地层取样器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种地层取样器，包括：抽吸油缸、吸液口、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、含水量传感器、排液口、常开式电磁阀、多个常闭式电磁阀、多个储样间以及多个第五单向阀。所述抽吸油缸的上、下缸体结构对称，在液压系统的驱动下可反复进行地层液体的抽吸和排放；所述储样间以并联形式设置在该取样器的吸液口和排液口之间，储样间的数量可以根据具体需求灵活确定，每个储样间均设有控制其开启或关闭的常闭式电磁阀以及起止回作用的第五单向阀，由此实现了一次下井获取多个地层液体样品的功能，取样过程互不影响。
【专利说明】
地层取样器
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及石油钻探领域，特别是涉及一种地层取样器。
【背景技术】
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[0002]在油田开采过程中，为了掌握生产井各油层的实际状况，需要进行测试和取样。较早的地层测试器功能主要是进行地层流体取样，例如1955年斯仑贝谢研发的电缆地层测试器，使用电点火阀，一次下井可以取到一个地层流体样品。随着油田开发的逐步深入，对生产井实施分层测试、准确获取不同储层的地层压力和物性参数，以达到精细采油的需求愈加迫切，传统的地层测试取样器已经不能满足需求，多分层取样测试技术应运而生。专利号分别为U.S.P 5303775和U.S.P 5377755的两项美国专利公开了一种储层特性测试仪，一次下井可取6个地层原始流体样品，专利号为U.S.P 5934374的美国专利也公开了一种提高了样品采集系统功能的地层测试器，可以一次下井获取两个样品，但控制非常复杂，西安石油大学的一项专利(专利号:ZL01115287.7)所公开的全储层取样测试器理论上可以获取多个样品，但是系统复杂、可靠性低。
【发明内容】
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[0003]本实用新型的目的是提供一种地层取样器，实现一次下井操作，获取多个地层液体样品的功能。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]所述地层取样器包括:抽吸油缸、吸液口、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、含水量传感器、排液口、常开式电磁阀、多个常闭式电磁阀、多个储样间以及多个第五单向阀。
[0006]所述抽吸油缸包括:上缸体、下缸体、活塞杆及其两端连接的活塞；所述活塞杆穿过上、下缸体间的横隔,两端的活塞分别位于上、下缸体内；其中，上缸体内的活塞将上缸体内腔分隔为用于容纳液压油的上液压油腔和用于抽吸排液的上样品腔；上液压油腔设有供液压油进出的上液压油口 ；上样品腔设有供样品进出的上抽吸口 ；同样地，下缸体内的活塞将下缸体内腔分隔为用于容纳液压油的下液压油腔和用于抽吸排液的下样品腔；下液压油腔设有供液压油进出的下液压油口 ；下样品腔设有供样品进出的下抽吸口。
[0007]为了利于液压系统控制，所述抽吸油缸的上缸体和下缸体的结构可以完全对称。
[0008]所述上抽吸口分别连接第二单向阀的出口和第三单向阀的入口 ；下抽吸口分别连接第一单向阀的出口和第四单向阀的入口 ；第一单向阀和第二单向阀的入口与吸液口相连；第三单向阀和第四单向阀的出口与常开式电磁阀的入口相连，常开式电磁阀的出口与排液口相连；所述排液口前还设有含水量传感器，所述含水量传感器可对流经的地层液体进行检测，检测结果可作为判断是否需要取样以及取样是否完成的依据；第三单向阀和第四单向阀的出口与含水量传感器之间还并联有多个储样间，用来储存不同的液体样品；每个储样间的入口均设有常闭式电磁阀，用来控制储样间的开启或关闭；每个储样间的出口还设有起止回作用的第五单向阀。
[0009]所述吸液口处还可以设有吸液滤网，以过滤去除所吸入的地层液体中的杂质，起到维护设备的作用，且有助于提高液体样品检测的准确性。
[0010]本发明的有益效果在于:本实用新型提供的地层取样器在吸液口和排液口之间设置了多个并联的储样间，每个储样间的开启或关闭受各自所有的常闭式电磁阀独立控制，取样过程互不影响，且储样间数量可以根据具体需求灵活确定，由此实现了一次下井操作获取多个地层液体样品的功能。
【专利附图】
【附图说明】
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[0011]图1为本实用新型提供的地层取样器的结构图。
【具体实施方式】
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[0012]以下结合附图，以具有3个并联储样间的地层取样器为例进行说明，但在实际应用中，储样间的数量可以根据具体需求灵活确定。
