小探头系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种小探头系统，该小探头系统包括探头本体、取样装置、过滤器阀、探针筒移动控制液压装置、过滤器阀移动控制装置以及分别设置在探头本体内部和顶部的探针筒及封隔器、探针筒移动控制液压装置带动探针筒在探头本体内部沿探头本体的轴向进行活塞式滑动；取样装置设置在探针筒内部；过滤器阀设置在取样装置顶部；过滤器阀移动控制装置驱动过滤器阀的开启或闭合。本实用新型提供了一种运行可靠以及结构紧凑的小探头系统。
【专利说明】小探头系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械液压传动控制领域，涉及一种石油测井探头系统，尤其涉及小直径重复式地层测试器的小探头系统。
【背景技术】
[0002]探头系统作为重复式地层测试器的核心部件，是与井下地层直接沟通信息的窗口，经探头系统抽吸地层样品，地层测试器内的应变压力计可以确定地层压力并通过绘制的压力曲线获取地层的相关信息，评价储集层的生产能力，采集地层中流体(油、气、水)、估算有效渗透率以及预测气、油、水界面等多方面的功能，它为建立最佳的完井和开发方案提供必要的依据。
[0003]重复式地层测试器能够提供多种资料，诸如测试深度、一定数量的流体样品(包括油、气、水)、原油比重、粘度、天然气体积、油气比，以及各种压力数据(包括泥浆柱静水压力、最初的关闭压力、流动压力及地层压力等)。
[0004]目前，国内的重复式地层测试器，尺寸过大(直径≥126mm)，不能满足井眼直径小(如4.125英寸井)、井眼角度突然变化、膨胀地层、井眼受限等井况的测井需要。因此需要研制开发直径几乎缩小3/1到2/1的小直径重复式地层测试器，而研制小直径重复式地层测试器必须要研制一种小型的，适合装到小直径仪器上且有可靠强度和满足大量测试功能的小型探头系统，因为它是小直径重复式地层测试器的核心部件。
实用新型内容
[0005]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种运行可靠以及结构紧凑的小探头系统。
[0006]本实用新型的技术解决方案是:本实用新型提供了一种小探头系统，其特殊之处在于:所述小探头系统包括探头本体、取样装置、过滤器阀、探针筒移动控制液压装置、过滤器阀移动控制装置以及分别设置在探头本体内部和顶部的探针筒及封隔器、所述探针筒移动控制液压装置带动探针筒在探头本体内部沿探头本体的轴向进行活塞式滑动；所述取样装置设置在探针筒内部；所述过滤器阀设置在取样装置顶部；所述过滤器阀移动控制装置驱动过滤器阀的开启或闭合。
[0007]上述探针筒移动控制液压装置包括设置在探针筒顶部的第一液压油路以及设置在探针筒底部的第二液压油路；液压油通过第一液压油路驱动探针筒在探头本体内部进行下移；液压油通过第二液压油路驱动探针筒在探头本体内部进行上移。
[0008]上述过滤器阀包括过滤器、过滤阀活塞以及过滤阀杆；所述过滤阀杆设置在过滤阀活塞顶部；所述过滤阀杆与过滤器螺纹连接；所述过滤阀活塞设置在探针筒内部并沿探针筒的轴向方向进行活塞式滑动；所述取样装置贯穿过滤阀活塞并通过过滤阀杆与过滤器相连；所述过滤器阀移动控制装置驱动过滤阀活塞并带动过滤阀杆对过滤器进行开启或闭
口 ο[0009]上述过滤器整体是中空管，所述中空管的管壁上设置有多个小孔，所述过滤器套装在过滤阀杆上并与过滤器阀杆螺纹连接。
[0010]上述小孔环绕设置在中空管的管壁上。
[0011]上述过滤器阀移动控制装置包括设置在过滤阀活塞底部的液压油路、RV阀、CV阀以及供油管路；所述设置在过滤阀活塞底部的液压油路分别通过RV阀和CV阀与供油管路相贯通；液压油通过液压油路驱动过滤阀活塞并带动过滤阀杆对过滤器进行开启或闭合。
[0012]上述取样装置是贯穿过滤阀活塞的采样输送管。
[0013]上述小探头系统还包括设置在探头本体内部的定位套；所述探针筒通过定位套设置在探头本体内部。
[0014]上述封隔器呈矩形，所述封隔器的四角设置有倒圆；所述封隔器是派克密封器。
[0015]上述小探头系统还包括固定板以及加强板；所述固定板与探头本体固定连接；所述封隔器通过加强板紧压在探头本体顶端。
[0016]本实用新型的优点是:
