)用新型提供的地層取樣器的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0012]以下結(jié)合附圖，以具有3個(gè)并聯(lián)儲樣間的地層取樣器為例進(jìn)行說明，但在實(shí)際應(yīng)用中，儲樣間的數(shù)量可以根據(jù)具體需求靈活確定。
[0013]所述地層取樣器包括:抽吸油缸13、吸液口 1、吸液濾網(wǎng)2、第一單向閥3、第二單向閥4、第三單向閥5、第四單向閥6、含水量傳感器11、排液口 12、常開式電磁閥10、多個(gè)常閉式電磁閥8、多個(gè)儲樣間9以及多個(gè)第五單向閥7。
[0014]所述抽吸油缸13包括:上缸體13a、下缸體13b、活塞桿13m及其兩端連接的第I活塞13g和第2活塞13h ;所述活塞桿13m穿過上、下缸體間的橫隔，兩端的第I活塞13g和第2活塞13h分別位于上、下缸體內(nèi)；其中，第I活塞13g將上缸體13a內(nèi)腔分隔為用于容納液壓油的上液壓油腔13c和用于抽吸排液的上樣品腔13e ;上液壓油腔13c設(shè)有供液壓油進(jìn)出的上液壓油口 13i ;上樣品腔13e設(shè)有供樣品進(jìn)出的上抽吸口 13k ;第2活塞13h將下缸體13b內(nèi)腔分隔為用于容納液壓油的下液壓油腔13d和用于抽吸排液的下樣品腔13f ；下液壓油腔13d設(shè)有供液壓油進(jìn)出的下液壓油口 13j ;下樣品腔13f設(shè)有供樣品進(jìn)出的下抽吸口 131。下缸體13b和上缸體13a結(jié)構(gòu)對稱。
[0015]所述上抽吸口 13k分別連接第二單向閥4的出口和第三單向閥5的入口 ；下抽吸口 131分別連接第一單向閥3的出口和第四單向閥6的入口 ；第一單向閥3和第二單向閥4的入口與吸液口 I相連；所述吸液口 I處還設(shè)有吸液濾網(wǎng)2，用以過濾去除所吸入的地層液體中的雜質(zhì)，起到維護(hù)設(shè)備的作用，同時(shí)有助于提高液體樣品檢測的準(zhǔn)確性；第三單向閥5和第四單向閥6的出口與常開式電磁閥10的入口相連，常開式電磁閥10的出口與排液口12相連；所述排液口 12前還設(shè)有含水量傳感器11，所述含水量傳感器11可對流經(jīng)的地層液體進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可作為判斷是否需要取樣以及取樣是否完成的依據(jù)；第三單向閥5和第四單向閥6的出口與含水量傳感器11之間還并聯(lián)有3個(gè)儲樣間9a、9b和9c，用來儲存不同的液體樣品；3個(gè)儲樣間9a、9b和9c的入口各自設(shè)有常閉式電磁閥8a、8b和8c，用來控制儲樣間的開啟或關(guān)閉；3個(gè)儲樣間9a、9b和9c的出口還各自設(shè)有起止回作用的第五單向閥7a,7b和7c。
[0016]所述地層取樣器的工作原理及過程如下:
[0017](I)將地層取樣器下放到目標(biāo)地層深度，啟動(dòng)液壓系統(tǒng)。同時(shí)，地層取樣器中常開式電磁閥10以及常閉式電磁閥8a、8b、8c均不通電；
[0018](2)在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，液壓油由上液壓油口 13i進(jìn)入抽吸油缸13的上液壓油腔13c,活塞桿13m帶動(dòng)活塞13g、13h向下運(yùn)動(dòng),下液壓油腔13d中的液壓油通過下液壓油口 13j排出；同時(shí)，下樣品腔13f通過下抽吸口 131從吸液口 I吸取地層液體，地層液體經(jīng)過吸液濾網(wǎng)2、第一單向閥3進(jìn)入下樣品腔13f ;上樣品腔13e通過上抽吸口 13k排出地層液體，地層液體經(jīng)過第三單向閥5、常開式電磁閥10、含水量傳感器11，由排液口 12排出；
[0019](3)液壓油通過下液壓油口 13 j進(jìn)入下液壓油腔13d,活塞桿13m帶動(dòng)活塞13g、13h向上運(yùn)動(dòng)，上液壓油腔13c中的液壓油通過上液壓油口 13i排出；同時(shí)，上樣品腔13e通過上抽吸口 13k從吸液口 I吸取地層液體，地層液體經(jīng)過吸液濾網(wǎng)2、第二單向閥4進(jìn)入上樣品腔13e ;于此同時(shí)，下樣品腔13f通過下抽吸口 131排出地層液體，地層液體經(jīng)過第四單向閥6、常開式電磁閥10、含水量傳感器11,由排液口 12排出；
[0020](4)重復(fù)步驟⑵和(3)，活塞桿13m帶動(dòng)活塞13g、13h向上運(yùn)動(dòng)，上樣品腔13e和下樣品腔13f交替吸取和排出地層液體，直至取樣回路中的地層液體經(jīng)含水量傳感器11檢測后滿足預(yù)先設(shè)定的取樣要求。第五單向閥7a、7b和7c在抽吸排液過程中起止回作用，防止排出的地層液體進(jìn)入儲樣間9a、9b和9c。
