稠油井下取样装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种稠油井下取样装置，其样筒盛放井内流体样品，首端接头轴向设有进样孔，控制短接的轴向有中心内孔、侧向有四个进样口，控制短接的中心内孔的上段安装丝杠，下段安装密封柱塞，丝杠的上端连接于微型电机，微型电机在电路模块的控制下，带动丝杠正向或反向转动，丝杠的正、反向转动带动密封柱塞上下移动，丝杠正向转动时，密封柱塞向上移动至极限位置，其下端面远离进样孔的上端面，此时流体样品经过所述四个进样口、该进样孔进入到样筒的内腔，丝杠反向转动时，密封柱塞则向下移动至极限位置，封闭样筒内的流体样品。该稠油井下取样装置原理新颖，结构独特，工作稳定，操作简单，加工难度小、成本费用低，安全环保，效益显著。

【技术实现步骤摘要】
稠油井下取样装置
本专利技术涉及油气田地层流体高压物性实验
，特别是涉及到一种稠油井下取样装置。
技术介绍
地层流体高压物性实验需要采集井下高压流体样品，现用的井下取样装置主要有刮壁式取样器、机械时钟式取样器和电子时钟式取样器，都是采用上下凡尔封闭样筒的方式，基本工作原理是样筒预先在地面打开上、下凡尔，敞口下放至井下设定深度，井内流体由于在样筒上下两端存在流动压力差，一部分会穿过取样筒，从下口进入、上口流出、不断置换更新，当触发机构控制上、下凡尔同时关闭，这段流体就被封闭在样筒内，最后提出地面送至高压物性实验室分析。存在的问题是，当井内流体粘度较大时，流动阻力增大，样筒两端的流动压力差不足以使其穿过样筒建立流动，这样获取的流体样品不是设定井下深度的有代表性的流体样品，不合格的样品无法获得正确的分析结果；另外即使井下成功取样，在将样筒内流体样品转移至高压实验釜过程中仍存在问题，饱和盐水驱替液与稠油粘度比大，极易出现水窜现象，不能将样筒中的稠油样品有效驱替转移，导致实验分析样品量不足，甚至一旦驱替液混入样品，会造成实验样品报废。因此，这类直通式井下取样装置虽然结构简单，成本低廉，但是无法应用于稠油井，特别是二氧化碳驱油藏，原油轻质组份被二氧化碳萃取后粘度增大的情况，井下PVT取样和地面转样十分困难。为此我们专利技术了一种新的稠油井下取样装置，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效解决了稠油取样成功率低和转样样品残留及污染的难题的稠油井下取样装置。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：稠油井下取样装置，该稠油井下取样装置包括样筒、首端接头、控制短接、密封柱塞、丝杠、微型电机和电路模块，该样筒盛放井内流体样品，该首端接头轴向设有进样孔，该首端接头的下端连接于该样筒、上端连接于该控制短接，该控制短接的轴向有中心内孔、侧向有四个进样口，该控制短接的中心内孔的上段安装该丝杠，下段安装该密封柱塞，该丝杠的上端连接于该微型电机，该微型电机连接于该电路模块，并在该电路模块的控制下，带动该丝杠正向或反向转动，该丝杠的正、反向转动带动该密封柱塞上下移动，该丝杠正向转动时，该密封柱塞向上移动至极限位置，其下端面远离该进样孔的上端面，此时流体样品经过所述四个进样口、该进样孔进入到该样筒的内腔，该丝杠反向转动时，该密封柱塞则向下移动至极限位置，封闭该样筒内的流体样品。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：该密封柱塞设有中心通孔，用以平衡其上下端的压力差，最大限度减小其上下移动的阻力，该中心通孔内有梯形内螺纹与该丝杠连接，该丝杠由推力轴承与该控制短接固定，实现该丝杠轴向旋转带动该密封柱塞上下移动，该丝杠由密封圈与该控制短接接触密封，该密封柱塞的上段为光滑密封柱面，该密封柱面与该控制短接的中心内孔壁之间安装密封环，该密封柱塞的下端有两道密封沟槽并安装橡胶密封圈，该密封柱塞的中段轴向双侧设有定位凸棱，由定位套限定，不能转动。