用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，包括筒体、密封组件和内部连锁组件，密封组件包括分别与筒体的上下两端螺纹连接的上密封座和下密封座，及位于上密封座中轴线的上密封杆和位于下密封座中轴线的下密封杆，上密封座与上密封杆之间和下密封座与下密封杆之间的贴合和分离通过内部连锁组件的联动实现筒体两端的密闭和开启。本实用新型采用简单的机械结构实现在井下复杂环境下取样，在操作方便和成本较低的条件下提高取样成功率。本实用新型简化了取样过程中电气控制，有利于仪器在井下复杂环境下工作的可靠性，可保证取样成功率，且成本较低。本实用新型具有结构设计合理、操作简单、维护方便、取样可靠性高等特点。
【专利说明】用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田用井下仪器的取样设备，具体地指一种用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒。
【背景技术】
[0002]油田井下环境较复杂，为了较好的实现对油田的监控和管理，常常需要将特定深度下的样本取出进行分析。为实现油田井下取样操作，有采用传统的机械式取样方法，如撞击式取样方法、挂壁式取样方法和钟表式取样方法等，但是传统机械式取样方法受井下环境和人为因素影响较大，操作不方便且取样可靠性不高；也有开发精度较高的自动化取样设备，以提高取样可靠性和样品纯度，但是所用设备的结构较复杂，成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，可在操作方便和成本较低的条件下提高取样的成功率。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所设计的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，包括筒体、密封组件和内部连锁组件，其特别之处在于:所述密封组件包括分别与筒体的上下两端螺纹连接的上密封座和下密封座，及位于上密封座中轴线的上密封杆和位于下密封座中轴线的下密封杆，所述上密封座与上密封杆之间和下密封座与下密封杆之间的贴合和分离通过内部连锁组件的联动实现筒体两端的密闭和开启。
[0005]上述方案中，所述上密封杆和下密封杆外壁均套装有弹簧，所述弹簧的两端分别固定连接有弹簧顶座和弹簧底座，所述弹簧顶座与上密封杆的上端或下密封杆的下端螺纹连接，所述弹簧底座套装在所述上密封杆或下密封杆的外壁；
[0006]所述内部连锁组件包括连杆、滑套、卡瓦和卡套，所述连杆的上端与上密封杆的下端螺纹连接，所述连杆的下端与滑套螺纹连接；
[0007]所述滑套底部设置有可容纳卡瓦的槽口，所述滑套相对侧面上设置有便于卡瓦向外张开延伸的开孔；
[0008]所述卡套的下端螺纹连接在所述下密封座的上端，所述卡套的上部内壁与所述下密封杆的上部外壁滑动配合，所述卡套的上部外壁与滑套的内壁滑动配合，所述卡套的上部与开孔相对应处设置有安装卡瓦的凹槽，所述下密封杆的上端设有可在卡套内轴向进退的顶针，所述顶针包括锥形头部和细长尾部，所述细长尾部的两端分别与锥形头部尾端和下密封杆的上端固定连接，并在细长尾部的两侧形成卡槽；
[0009]所述卡瓦通过可小角度转动的卡瓦扭簧安装在凹槽内，所述滑套的轴向移动与卡瓦的接触实现下密封杆的卡住或释放。这样，上密封杆、连杆和滑套通过螺纹连接实现联动，滑套与卡套之间的轴向运动带动卡瓦小角度的转动，通过卡瓦状态的改变来释放或卡住下密封杆实现密封组件的连锁动作。
[0010]上述方案中，所述连杆中部的外壁上设置有与连杆滑动配合的导向环，所述导向环上开有多个过油孔。这样，导向环对连杆主要起支撑、扶正作用，多个过油孔方便井下样品的流动。
[0011]优选地，所述卡瓦包括底部设有斜面的拨片，所述拨片的前端设置有可抵住卡槽上端内壁的挡条，所述拨片通过卡瓦扭簧延伸到开孔中或滑套的内壁接触。这样，卡瓦在小角度的转动时，通过挡条抵住顶针的卡槽上端内壁来卡住下密封杆，通过滑套的内壁与拨片的斜面挤压接触，释放下密封杆并实现密封组件的连锁动作。
[0012]优选地，所述上密封座下端的内壁设置有上小下大的上锥形槽，所述上密封杆的下部设置有可与上锥形槽形成密封的上锥形台；所述下密封座上端的内壁设置有上大下小的下锥形槽，所述下密封杆的中部设置有可与下锥形槽形成密封的下锥形台。这样，当滑套与卡套之间轴向运动，通过锥形槽与锥形台的贴合和分离，使上密封座与上密封杆贴合和分离，从而实现筒体的密闭和开启。
[0013]优选地，所述弹簧底座为凸台结构。
[0014]优选地，所述筒体的上下两端均设有内螺纹，所述上密封座的下端和下密封座的上端均设有与筒体螺纹连接的外螺纹。
[0015]优选地，所述弹簧的两端分别嵌入在弹簧顶座和弹簧底座上。
[0016]优选地，所述上密封杆的上端和下密封杆的下端均设有外螺纹，所述弹簧顶座上开设有与上密封杆或下密封杆螺纹连接的螺母孔；所述连杆的上下两端均设有外螺纹，所述上密封杆的下端和滑套的顶部均开设有与连杆螺纹连接的螺孔，并通过螺母连接。
