專利名稱：電子式井下高壓物性取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種井下取樣儀器，尤其涉及一種油田油、氣、水井井下取樣儀器。
背景技術(shù)：
井下高壓物性取樣器是石油開(kāi)發(fā)行業(yè)中常用的一種井下取樣儀器，現(xiàn)有的這種儀器都是采用純機(jī)械的控制方式，如鐘控式、提掛式和放錘式，這幾種取樣器存在以下問(wèn)題1、鐘控式取樣器是利用機(jī)械鐘表原理來(lái)起到控制目的，結(jié)構(gòu)不夠合理，機(jī)械部分在井下受井筒內(nèi)液體粘度的影響較大，經(jīng)常無(wú)法使取樣器執(zhí)行取樣動(dòng)作，導(dǎo)致取樣失敗。
2、提掛式取樣器的執(zhí)行動(dòng)作是靠操作人員上下提放儀器時(shí)的感覺(jué)來(lái)完成的，感覺(jué)的準(zhǔn)確度受井內(nèi)液體的影響較大，提放力度必須適度，所以要求操作人員要有較高的操作技術(shù)。否則，極易造成取樣失敗，甚至造成儀器落井的工程事故。
3、放錘式取樣器是從井口投棒撞擊井下取樣器頂針而使取樣器完成取樣動(dòng)作的，投棒撞擊力度較大時(shí)，易造成儀器落井事故，力度較輕則取樣失敗，而井內(nèi)液體又影響投棒撞擊力度，使取樣成功率下降。
綜上，機(jī)械式取樣器受井內(nèi)及人為因素影響較大導(dǎo)致取樣成功率低，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種電子式井下高壓物性取樣器，其解決了背景技術(shù)中機(jī)械式取樣器取樣成功率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作難度大的技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種電子式井下高壓物性取樣器，包括控制筒3、取樣筒20，其特殊之處是所述電子式井下高壓物性取樣器還包括兩端分別與控制筒3和取樣筒20連接的連接管11，所述連接管11的管壁上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)上滑動(dòng)槽15和兩個(gè)下滑動(dòng)槽35；所述控制筒3包括電源、執(zhí)行電機(jī)控制電路2、執(zhí)行電機(jī)4、與執(zhí)行電機(jī)4的傳動(dòng)軸8連接的頂桿9，所述頂桿9的端部設(shè)置有多個(gè)凸起的頂桿頭10；所述連接管11內(nèi)設(shè)置有執(zhí)行分離器，所述執(zhí)行分離器包括分離器筒14、設(shè)置在分離器筒14內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)的分離器芯18、設(shè)置在分離器芯18與分離器筒14之間的分離彈簧17、設(shè)置在分離器筒14上端內(nèi)側(cè)的卡簧19、穿過(guò)所述上滑動(dòng)槽15并固定在分離器筒14筒壁左右兩側(cè)上端的兩個(gè)固定螺釘13、穿過(guò)所述下滑動(dòng)槽35并固定在分離器筒14筒壁左右兩側(cè)下端的兩個(gè)固定銷釘16；所述分離器芯18的上端設(shè)置有與所述頂桿頭10一一對(duì)應(yīng)的頂桿槽36，其下端設(shè)置有與所述固定銷釘16配合的棘齒37。
上述頂桿頭10的數(shù)量以兩個(gè)為最佳。
上述控制筒3下端設(shè)置有可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連接鎖舌6和復(fù)位彈簧7，所述連接管11上端內(nèi)壁設(shè)置有與連接鎖舌6對(duì)應(yīng)的連接鎖孔12。
上述控制筒3與連接管11間可為螺紋連接。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、取樣成功率高。執(zhí)行電機(jī)選用耐高溫、小體積、大扭矩減速電機(jī)，驅(qū)動(dòng)取樣動(dòng)作可靠，克服了機(jī)械式執(zhí)行動(dòng)作的不足；連接管的執(zhí)行分離器由分離器筒、分離器芯、分離彈簧等組成，在執(zhí)行動(dòng)作前，執(zhí)行分離器在頂桿頭的作用下，使執(zhí)行分離器內(nèi)部呈耦合狀態(tài)，并牢靠地頂壓住取樣筒上凡爾彈簧。當(dāng)執(zhí)行電機(jī)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)頂桿旋轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，釋放頂桿壓力(關(guān)閉取樣筒凡爾)，執(zhí)行分離器整體上移，執(zhí)行分離器內(nèi)部在分離彈簧的作用下呈分離狀態(tài)，使執(zhí)行電機(jī)多余的轉(zhuǎn)矩僅消耗在分離器芯上，既保證了執(zhí)行動(dòng)作的準(zhǔn)確、可靠，又轉(zhuǎn)移了剩余的轉(zhuǎn)矩力，避免了零部件的損壞。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。與現(xiàn)有的機(jī)械式井下取樣器比較，本實(shí)用新型將機(jī)械式控制改變成電子式控制，電路采用計(jì)數(shù)器/振蕩集成電路和CMOS定時(shí)器組成的時(shí)間控制系統(tǒng)，定時(shí)準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，并改進(jìn)了控制部分與取樣部分的連接方式，使得本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