该首端接头侧向对称设有转样口和针阀，该转样口外接高压管线，用于在取样前对样筒内腔抽真空、在取样后将流体样品转样排出，该针阀用于关闭该转样口，该针阀的阀杆的直径远小于该进样孔的直径，不构成对进样孔的阻塞。该稠油井下取样装置还包括尾端接头，该尾端接头安装在该样筒的下端，在侧向设有加压阀和接口与该样筒的内腔连通，该接口外接高压管线，用于在取样后转样时注入高压驱替液，该加压阀用于关闭该接口。该稠油井下取样装置还包括游动柱塞，该游动柱塞位于该样筒内最尾端，在该样筒内轴向滑动并与该样筒的内壁接触密封，转样时从该尾端接头的该接口注入高压驱替液驱动该游动柱塞从该样筒的尾端移动至首端，该游动柱塞驱赶该样筒内的流体样品从该转样口全部排出。该稠油井下取样装置还包括轴承压套、霍尔传感器和骨架，该控制短接的内螺纹连接该轴承压套，该轴承压套侧面开孔安装该霍尔传感器，该骨架套接在该轴承压套上，该电路模块和该微型电机固定安装在该骨架上。该电路模块采用单片机PIC16F688，该单片机PIC16F688通过外接该霍尔传感器的HR端对该微型电机轴旋转计数。该稠油井下取样装置还包括无磁联轴器和柱形磁钢，该丝杠的上端由该无磁联轴器与该微型电机的转动轴连接，该无磁联轴器侧面横向对应该霍尔传感器安装该柱形磁钢。该稠油井下取样装置还包括电池组和电池筒，该控制短接的上端外螺纹密封连接该电池筒，该电池组位于该电池筒内上方空间与该电路模块连接，为该电路模块和该微型电机提供电力供应。本专利技术的稠油井下取样装置采用电子时钟精确控制样筒打开与关闭，易于实现在设定井下深度进行取样；密封柱塞采用中心通孔设计，能够有效平衡密封柱塞两端面的压差，使电机仅需很小扭力就能把样筒打开与关闭；利用筒内真空和筒外高压的原理，确保高粘度流体也能够充满样筒；样筒内增设游动柱塞驱替转样，有效解决了稠油转样样品残留和污染的难题。该稠油井下取样装置原理新颖，结构独特，工作稳定，操作简单，加工难度小、成本费用低，安全环保，效益显著。附图说明图1为本专利技术的稠油井下取样装置的一具体实施例的结构图；图2为本专利技术的一具体实施例中稠油井下取样装置内部电路模块的电路图；图3为本专利技术的一具体实施例中电路模块运行流程图；图4为本专利技术的一具体实施例中地面转样实验流程图。图1中：1、样筒，2、首端接头，3、尾端接头，4、游动柱塞，5、控制短接，6、密封柱塞，7、丝杠，8、微型电机，9、电路模块，10、电池筒，11、加压阀，12、接口，13、转样口，14、针阀，15、推力轴承，16、轴承压套，17、密封环，18、定位套，19、骨架，20、密封圈，21、螺钉，22、进样口，23、进样孔，24、中心通孔，25、滤网，26、霍尔传感器，27、螺丝，28、电池组，29、无磁联轴器，30、电机轴，31、磁钢。图4中：401、样筒，402、加热套，403、转样泵，404、高压实验釜，405、压力表，406、进样阀，407、地面转样台，408、高压管线，409、高压管线，410、游动柱塞，411、加压阀，412、接口，413、转样口，414、针阀，415、泄压阀。具体实施方式为使本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。如图1所示，图1为本专利技术的稠油井下取样装置的结构图。该稠油井下取样装置由样筒1、首端接头2、尾端接头3、游动柱塞4、控制短接5、密封柱塞6、丝杠7、以及微型电机8、电路模块9、电池筒10等组成。