[0017]优选地，所述卡套的下端设有内螺纹，所述下密封座的上端还设有与卡套螺纹连接的的外螺纹。
[0018]本实用新型的有益效果在于:当改变筒体一端的受力状态时，通过内部连锁组件的机械连锁动作，实现筒体两端的密封和开启；密封组件在样品取完后对筒体进行密封。本实用新型采用简单的机械结构实现在井下复杂环境下取样，在操作方便和成本较低的条件下提高取样的成功率。本实用新型简化了取样过程中的电气控制，有利于仪器在油田井下复杂环境下工作的可靠性，可以保证样品的纯度，且成本较低。本实用新型具有结构设计合理、操作简单、维护方便、取样可靠性高等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型机械连锁式取样筒的结构示意图。
[0020]图2为图1中4的局部放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
[0022]图1、2所示的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，包括筒体6、密封组件和内部连锁组件。
[0023]密封组件包括上密封座2和下密封座14，及位于上密封座2中轴线的上密封杆3和位于下密封座14中轴线的下密封杆13。筒体6的上下两端均设有内螺纹，上密封座2的下端和下密封座14的上端均设有与筒体6螺纹连接的外螺纹。上密封座2下端的内壁设置有上小下大的上锥形槽2.1，上密封杆3的下部设置有可与上锥形槽2.1形成密封的上锥形台3.1。下密封座14上端的内壁设置有上大下小的下锥形槽14.1，下密封杆13的中部设置有可与下锥形槽14.1形成密封的下锥形台13.1。
[0024]上密封杆3和下密封杆13外壁均套装有弹簧4，弹簧4的两端分别嵌入在弹簧顶座1和凸台结构的弹簧底座5上。上密封杆3的上端和下密封杆13的下端均设有外螺纹，弹簧顶座1上开设有与上密封杆3或下密封杆13螺纹连接的螺母孔。弹簧底座5套装在所述上密封杆3或下密封杆13的外壁。
[0025]内部连锁组件包括连杆7、滑套9、卡瓦11和卡套12。连杆7的上下两端均设有外螺纹，上密封杆3的下端和滑套9的顶部均开设有与连杆7螺纹连接的螺孔，并通过螺母连接。连杆7中部的外壁上设置有与连杆7滑动配合的导向环8，导向环8上开有多个过油孔8.1。
[0026]滑套9底部设置有可容纳卡瓦11的槽口 9.1，滑套9相对侧面上设置有便于卡瓦11向外张开延伸的开孔9.2。
[0027]卡套12的下端设有内螺纹，下密封座14的上端还设有与卡套12螺纹连接的的外螺纹。卡套12的上部内壁与所述下密封杆13的上部外壁滑动配合，卡套12的上部外壁与滑套9的内壁滑动配合。卡套12的上部与开孔9.2相对应处设置有安装卡瓦11的凹槽12.1。
[0028]下密封杆13的上端设有可在卡套12内轴向进退的顶针15，顶针15包括锥形头部15.1和细长尾部15.2，细长尾部15.2的两端分别与锥形头部15.1尾端和下密封杆13的上端固定连接，并在细长尾部15.2的两侧形成卡槽15.3。
[0029]卡瓦11通过可小角度转动的卡瓦扭簧10安装在凹槽12.1内，卡瓦11包括底部设有斜面11.2的拨片11.3，拨片11.3的前端设置有可抵住卡槽15.3上端内壁的挡条11.1，拨片11.3通过卡瓦扭簧10延伸到开孔9.2中或滑套9的内壁接触。滑套9的轴向移动与卡瓦11的接触实现下密封杆13的卡住或释放。
[0030]本实用新型的工作过程:
[0031]与上密封杆3连接的弹簧顶座1为外力输入端,可米用液压缸、电动推杆和电机轴等外力方式输入轴向压力；在弹簧力作用下，通过上端的弹簧顶座1带动上密封杆3和连杆7轴向向下移动，最终使滑套9沿卡套12轴向向下移动，直至卡瓦11位于滑套9下端的槽口 9.1中，与下密封杆13连接的弹簧顶座1通过人工按下，使两侧挡条11.1抵住卡槽15.3的上端内壁，两侧拨片11.3的下端向外张开延伸到开孔9.2中，从而使下密封杆13上端的顶针15被卡瓦11卡住。此时，上密封座2与上密封杆3之间和下密封座14与下密封杆13之间分离，并通过内部连锁组件的联动实现筒体6两端的开启，如图1所示。
[0032]将本实用新型的取样筒投放至油田井下指定位置后，液体在流动状态下进入取样筒的筒体6内，一段时间取样完成后，撤去与上密封杆3连接的弹簧顶座1的轴向力。在弹簧回力作用下，与上密封杆3套接的弹簧4带动上密封杆3轴向向上移动，使滑套9在上密封杆3和连杆7的带动下沿卡套12轴向向上移动，直至上密封杆3与上密封座2的锥面密封。在滑套9移动过程中，滑套9的最下端与卡瓦11底部斜面11.2挤压，卡瓦11通过卡瓦扭簧10进行小角度范围旋转，使两侧拨片11.3的下端向内收拢在滑套9的槽口 9.1中，并使两侧挡条11.1与卡槽15.3没有接触，从而使卡瓦11松开顶针15并释放下密封杆13，下密封杆13在下端弹簧4回力作用下轴向向下移动，直至下密封杆13与下密封座14的锥面密封，最终完成样品取样，即可取出取样筒。
