專(zhuān)利名稱(chēng)：水力活塞泵頂部隨泵取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水力活塞泵抽油井使用的取樣裝置，特別是一種水力活塞泵頂部隨泵取樣器。
在水力活塞泵采油方式中，最常用的是開(kāi)式動(dòng)力液循環(huán)、投入式水力活塞泵型。由于油井產(chǎn)液與乏動(dòng)力液在泵掛深度處相混合形成混合液返出井口，使在地面不能獲得不含動(dòng)力液的地層產(chǎn)樣。且油井的產(chǎn)液含水率也無(wú)法進(jìn)行直接檢測(cè)，只能通過(guò)分別計(jì)量動(dòng)力液和混合液的流量與含水率間接地計(jì)算出來(lái)，誤差較大。目前，國(guó)內(nèi)使用的取樣器有安裝在水力泵尾部和下部以及用鋼絲繩起下的頂部取樣器叁種。安裝在尾部的，使用時(shí)須將井下的固定閥起出，更換為尺寸較長(zhǎng)的專(zhuān)用固定閥。缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜操作麻煩，樣室容積受限制。安裝在下部的取樣器，雖然實(shí)現(xiàn)了隨泵取樣操作，但因水力活塞泵結(jié)構(gòu)改裝工作量大，泵的沖程須縮短，泵理論排量因安裝取樣器而減少，另因放樣操作困難等缺點(diǎn)，難以推廣使用。而用鋼絲繩起下的取樣器則須配套試井車(chē)等。因此，為滿(mǎn)足油井生產(chǎn)管理和油田動(dòng)態(tài)分析的要求，迫切需要一種能夠取到油井真實(shí)產(chǎn)樣的工藝技術(shù)及裝置。
本實(shí)用新型是為克服現(xiàn)有水力活塞泵井下取樣器的缺點(diǎn)，為水力活塞泵抽油工藝提供一種操作簡(jiǎn)便，不影響水力活塞泵工作效率的頂部隨泵取樣裝置及工藝技術(shù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是在換向機(jī)構(gòu)處于上下液缸中間的水力活塞泵上液缸的上方，裝上該常閉式隨泵取樣器。當(dāng)泵在下行程時(shí)，油井地層產(chǎn)液經(jīng)水力活塞泵的固定閥、流道和取樣器的吸入孔，經(jīng)取樣器樣室再進(jìn)入泵的上液缸內(nèi)，而在泵的上行程時(shí)，上液缸內(nèi)的地層產(chǎn)液經(jīng)排出孔排至油套環(huán)形空間，從而實(shí)現(xiàn)了地層產(chǎn)液先流經(jīng)取樣室，再被泵吸入到上液缸內(nèi)的吸入工作過(guò)程。
當(dāng)停止向井內(nèi)供動(dòng)力液讓泵停止工作，進(jìn)行動(dòng)力液反循環(huán)起出水力活塞泵的操作時(shí)，在彈簧力和反循環(huán)起泵壓力與油管內(nèi)動(dòng)力液靜液柱壓力之間的壓差作用下，取樣器的活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)上行，關(guān)閉樣室的進(jìn)出口，將地層產(chǎn)液密封在樣室內(nèi)。
為保持該取樣器在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中樣室內(nèi)外的壓力平衡，設(shè)計(jì)了取樣器在開(kāi)啟之前和關(guān)閉之后使地層液不經(jīng)取樣器樣室，直接被泵吸入的流道。
本實(shí)用新型與目前現(xiàn)場(chǎng)上使用的取樣器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、與泵尾部取樣方式相比，工藝簡(jiǎn)單，省去了更換固定閥的工序，節(jié)約了操作費(fèi)用和時(shí)間，增加了油井的生產(chǎn)時(shí)間。在取樣器相同長(zhǎng)度條件下，樣室容積增加近一倍。
2、與試井鋼絲起下的泵頂部取樣方法相比，成功率高、工藝簡(jiǎn)單，不必配套試井車(chē)等起下設(shè)備，節(jié)約投資。
3、與泵下部取樣方式相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水力泵改裝工作量小，無(wú)需更換專(zhuān)用的液缸和活塞桿。使用本實(shí)用新型時(shí)，泵沖程無(wú)需縮短，理論排量不變，操作簡(jiǎn)單、方便。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述


圖1為本實(shí)用新型在水力活塞泵抽油井中使用時(shí)的安裝與工作原理示意圖。