样筒1为内壁光滑的金属圆筒，内外部均能够承受高温和高压，样筒1两端分别与首端接头2、尾端接头3以螺纹连接、以橡胶圈密封，构成封闭的内腔用于盛放井内流体样品，游动柱塞4位于样筒1内尾端极限位置，其能够在样筒1内轴向滑动并与样筒1的内壁接触密封。首端接头2轴向设有进样孔23并在其上端扩径设有密封面，首端接头2侧向对称设有转样口13和针阀14，针阀14的阀杆的直径远小于进样孔23的直径，不构成对进样孔23的阻塞，转样口13和针阀14用于取样前对样筒1抽真空及取样后转出流体样品，其它时间针阀14关闭转样口13。尾端接头3侧向设有加压阀11和接口12与样筒1的内腔连通，加压阀11和接口12用于转样时注入高压驱替液，平时加压阀11关闭接口12，尾端接头3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.稠油井下取样装置，其特征在于，该稠油井下取样装置包括样筒、首端接头、控制短接、密封柱塞、丝杠、微型电机和电路模块，该样筒盛放井内流体样品，该首端接头轴向设有进样孔，该首端接头的下端连接于该样筒、上端连接于该控制短接，该控制短接的轴向有中心内孔、侧向有四个进样口，该控制短接的中心内孔的上段安装该丝杠，下段安装该密封柱塞，该丝杠的上端连接于该微型电机，该微型电机连接于该电路模块，并在该电路模块的控制下，带动该丝杠正向或反向转动，该丝杠的正、反向转动带动该密封柱塞上下移动，该丝杠正向转动时，该密封柱塞向上移动至极限位置，其下端面远离该进样孔的上端面，此时流体样品经过所述四个进样口、该进样孔进入到该样筒的内腔，该丝杠反向转动时，该密封柱塞则向下移动至极限位置，封闭该样筒内的流体样品。

【技术特征摘要】
1.稠油井下取样装置，其特征在于，该稠油井下取样装置包括样筒、首端接头、控制短接、密封柱塞、丝杠、微型电机和电路模块，该样筒盛放井内流体样品，该首端接头轴向设有进样孔，该首端接头的下端连接于该样筒、上端连接于该控制短接，该控制短接的轴向有中心内孔、侧向有四个进样口，该控制短接的中心内孔的上段安装该丝杠，下段安装该密封柱塞，该丝杠的上端连接于该微型电机，该微型电机连接于该电路模块，并在该电路模块的控制下，带动该丝杠正向或反向转动，该丝杠的正、反向转动带动该密封柱塞上下移动，该丝杠正向转动时，该密封柱塞向上移动至极限位置，其下端面远离该进样孔的上端面，此时流体样品经过所述四个进样口、该进样孔进入到该样筒的内腔，该丝杠反向转动时，该密封柱塞则向下移动至极限位置，封闭该样筒内的流体样品。2.根据权利要求1所述的稠油井下取样装置，其特征在于，该密封柱塞设有中心通孔，用以平衡其上下端的压力差，最大限度减小其上下移动的阻力，该中心通孔内有梯形内螺纹与该丝杠连接，该丝杠由推力轴承与该控制短接固定，实现该丝杠轴向旋转带动该密封柱塞上下移动，该丝杠由密封圈与该控制短接接触密封，该密封柱塞的上段为光滑密封柱面，该密封柱面与该控制短接的该中心内孔壁之间安装密封环，该密封柱塞的下端有两道密封沟槽并安装橡胶密封圈，该密封柱塞的中段轴向双侧设有定位凸棱，由定位套限定，不能转动。3.根据权利要求1所述的稠油井下取样装置，其特征在于，该首端接头侧向对称设有转样口和针阀，该转样口外接高压管线，用于在取样前对样筒内腔抽真空、在取样后将流体样品转样排出，该针阀用于关闭该转样口，该针阀的阀杆的直径远小于该进样孔的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：高安邦，李友全，岳小华，顾辉亮，薛元真，周军明，李其朋，王明，张金柱，高绍琨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37