一种用于煤层气钻井射孔后的地层水取样装置的制作方法

本实用新型属于煤层气井勘探开发技术领域，具体地涉及一种用于煤层气射孔后的地层水取样装置。

背景技术：

目前，煤层气是一种在煤层生成，主要以吸附状态储集于煤层，成分以甲烷为主的天然气。煤层气是煤的伴生矿产资源，属于非常规天然气，是近一二十年在国际上迅速崛起的洁净、优质能源。煤层气的增产基本都是采用水力压裂方式，而目前的压裂液基本采用活性水为基液。射孔后使用活性水进行压裂作业，由于活性水与地层水不配伍，与地层中黏土矿物不配伍，与煤层顶底板不配伍，压裂液将于地层水发生反应生成沉淀，堵塞煤层中的孔隙及割理，而地层中黏土矿物吸水后发生膨胀，最终导致煤层渗透率变小，改造效果大打折扣。要使煤层气压裂时候的活性水与地层水配伍，需要对钻井后的地层水取样，而目前尚无专用的地层水取样装置，大多通过钻井液的循环在井口管线出口处直接取样，但是该种方式取样容易受钻井液影响，样本不纯。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述地层水取样时无专用的取样装置，导致地层水样本不纯的问题，本实用新型提供专用的地层水取样装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于煤层气钻井射孔后的地层水取样装置，包括中空的腔室和设在腔室下端的压力可调式开关，所述腔室上端连接有螺杆，所述腔室下端设有地层水入口和地层水出口，所述压力可调式开关包括依次连接的空心橡胶块a、连杆a、空心室a和用于预先调整空气压缩程度的空气室控制装置a，所述空心橡胶块a位于地层水入口下方且可以左右移动。

进一步的，所述腔室内设有中空的流体容纳腔，所述流体容纳腔顶部设有流体入口，所述流体入口与地层水入口之间设有流体通道。

进一步的，所述腔室内或者流体容纳腔内设有流量开关。

优选的，所述流量开关为弹簧开关，所述弹簧开关包括依次连接的弹簧座、弹簧、空心橡胶块，所述空气橡胶块位于流体入口处且可左右移动或者上下移动。

优选的，所述流量开关为压力可调式开关，所述压力可调式开关包括依次连接的空心橡胶块b、连杆b、空心室b和用于预先设置空气压缩程度的空气室控制装置b，所述空心橡胶块b位于流体入口处且可左右移动或者上下移动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在腔室外设置压力可调式开关，预先根据井底压力调整空心室中的空气压缩程度，当取样装置通过螺杆下探到井底或者预定深度时，空气橡胶块压缩空心室移动，开关自动打开，流体通过地层水入口自动进入腔室内，当取样装置上升时，取样装置受到的压力减小，空心橡胶块回到最初的位置封锁地层水入口，防止地层水流出腔室，实现了地层水的自动取水；

2、本实用新型通过在腔室内设置流体容纳腔，流体容纳腔设有入口，入口上方或者流体容纳腔内部设有流量开关，同样根据压力的大小自动打开或者关闭开关，防止腔室外的开关由于空气橡胶块密封不严导致的地层水漏失，确保了地层水取样的顺利进行。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的结构图；

图2是本实用新型第二实施例的结构图；

图3是本实用新型第三实施例的结构图；

图中标记：1—腔室，2—地层水入口，3—空气室控制装置a，4—空心室a，5—连杆a，6—空心橡胶块a，7—螺杆，8—地层水出口，9—流体容纳腔，10—流体入口，11—流体通道，12—弹簧座，13—弹簧，14—空心橡胶块b，15—空气室控制装置b，16—空心室b，17—连杆b，18—空心橡胶块c。