[0017]本实用新型提供了一种小探头系统，该小探头系统包括探头本体、取样装置、过滤器阀、探针筒移动控制液压装置、过滤器阀移动控制装置以及分别设置在探头本体内部和顶部的探针筒及封隔器、探针筒移动控制液压装置带动探针筒在探头本体内部沿探头本体的轴向进行活塞式滑动；取样装置设置在探针筒内部；过滤器阀设置在取样装置顶部；过滤器阀移动控制装置驱动过滤器阀的开启或闭合。本实用新型运行可靠，结构紧凑，外型尺寸很小而测量井眼的尺寸范围又很广，特别是涉及传统仪器所不能测量的小直径井(如
4.125英寸井)，它能够深入井下地层抽吸地层样品，采集井下地层信息，提高地层测试器的测试能力和范围。尺寸小巧，结构简单并适用于井眼直径小、井眼角度突然变化、膨胀地层、井眼受限等井况的小型探头系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是小探头系统的工作原理图；
[0019]图2是本实用新型所提供的小探头系统在回收状态下的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型所采用的组合阀的结构示意图；
[0021]图4是图2的侧视结构示意图；
[0022]其中:
[0023]1-活塞本体；2_输送管；3_孔用弹性挡圈；4_定位套；5_探针筒；6_固定板；7-加强板；8_封隔器；9_过滤器；10_过滤阀杆；11_过滤阀活塞；12_探头本体；13-RV阀芯；14-RV阀盖；16-CV阀盖；17-CV阀芯；19_螺钉；20_导向块。
【具体实施方式】
[0024]参见图1、图2、图3以及图4，本实用新型提供一种小探头系统(总长248mm，总览81.97mm，总高86mm)，包括固定板6、加强板7、导向块20、活塞本体1、探头本体12和密封固定在探头本体12顶端的封隔器8。探头本体12嵌装在固定板6上，通过固定板螺钉19连接。封隔器8由加强板7紧压在探头本体12顶端，通过派克连接螺钉连接在固定板6上。探头本体12内设置有探针筒5、定位套4以及孔用弹性挡圈3。在同一轴线上定位套4支撑探针筒5并由双环挡圈嵌入探头本体12内定位。探针筒5内安装有过滤器9，在与探头本体12同一的轴线上，探针筒5与活塞本体I通过螺纹连接且密封紧固。探针筒5是一个中间大圆柱活塞，上下部分都为圆柱筒的创新零件，其上半部分内装过滤器9阀，可以扎入地层充当探头，抽取样品；下半部分带有螺纹可以连接活塞本体，内部为过滤阀活塞11运动腔体。活塞本体I中安装有输送管2及RV阀芯13、RV阀盖14、CV阀芯17以及CV阀盖16组合形成的组合阀。在与探头本体12同一的轴线上，输送管2通过螺纹连接且密封固定于活塞本体I中。RV&CV组合阀则垂直于探头本体12轴线安装在活塞本体中。并由导向块20导向来实现活塞本体I的上下运动，使其不任意摆动。输送管2外套有过滤阀活塞11，过滤阀活塞11上端又套在探针筒5内。样品输送的角密封接头孔则位于活塞本体I左下具有倾斜角度端面的中心位置，且其轴线垂直与该端面。
[0025]过滤阀活塞上端固定设置有过滤阀杆10。过滤阀杆10通过螺纹连接固定在过滤阀活塞11上，并套在过滤器9内。
[0026]封隔器8是形状为矩形，四角倒圆并有一定厚度和弧度的派克密封器。封隔器8的中间设置有支撑金属环；这样，在高温下胶料软化的情况下不会向中心收缩而造成堵塞探头孔，探头移动也不会造成胶料破裂，所以它适用于在井下高温作业，也适用于油基泥浆中应用。
[0027]探针筒5是一个中间大圆柱活塞，上下部分都为圆柱筒的零件，且在其轴线所在的中心面大圆柱活塞左右各开了一对相互交叉的过油孔。探针筒5上半部分内装过滤器阀，可以扎入地层充当探头，抽取样品；下半部分带有螺纹可以连接活塞本体，内部为过滤阀活塞运动腔体。
[0028]过滤器阀是由过滤器9、过滤阀活塞11以及与过滤器9螺纹连接的过滤阀杆10组成。过滤阀活塞11在推靠油和回收油压作用下，在探针筒5内上下运动，过滤阀活塞11向上运动，过滤阀杆10封闭过滤器9的过滤孔，从而关闭过滤器阀，断开与地层的联系；相反，过滤阀活塞11带动过滤阀杆10向下运动，过滤器9的过滤孔敞开，过滤器9阀打开，地层流体流入输送管2，进入样品管线，进行相关测量。
[0029]过滤器9是一种在圆柱轴线方向开有环型小孔的特殊结构。环型小孔间隔120°周向均布，且在轴向方向多道排列，能有效对地层流体样品进行过滤，保护仪器，确保对地层状况、渗透率及油气储量等的判断。