3、易操作。連接管采用了快速鎖舌連接裝置，可快速地連接和分離取樣筒，使現(xiàn)場(chǎng)操作快捷簡(jiǎn)便。
4、取樣部分的樣筒短、直徑小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)科學(xué)，凡爾(進(jìn)出口)打開(kāi)、關(guān)閉可靠，采用高性能密封圈，密封性能好。
附圖圖面說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型控制筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型連接管和取樣筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型執(zhí)行分離器結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖4是本實(shí)用新型執(zhí)行分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1是懸掛繩帽；2是執(zhí)行電機(jī)控制電路；3是控制筒；4是執(zhí)行電機(jī)；5是軸承；6是連接鎖舌；7是復(fù)位彈簧；8是傳動(dòng)軸；9是頂桿；10是頂桿頭；11是連接管；12是連接鎖孔；13是固定螺釘；14是分離器筒；15是上滑動(dòng)槽；16是固定銷釘；17是分離彈簧；18是分離器芯；19是卡簧；20是取樣筒；21是上凡爾彈簧鎖片；22是上凡爾彈簧；23是上凡爾座；24是上凡爾；25是挺桿扶正圈；26是挺桿；27是挺桿鎖筒；28是錐形撐頭；29是挺桿鎖片；30是下凡爾；31是下凡爾座；32是下凡爾彈簧；33是下凡爾彈簧鎖片；34是進(jìn)液孔；35是下滑動(dòng)槽；36是頂桿槽；37是棘齒。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)
圖1和圖2，本實(shí)用新型主要由控制筒3、取樣筒20、兩端分別與控制筒3和取樣筒20連接的連接管11組成?？刂仆?包括電源、執(zhí)行電機(jī)控制電路2、執(zhí)行電機(jī)4、與執(zhí)行電機(jī)4的傳動(dòng)軸8連接的頂桿9，頂桿9的端部對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)凸起的頂桿頭10；取樣筒20為公知技術(shù)，主要包括挺桿26、挺桿扶正圈25、上凡爾24、上凡爾座23、上凡爾彈簧22、下凡爾30、下凡爾座31、下凡爾彈簧32、挺桿鎖筒27、錐形撐頭28等。參見(jiàn)圖3和圖4，連接管11的管壁上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)上滑動(dòng)槽15和兩個(gè)下滑動(dòng)槽35；連接管11內(nèi)設(shè)置有執(zhí)行分離器，執(zhí)行分離器包括分離器筒14、設(shè)置在分離器筒14內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)的分離器芯18、設(shè)置在分離器芯18與分離器筒14之間的分離彈簧17、設(shè)置在分離器筒14上端內(nèi)側(cè)的卡簧19、穿過(guò)上滑動(dòng)槽15并固定在分離器筒14筒壁左右兩側(cè)上端的兩個(gè)固定螺釘13、穿過(guò)下滑動(dòng)槽35并固定在分離器筒14筒壁左右兩側(cè)下端的兩個(gè)固定銷釘16，固定銷釘16的端部深入到分離器筒14的內(nèi)部；分離器芯18的上端設(shè)置有與頂桿頭10對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頂桿槽36，其下端設(shè)置有與固定銷釘16配合的一組棘齒37；控制筒3下端設(shè)置有可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連接鎖舌6及復(fù)位彈簧7，連接管11上端內(nèi)壁設(shè)置有與連接鎖舌6對(duì)應(yīng)的連接鎖孔12。
本實(shí)用新型原理電子式井下高壓物性取樣器的工作過(guò)程主要是進(jìn)出口凡爾的打開(kāi)、關(guān)閉過(guò)程。取樣器在下井前，對(duì)整個(gè)取樣過(guò)程所需的時(shí)間進(jìn)行估算，通過(guò)控制筒3內(nèi)執(zhí)行電機(jī)控制電路2可設(shè)定取樣執(zhí)行時(shí)間。然后開(kāi)啟取樣筒20上下凡爾，當(dāng)下凡爾30及下凡爾彈簧32向上受壓縮時(shí)，下凡爾30上移，其錐型撐頭28伸出挺桿鎖筒27；這時(shí)向下壓縮上凡爾彈簧22，使上凡爾24下移，同時(shí)與上凡爾24連在一起的挺桿26向下移動(dòng)，下凡爾彈簧32進(jìn)入挺桿鎖筒27，使下凡爾30上的錐型撐頭28被卡住，此時(shí)由于錐型撐頭28和挺桿鎖筒27的作用，上凡爾24、下凡爾30控制在打開(kāi)位置。在連接控制筒3時(shí)，頂桿頭10錯(cuò)開(kāi)頂桿槽36，使分離器筒14下端部壓住上凡爾彈簧鎖片21，保持上下凡爾(進(jìn)出口)的打開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)分離器芯18壓緊分離彈簧17，分離器芯18下端部的棘齒37與分離器筒14上固定的兩個(gè)固定銷釘16配合，可保證分離器芯18在壓緊狀態(tài)下不會(huì)因執(zhí)行電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)而與分離器筒14相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后控制筒3下端的連接鎖舌6通過(guò)連接管11管壁的壓力以及復(fù)位彈簧7的作用下把控制筒3和連接管11連接在一起。