具体实施方式

下面结合图1～3对本发明作详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种用于煤层气钻井射孔后的地层水取样装置，包括中空的腔室1和设在腔室1下端的压力可调式开关，所述腔室1上端连接有螺杆7，腔室下端设有地层水入口2和地层水出口8，所述压力可调式开关包括依次连接的空心橡胶块a6、连杆a5、空心室a4和用于预先调整空气压缩程度的空气室控制装置a3，所述空心橡胶块a6位于地层水入口2下方且可以左右移动。

通过空气室控制装置a3设置启动压力，当空心橡胶块a6受到的压力达到启动压力时，推动空心橡胶块a6，打开地层水入口2，地层水进入腔室1中。在使用时，通过螺杆7连接的取样装置逐渐下放至预定的地层水取样位置，由于地层中存在压力到达预先设置的启动压力，推动空心橡胶块a6移动，地层水从地层水入口2进入腔室1中。

进一步的，所述腔室1内设有中空的流体容纳腔9，所述流体容纳腔9顶部设有流体入口10，所述流体入口10与地层水入口2之间设有流体通道11。为防止空气橡胶块a6的密封不严导致地层水漏失，在腔室1内增加一个中空的流体容纳腔9，在流体容纳腔9上设置流体入口，进一步锁定地层水在取样装置内，防止地层水的漏失。

优选的，所述腔室1内位于流体入口10上方设有弹簧开关，所述弹簧开关包括依次连接的弹簧座12、弹簧13、空心橡胶块14，所述空气橡胶块14位于流体入口10上方。在使用取样装置时，当地层水通过地层水入口2进入到腔室1中后，沿着流体通道11到达流体入口10处。流体10处设置的空心橡胶块14受到压力作用而移动，压缩弹簧13，从而打开了流体开关。当取样装置上升时，压力变小，空心橡胶块14受到的压力变小，弹簧逐渐回到最初的位置，从而关闭了流体开关。同时，在腔室的下端，空心橡胶块6受到的压力变小，空心室a4推动空心橡胶块a6回到最初的位置，从而封锁了地层水入口，达到地层水的自动取样。

实施例二：

如图2所示，所述腔室1内位于流体入口10上方设有压力可调式开关，所述压力可调式开关包括依次连接的空心橡胶块b18、连杆b17、空心室b16和用于预先设置空气压缩程度的空气室控制装置b15，所述空心橡胶块b18位于流体入口10处。

本实施例中，将实施例一种的弹簧开关替换成压力可调式开关，位置不变。

在设置空气室b16的压缩程度时，与空心室a4的压缩程度一致，当地层水入口2关闭时，流体入口10也同时关闭，这样在空心橡胶块a6和空心橡胶块c18任何之一发生漏失都不会影响取样装置对射孔后地层水的取样，即使空心橡胶块a6和空心橡胶块c18同时密封不好也不会发生地层水的泄露。

实施例三：

如图3所示，将实施例二中的压力可调式开关转移至流体容纳腔9内部，并调整空气室b16的压缩程度时与空心室a4的压缩程度一致。空心橡胶块c18位于流体入口11处，并依靠压缩的空心室b16实现对流体容纳腔9的密封。当地层水通过地层水入口2进入流体通道11，到达流体入口10处，空心室b16也由于受压而下降，从而打开流体入口10，完成对地层水的取样过程。当取样装置上升过程中，空心橡胶块a6和空心橡胶块c18逐渐回到最初的位置，封隔地层水入口2和流体入口10。地层水被封隔在流体容纳腔9内，直至回到地面后通过地层水出口8取出。

将实施例二中的压力可调式开关转移至流体容纳腔9内部，防止空心橡胶块c18在压力减小回弹的过程中，地层水由于流体入口未及时封闭，导致地层水从流体入口10快速漏失，致使取样失败。

实施例四：

将实施例一中的弹簧开关转移至流体容纳腔9内部，与实施例三的可调式开关的位置一致，空气橡胶块14可上下移动，利用弹簧的弹力控制流量入口10的开或者闭。

如上所述即为本实用新型的实施例。本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。