[0030]活塞本体I的左下位置具有倾斜角度的端面，端面中心位置开有样品输送的角密封接头孔，且孔的轴线垂直与该端面。
[0031]本实用新型的工作原理是:
[0032]参见图1以及图3，当地层测试器通过电缆下到井下标层位时，不再释放电缆，仪器停止不动，此时启动电机，柱塞泵泵出液压油进入推靠油路，仪器执行长短活塞，固定板6先后向外伸出，探头系统的封隔器8将井内的泥浆压成泥饼形成可靠座封，推靠压力继续上升，作用于探针筒5下端面，探针筒5向上运动，探头刺入地层，推靠压力达到2800PSi时，RV&CV组合阀中RV阀芯13开启，过滤阀活塞11带动过滤阀杆10向下运动，过滤器阀打开，地层流样经过滤器9进入输送管2再流入样品管线，仪器在样品管线上装有应变压力计可测量井下任一储层的泥浆压力和地层压力。此时可根据压力曲线的分析结果确定是否执行采样功能。确定执行采样打开密封阀，即可采集地层流体样品，估算有效渗透率、预测气、油、水界面等。
[0033]参见图1、图2，当在某层位完成测试后，启动回收程序，柱塞泵泵出液压油进入回收油路，固定板6，长短活塞又先后回缩，封隔器8与井内的泥浆脱离，液压油作用于探针筒5上端面，探针筒5向下运动，RV&CV组合阀中CV阀被打开，过滤阀活塞带动过滤阀杆10向上运动，过滤器阀关闭，此时仪器与地层隔断联系，仪器可换到另外深度的层位进行测试。
【权利要求】
1.一种小探头系统，其特征在于:所述小探头系统包括探头本体、取样装置、过滤器阀、探针筒移动控制液压控制装置、过滤器阀移动控制装置以及分别设置在探头本体内部和顶部的探针筒及封隔器、所述探针筒移动控制液压装置带动探针筒在探头本体内部沿探头本体的轴向进行活塞式滑动；所述取样装置设置在探针筒内部；所述过滤器阀设置在取样装置顶部；所述过滤器阀移动控制装置驱动过滤器阀的开启或闭合。
2.根据权利要求1所述的小探头系统，其特征在于:所述探针筒移动控制液压装置包括设置在探针筒顶部的第一液压油路以及设置在探针筒底部的第二液压油路；液压油通过第一液压油路驱动探针筒在探头本体内部进行下移；液压油通过第二液压油路驱动探针筒在探头本体内部进行上移。
3.根据权利要求2所述的小探头系统，其特征在于:所述过滤器阀包括过滤器、过滤阀活塞以及过滤阀杆；所述过滤阀杆设置在过滤阀活塞顶部；所述过滤阀杆与过滤器螺纹连接；所述过滤阀活塞设置在探针筒内部并沿探针筒的轴向方向进行活塞式滑动；所述取样装置贯穿过滤阀活塞并通过过滤阀杆与过滤器相连；所述过滤器阀移动控制装置驱动过滤阀活塞并带动过滤阀杆对过滤器进行开启或闭合。
4.根据权利要求3所述的小探头系统，其特征在于:所述过滤器整体是中空管，所述中空管的管壁上设置有一个或多个小孔，所述过滤器套装在过滤阀杆上并与过滤器阀杆螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的小探头系统，其特征在于:所述小孔环绕设置在中空管的管壁上。
6.根据权利要求3或4或5所述的小探头系统，其特征在于:所述过滤器阀移动控制装置包括设置在过滤阀活塞底部的液压油路、RV阀、CV阀以及供油管路；所述设置在过滤阀活塞底部的液压油路分别通过RV阀和CV阀与供油管路相贯通；液压油通过液压油路驱动过滤阀活塞并带动过滤阀杆对过滤器进行开启或闭合。
7.根据权利要求6所述的小探头系统，其特征在于:所述取样装置是贯穿过滤阀活塞的米样输送管。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的小探头系统，其特征在于:所述小探头系统还包括设置在探头本体内部的定位套；所述探针筒通过定位套设置在探头本体内部。
9.根据权利要求8所述的小探头系统，其特征在于:所述封隔器呈矩形，所述封隔器的四角设置有倒圆；所述封隔器是派克密封器。
10.根据权利要求9所述的小探头系统，其特征在于:所述小探头系统还包括固定板以及加强板；所述固定板与探头本体固定连接；所述封隔器通过加强板紧压在探头本体顶端。
【文档编号】E21B49/10GK203729988SQ201320883012
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】张博锋, 宛宪伟, 张宏, 穆海涛, 霍玲, 李娜 申请人:中国船舶重工集团西安第七0五研究所海源测控技术有限公司