圖2為本實(shí)用新型開(kāi)啟狀態(tài)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型關(guān)閉狀態(tài)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型與水力活塞泵泵筒全部采用浮動(dòng)式單向密封O形環(huán)密封結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型與水力活塞泵泵筒采用水力壓縮組合式密封結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)表示1——套管，2取樣器總成，3——水力活塞泵工作筒，4——水力活塞泵上液缸，5——固定閥，6——通取樣器的吸入流道，7——吸入孔，8——排出孔，9——?jiǎng)恿σ毫鞒隹祝?0——?jiǎng)恿σ哼M(jìn)入孔，11——提升總成，12——上活塞桿，13——上活塞，14——壓縮彈簧，15——調(diào)節(jié)螺母，16——活塞桿，17——下活塞，18——密封總成，19——下活塞桿，20——排出閥，21——密封總成，22——密封總成，23——吸入閥，24——流道，25——下活塞導(dǎo)向流道槽，26——樣室，27——上活塞導(dǎo)向流道槽，28——環(huán)隙，29——流道，30——聯(lián)接套，31——流道槽，32——外工作筒。
參照
圖1和圖2，取樣器總成(2)安裝在水力活塞泵上液缸(4)的上方，由提升總成(11)、外工作筒(32)、樣室(26)、活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)和聯(lián)接套(30)等部件組成。提升總成(11)下裝外工作筒(32)，用聯(lián)接套(30)把本裝置和水力活塞泵連為一體，成為具有進(jìn)行井下取樣功能的水力活塞泵的上部部件。外工作筒(32)裝于樣室(26)外面與聯(lián)接套(30)上端的外徑連接。樣室(26)與聯(lián)接套(30)上端的內(nèi)徑連接，用密封環(huán)密封，形成環(huán)隙(28)。聯(lián)接套(30)上有吸入孔(7)、排出孔(8)、密封總成及流道。排出閥(20)和吸入閥(23)就裝在聯(lián)接套(30)內(nèi)作為水力活塞泵的吸入閥和排出閥?；钊介_(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)由上活塞桿(12)、上活塞(13)、活塞桿(16)、下活塞(17)和下活塞桿(19)連接組成。壓縮彈簧(14)裝于上活塞(13)的下端面，用調(diào)節(jié)螺母(15)調(diào)節(jié)固定。用密封保證活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)與其配合部件間的密封。聯(lián)接套(30)的外圓面設(shè)有3道密封總成來(lái)保證取樣器總成(2)與水力活塞泵外工作筒(3)之間的密封，并以此隔離動(dòng)力液、吸入液和混合液。它們分別是密封總成(18)、(21)和(22)。其密封方式可為(1)全部采用O形密封環(huán)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4。(2)上、下密封總成(18)和(22)采用水力壓縮組合式密封結(jié)構(gòu)，而中間的密封總成(21)仍采用O形密封環(huán)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖5。不管采用哪種密封方式，各密封總成都設(shè)計(jì)有傳壓孔。
當(dāng)安裝了本實(shí)用新型的水力活塞泵投入井內(nèi)，到達(dá)泵工作筒內(nèi)的工作位置開(kāi)始工作后，動(dòng)力液自提升總成(11)的動(dòng)力液進(jìn)入孔(10)進(jìn)入。在動(dòng)力液與泵排出壓力之間壓差作用下，取樣器的活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)克服壓縮彈簧(14)的彈力下行開(kāi)啟。在水力活塞泵的吸入過(guò)程中，地層產(chǎn)液經(jīng)固定閥(5)、通取樣器的流道(6)和吸入孔(7)進(jìn)入取樣器總成(2)，再經(jīng)過(guò)下活塞導(dǎo)向流道槽(25)、樣室(26)、上活塞導(dǎo)向流道槽(27)、環(huán)隙(28)和流道(24)，通過(guò)吸入閥(23)進(jìn)入水力活塞泵上液缸(4)內(nèi)，見(jiàn)圖2。而在水力活塞泵的排出過(guò)程中，上液缸(4)內(nèi)的地層產(chǎn)液經(jīng)排出孔(8)排至油套管環(huán)形空間，舉升至地面。
當(dāng)停止向井下供動(dòng)力液讓泵停止工作，并進(jìn)行動(dòng)力液反循環(huán)起出水力活塞泵操作時(shí)，在壓縮彈簧(14)的彈力和反循環(huán)起泵壓力與油管內(nèi)動(dòng)力液靜液柱壓力之間的壓差作用下，取樣器的活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)上行，關(guān)閉樣室(26)的進(jìn)出口(見(jiàn)圖3)，將地層產(chǎn)液密封在樣室(26)內(nèi)。當(dāng)取樣器關(guān)閉后，地層產(chǎn)液不經(jīng)樣室(26)，直接被水力活塞泵吸入，如圖3所示地層產(chǎn)液經(jīng)吸入孔(7)、環(huán)隙(28)、流道(31)、流道(24)和吸入閥(23)進(jìn)入水力活塞泵上液缸(4)內(nèi)。