【权利要求】
1.一种用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，包括筒体￠)、密封组件和内部连锁组件，其特征在于:所述密封组件包括分别与筒体￠)的上下两端螺纹连接的上密封座(2)和下密封座(14)，及位于上密封座(2)中轴线的上密封杆(3)和位于下密封座(14)中轴线的下密封杆(13)，所述上密封座(2)与上密封杆(3)之间和下密封座(14)与下密封杆(13)之间的贴合和分离通过内部连锁组件的联动实现筒体(6)两端的密闭和开启O
2.根据权利要求1所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述上密封杆⑶和下密封杆(13)外壁均套装有弹簧(4)，所述弹簧(4)的两端分别固定连接有弹簧顶座(I)和弹簧底座(5)，所述弹簧顶座(I)与上密封杆(3)的上端或下密封杆(13)的下端螺纹连接，所述弹簧底座(5)套装在所述上密封杆(3)或下密封杆(13)的外壁； 所述内部连锁组件包括连杆(7)、滑套(9)、卡瓦(11)和卡套(12)，所述连杆(7)的上端与上密封杆(3)的下端螺纹连接，所述连杆(7)的下端与滑套(9)螺纹连接； 所述滑套(9)底部设置有可容纳卡瓦(11)的槽口(9.1)，所述滑套(9)相对侧面上设置有便于卡瓦(11)向外张开延伸的开孔(9.2)； 所述卡套(12)的下端螺纹连接在所述下密封座(14)的上端，所述卡套(12)的上部内壁与所述下密封杆(13)的上部外壁滑动配合，所述卡套(12)的上部外壁与滑套(9)的内壁滑动配合，所述卡套(12)的上部与开孔(9.2)相对应处设置有安装卡瓦(11)的凹槽(12.1)，所述下密封杆(13)的上端设有可在卡套(12)内轴向进退的顶针(15)，所述顶针(15)包括锥形头部(15.1)和细长尾部(15.2)，所述细长尾部(15.2)的两端分别与锥形头部(15.1)尾端和下密封杆(13)的上端固定连接，并在细长尾部(15.2)的两侧形成卡槽(15.3)； 所述卡瓦(11)通过可小角度转动的卡瓦扭簧(10)安装在凹槽(12.1)内，所述滑套(9)的轴向移动与卡瓦(11)的接触实现下密封杆(13)的卡住或释放。
3.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述连杆(7)中部的外壁上设置有与连杆(7)滑动配合的导向环(8)，所述导向环(8)上开有多个过油孔(8.1)。
4.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述卡瓦(11)包括底部设有斜面(11.2)的拨片(11.3)，所述拨片(11.3)的前端设置有可抵住卡槽(15.3)上端内壁的挡条(11.1)。
5.根据权利要求1或2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述上密封座(2)下端的内壁设置有上小下大的上锥形槽(2.1)，所述上密封杆(3)的下部设置有可与上锥形槽(2.1)形成密封的上锥形台(3.1);所述下密封座(14)上端的内壁设置有上大下小的下锥形槽(14.1)，所述下密封杆(13)的中部设置有可与下锥形槽(14.1)形成密封的下锥形台(13.1)。
6.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述弹簧底座(5)为凸台结构。
7.根据权利要求1或2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述筒体￠)的上下两端均设有内螺纹，所述上密封座(2)的下端和下密封座(14)的上端均设有与筒体(6)螺纹连接的外螺纹。
8.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述弹簧(4)的两端分别嵌入在弹簧顶座(I)和弹簧底座(5)上。
9.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述上密封杆(3)的上端和下密封杆(13)的下端均设有外螺纹，所述弹簧顶座(I)上开设有与上密封杆(3)或下密封杆(13)螺纹连接的螺母孔；所述连杆(7)的上下两端均设有外螺纹，所述上密封杆(3)的下端和滑套(9)的顶部均开设有与连杆(7)螺纹连接的螺孔，并通过螺母连接。
10.根据权利要求2所述的用于油田井下复杂环境下的机械连锁式取样筒，其特征在于:所述卡套(12)的下端设有内螺纹，所述下密封座(14)的上端还设有与卡套(12)螺纹连接的的外螺纹。
【文档编号】E21B49/08GK204186383SQ201420428920
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】王博, 刘波, 赵坤 申请人:武汉三江航天远方科技有限公司