此時(shí)電子式井下高壓物性取樣器可以下井至預(yù)定深度，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間，執(zhí)行電機(jī)控制電路2給執(zhí)行電機(jī)4發(fā)出指令，啟動(dòng)執(zhí)行電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行電機(jī)4帶動(dòng)頂桿9旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)頂桿頭10旋轉(zhuǎn)到頂桿槽36開(kāi)口處，使頂桿頭10的角度平行于執(zhí)行分離器，分離器筒14在上凡爾彈簧22的作用下迅速上移，關(guān)閉上凡爾24，同時(shí)挺桿鎖筒27上移，脫開(kāi)下凡爾30上的錐型撐頭28，下凡爾30在下凡爾彈簧32的作用下下移，下凡爾30也被關(guān)閉，在完成關(guān)閉凡爾動(dòng)作后，分離器筒14內(nèi)的分離器芯18在分離彈簧17的作用下，與分離器筒14分離，并被固定在分離器筒14上端內(nèi)側(cè)的卡簧19擋住，則執(zhí)行電機(jī)“剩余”的轉(zhuǎn)矩力(約5-10秒)僅消耗在分離器芯18上，此時(shí)，井內(nèi)的高壓液樣被封閉在取樣筒20中，然后從井下起出電子式井下高壓物性取樣器，完成取樣過(guò)程。
權(quán)利要求1.一種電子式井下高壓物性取樣器，包括控制筒(3)、取樣筒(20)，其特征在于所述電子式井下高壓物性取樣器還包括兩端分別與控制筒(3)和取樣筒(20)連接的連接管(11)，所述連接管(11)的管壁上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)上滑動(dòng)槽(15)和兩個(gè)下滑動(dòng)槽(35)；所述控制筒(3)包括電源、執(zhí)行電機(jī)控制電路(2)、執(zhí)行電機(jī)(4)、與執(zhí)行電機(jī)(4)的傳動(dòng)軸(8)連接的頂桿(9)，所述頂桿(9)的端部設(shè)置有多個(gè)凸起的頂桿頭(10)；所述連接管(11)內(nèi)設(shè)置有執(zhí)行分離器，所述執(zhí)行分離器包括分離器筒(14)、設(shè)置在分離器筒(14)內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)的分離器芯(18)、設(shè)置在分離器芯(18)與分離器筒(14)之間的分離彈簧(17)、設(shè)置在分離器筒(14)上端內(nèi)側(cè)的卡簧(19)、穿過(guò)所述上滑動(dòng)槽(15)并固定在分離器筒(14)筒壁左右兩側(cè)上端的兩個(gè)固定螺釘(13)、穿過(guò)所述下滑動(dòng)槽(35)并固定在分離器筒(14)筒壁左右兩側(cè)下端的兩個(gè)固定銷釘(16)；所述分離器芯(18)的上端設(shè)置有與所述頂桿頭(10)一一對(duì)應(yīng)的頂桿槽(36)，其下端設(shè)置有與所述固定銷釘(16)配合的棘齒(37)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式井下高壓物性取樣器，其特征在于所述頂桿頭(10)的數(shù)量為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子控制式井下高壓物性取樣器，其特征在于所述控制筒(3)下端設(shè)置有可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連接鎖舌(6)和復(fù)位彈簧(7)，所述連接管(11)上端內(nèi)壁設(shè)置有與連接鎖舌(6)對(duì)應(yīng)的連接鎖孔(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子式井下高壓物性取樣器，其特征在于所述控制筒(3)與連接管(11)間為螺紋連接。
專利摘要電子式井下高壓物性取樣器屬于石油開(kāi)發(fā)行業(yè)中的井下取樣儀器，包括控制筒、連接管、取樣筒，連接管上設(shè)置有上滑動(dòng)槽和下滑動(dòng)槽；控制筒包括執(zhí)行電機(jī)、頂桿和頂桿頭；連接管內(nèi)設(shè)置有執(zhí)行分離器，執(zhí)行分離器包括分離器筒、分離器芯、設(shè)置在分離器芯與分離器筒之間的分離彈簧、穿過(guò)上滑動(dòng)槽并固定在分離器筒上端的兩個(gè)固定螺釘、穿過(guò)下滑動(dòng)槽并固定在分離器筒下端的兩個(gè)固定銷釘；分離器芯的上端設(shè)置有與頂桿頭對(duì)應(yīng)的頂桿槽，其下端設(shè)置有與固定銷釘配合的棘齒。該取樣器解決了機(jī)械式取樣器取樣成功率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作難度大的技術(shù)問(wèn)題，具有取樣成功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、取樣筒短小、上下凡爾開(kāi)關(guān)可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B49/08GK2716505SQ200420042040
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者朱續(xù)平, 嚴(yán)勛, 朱亮, 王玲, 樊哲華, 贠小杰 申請(qǐng)人:朱續(xù)平, 嚴(yán)勛