當(dāng)水力活塞泵被起出井口后，卸下取樣器總成(2)，再卸下提升總成(11)和聯(lián)接套(30)后，就可進(jìn)行放樣操作。用專(zhuān)用工具自上活塞桿(12)頂端向下施加壓力，打開(kāi)活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，放出樣室(26)內(nèi)的液樣，放凈為止，從而在油井產(chǎn)量、井況不受影響的情況下獲得真實(shí)的地層產(chǎn)樣。
權(quán)利要求1.一種用于水力活塞泵抽油井的井下地層產(chǎn)液取樣裝置，具有提升總成(11)、外工作筒(32)、樣室(26)、聯(lián)接套(30)和活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，其特征是a、提升總成(11)下裝外工作筒(32)，用聯(lián)接套(30)把本裝置和水力活塞泵連為一體，b、當(dāng)水力活塞泵正常工作時(shí)，地層產(chǎn)液先流經(jīng)取樣裝置，再進(jìn)入水力活塞泵的上液缸(4)內(nèi)，c、當(dāng)取樣裝置關(guān)閉后，地層產(chǎn)液不經(jīng)樣室(26)直接被水力活塞泵吸入，d、活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)靠動(dòng)力液與泵排出壓力之間的壓差打開(kāi)，e、上述取樣裝置裝于水力活塞泵上液缸(4)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣裝置，其特征在于活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)由上活塞桿(12)、上活塞(13)、活塞桿(16)、下活塞(17)、下活塞桿(19)連接組成，壓縮彈簧(14)裝于上活塞(13)的下端面，用調(diào)節(jié)螺母(15)調(diào)節(jié)固定，使用密封環(huán)保證活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)與其配合部件間的密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的取樣裝置，其特征在于上活塞(13)和下活塞(17)上分別有上活塞導(dǎo)向流道槽(27)和下活塞導(dǎo)向流道槽(25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣裝置，其特征在于樣室(26)與聯(lián)接套(30)上端的內(nèi)徑連接，用密封環(huán)密封，外工作筒(32)裝于樣室(26)外面與聯(lián)接套(30)上端的外徑連接，形成環(huán)隙(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣裝置，其特征在于聯(lián)接套(30)上設(shè)有吸入孔(7)、排出孔(8)、密封總成及流道數(shù)個(gè)，內(nèi)有排出閥(20)和吸入閥(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的取樣裝置，其特征在于各密封總成均有傳壓孔，其密封方式有2種1、全部采用O形密封環(huán)結(jié)構(gòu)，2、密封總成(18)和(22)采用水力壓縮組合式密封結(jié)構(gòu)，而密封總成(21)仍采用O形密封環(huán)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取樣裝置，其特征在于提升總成(11)有動(dòng)力液進(jìn)入孔(10)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水力活塞泵取樣裝置，特別是一種頂部隨泵取樣器。主要部件有提升總成，樣室，外工作筒、活塞式開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)和聯(lián)接套。安裝在水力活塞泵上液缸的上部。在水力活塞泵的吸入過(guò)程中地層產(chǎn)液先流經(jīng)取樣器樣室，再進(jìn)入泵的上液缸在泵的排出過(guò)程，將上液缸內(nèi)的地層產(chǎn)液排至油套管環(huán)形空間，從而使樣室中的液樣為真實(shí)的地層產(chǎn)樣。工藝簡(jiǎn)單，操作方便，不影響泵的沖程及工作效率。
文檔編號(hào)E21B49/00GK2118816SQ9221157
公開(kāi)日1992年10月14日 申請(qǐng)日期1992年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月7日
發(fā)明者張宏才 申請(qǐng)人:勝利石油管理局無(wú)桿采油泵公司