[0021](5)當(dāng)?shù)貙右后w經(jīng)檢測滿足取樣要求時(shí)，常開式電磁閥10和常閉式電磁閥8a通電，常閉式電磁閥8b、8c不通電。此時(shí)，上、下樣品腔13e、13f排出的地層液體經(jīng)過第三單向閥5和第四單向閥6，再經(jīng)常閉式電磁閥8a進(jìn)入儲樣間9a，開始液體樣品的存儲。在存儲過程中，通過含水量傳感器11對流經(jīng)液體樣品的檢測結(jié)果來確定存儲是否完成。
[0022](6)當(dāng)儲樣間9a完成液體樣品存儲后，液壓系統(tǒng)關(guān)閉，將地層取樣器下放到另一目標(biāo)地層深度，重復(fù)步驟(I)至(5)。有所不同的是:步驟(5)中常閉式電磁閥的通電方式改為:8a、8c不通電，8b通電，由此完成儲樣間9b的液體樣品儲存。再次改換目標(biāo)地層深度，重復(fù)步驟(I)至(5)，步驟(5)中常閉式電磁閥8a、8b不通電，Sc通電，由此完成儲樣間9c的樣品存儲。
[0023](7)當(dāng)儲樣間9b、9c儲存液體完畢后，將地層取樣器下放最后一個(gè)目標(biāo)地層深度，重復(fù)步驟(I)至(4)，當(dāng)?shù)貙右后w經(jīng)含水量傳感器11檢測滿足取樣要求時(shí)，抽吸油缸13的上、下樣品腔13e、13f中儲存有最后一個(gè)目標(biāo)地層深度的液體樣品。
[0024]通過上述步驟，地層取樣器實(shí)現(xiàn)了一次下井獲取4個(gè)液體樣品，由于該地層取樣器中的儲樣間采取并聯(lián)方式，且每個(gè)儲樣間的開啟或關(guān)閉受各自的常閉式電磁閥獨(dú)立控制，存儲樣品互不影響，并且儲樣間的數(shù)量可以根據(jù)具體需求靈活確定，當(dāng)有η個(gè)儲樣間存在時(shí)，只需反復(fù)執(zhí)行η次上述步驟(I)至(5)，并在步驟(5)中針對需要存樣的儲樣間，開啟其入口處的常閉式電磁閥，以此完成每個(gè)儲樣間的樣品存儲，當(dāng)所有儲樣間儲樣完畢后，還可以重復(fù)上述步驟(I)至(4)，利用抽吸油缸中上、下樣品腔完成第η+1個(gè)樣品的存儲。
【權(quán)利要求】
1.一種地層取樣器,其特征在于:包括抽吸油缸(13)、吸液口(I)、第一單向閥(3)、第二單向閥(4)、第三單向閥(5)、第四單向閥(6)、含水量傳感器(11)、排液口(12)、常開式電磁閥(10)、多個(gè)常閉式電磁閥(8)、多個(gè)儲樣間(9)以及多個(gè)第五單向閥(7);所述抽吸油缸(13)包括:上缸體(13a)、下缸體(13b)、第I活塞(13g)、第2活塞(13h)以及活塞桿(13m);所述第I活塞(13g)位于上缸體(13a)內(nèi)，所述第2活塞(13h)位于下缸體(13b)內(nèi)；所述活塞桿(13m)穿過上、下缸體間的橫隔，連接所述第I活塞(13g)和第2活塞(13h);所述第I活塞(13g)將上缸體(13a)內(nèi)腔分隔為上液壓油腔(13c)和上樣品腔(13e);上液壓油腔(13c)設(shè)有上液壓油口(13i)，上樣品腔(13e)設(shè)有上抽吸口(13k);所述第2活塞(13h)將下缸體(13b)內(nèi)腔分隔為下液壓油腔(13d)和下樣品腔(13f);下液壓油腔(13d)設(shè)有下液壓油口(13j)，下樣品腔(13f)設(shè)有下抽吸口(131);所述上抽吸口(13k)分別連接第二單向閥(4)的出口和第三單向閥(5)的入口 ；下抽吸口(131)分別連接第一單向閥(3)的出口和第四單向閥(6)的入口 ；第一單向閥(3)和第二單向閥(4)的入口與吸液口(I)相連；第三單向閥(5)和第四單向閥(6)的出口與常開式電磁閥(10)的入口相連，常開式電磁閥(10)的出口與排液口(12)相連；所述排液口(12)前還設(shè)有含水量傳感器(11)；第三單向閥(5)和第四單向閥(6)的出口與含水量傳感器(11)之間還并聯(lián)有多個(gè)儲樣間(9);每個(gè)所述儲樣間(9)的入口均設(shè)有常閉式電磁閥(8)，出口均設(shè)有第五單向閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地層取樣器，其特征在于:所述抽吸油缸(13)的上缸體(13a)和下缸體(13b)結(jié)構(gòu)對稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地層取樣器，其特征在于:所述儲樣間(9)的數(shù)量至少為3個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地層取樣器，其特征在于:所述吸液口(I)處還設(shè)有吸液濾網(wǎng)(2)。
【文檔編號】E21B49/08GK204126643SQ201420580745
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】朱禮斌, 朱寶峰, 劉鎮(zhèn)領(lǐng), 張雪芹, 邊松偉, 黃亮, 張洪亮, 陳思, 賈琳珊, 李炳辰 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司