[0013]所述地层取样器包括:抽吸油缸13、吸液口 1、吸液滤网2、第一单向阀3、第二单向阀4、第三单向阀5、第四单向阀6、含水量传感器11、排液口 12、常开式电磁阀10、多个常闭式电磁阀8、多个储样间9以及多个第五单向阀7。
[0014]所述抽吸油缸13包括:上缸体13a、下缸体13b、活塞杆13m及其两端连接的第I活塞13g和第2活塞13h ;所述活塞杆13m穿过上、下缸体间的横隔，两端的第I活塞13g和第2活塞13h分别位于上、下缸体内；其中，第I活塞13g将上缸体13a内腔分隔为用于容纳液压油的上液压油腔13c和用于抽吸排液的上样品腔13e ;上液压油腔13c设有供液压油进出的上液压油口 13i ;上样品腔13e设有供样品进出的上抽吸口 13k ;第2活塞13h将下缸体13b内腔分隔为用于容纳液压油的下液压油腔13d和用于抽吸排液的下样品腔13f ；下液压油腔13d设有供液压油进出的下液压油口 13j ;下样品腔13f设有供样品进出的下抽吸口 131。下缸体13b和上缸体13a结构对称。
[0015]所述上抽吸口 13k分别连接第二单向阀4的出口和第三单向阀5的入口 ；下抽吸口 131分别连接第一单向阀3的出口和第四单向阀6的入口 ；第一单向阀3和第二单向阀4的入口与吸液口 I相连；所述吸液口 I处还设有吸液滤网2，用以过滤去除所吸入的地层液体中的杂质，起到维护设备的作用，同时有助于提高液体样品检测的准确性；第三单向阀5和第四单向阀6的出口与常开式电磁阀10的入口相连，常开式电磁阀10的出口与排液口12相连；所述排液口 12前还设有含水量传感器11，所述含水量传感器11可对流经的地层液体进行检测，检测结果可作为判断是否需要取样以及取样是否完成的依据；第三单向阀5和第四单向阀6的出口与含水量传感器11之间还并联有3个储样间9a、9b和9c，用来储存不同的液体样品；3个储样间9a、9b和9c的入口各自设有常闭式电磁阀8a、8b和8c，用来控制储样间的开启或关闭；3个储样间9a、9b和9c的出口还各自设有起止回作用的第五单向阀7a,7b和7c。
[0016]所述地层取样器的工作原理及过程如下:
[0017](I)将地层取样器下放到目标地层深度，启动液压系统。同时，地层取样器中常开式电磁阀10以及常闭式电磁阀8a、8b、8c均不通电；
[0018](2)在液压系统的驱动下，液压油由上液压油口 13i进入抽吸油缸13的上液压油腔13c,活塞杆13m带动活塞13g、13h向下运动,下液压油腔13d中的液压油通过下液压油口 13j排出；同时，下样品腔13f通过下抽吸口 131从吸液口 I吸取地层液体，地层液体经过吸液滤网2、第一单向阀3进入下样品腔13f ;上样品腔13e通过上抽吸口 13k排出地层液体，地层液体经过第三单向阀5、常开式电磁阀10、含水量传感器11，由排液口 12排出；
[0019](3)液压油通过下液压油口 13 j进入下液压油腔13d,活塞杆13m带动活塞13g、13h向上运动，上液压油腔13c中的液压油通过上液压油口 13i排出；同时，上样品腔13e通过上抽吸口 13k从吸液口 I吸取地层液体，地层液体经过吸液滤网2、第二单向阀4进入上样品腔13e ;于此同时，下样品腔13f通过下抽吸口 131排出地层液体，地层液体经过第四单向阀6、常开式电磁阀10、含水量传感器11,由排液口 12排出；
[0020](4)重复步骤⑵和(3)，活塞杆13m带动活塞13g、13h向上运动，上样品腔13e和下样品腔13f交替吸取和排出地层液体，直至取样回路中的地层液体经含水量传感器11检测后满足预先设定的取样要求。第五单向阀7a、7b和7c在抽吸排液过程中起止回作用，防止排出的地层液体进入储样间9a、9b和9c。
[0021](5)当地层液体经检测满足取样要求时，常开式电磁阀10和常闭式电磁阀8a通电，常闭式电磁阀8b、8c不通电。此时，上、下样品腔13e、13f排出的地层液体经过第三单向阀5和第四单向阀6，再经常闭式电磁阀8a进入储样间9a，开始液体样品的存储。在存储过程中，通过含水量传感器11对流经液体样品的检测结果来确定存储是否完成。
[0022](6)当储样间9a完成液体样品存储后，液压系统关闭，将地层取样器下放到另一目标地层深度，重复步骤(I)至(5)。有所不同的是:步骤(5)中常闭式电磁阀的通电方式改为:8a、8c不通电，8b通电，由此完成储样间9b的液体样品储存。再次改换目标地层深度，重复步骤(I)至(5)，步骤(5)中常闭式电磁阀8a、8b不通电，Sc通电，由此完成储样间9c的样品存储。
[0023](7)当储样间9b、9c储存液体完毕后，将地层取样器下放最后一个目标地层深度，重复步骤(I)至(4)，当地层液体经含水量传感器11检测满足取样要求时，抽吸油缸13的上、下样品腔13e、13f中储存有最后一个目标地层深度的液体样品。
[0024]通过上述步骤，地层取样器实现了一次下井获取4个液体样品，由于该地层取样器中的储样间采取并联方式，且每个储样间的开启或关闭受各自的常闭式电磁阀独立控制，存储样品互不影响，并且储样间的数量可以根据具体需求灵活确定，当有η个储样间存在时，只需反复执行η次上述步骤(I)至(5)，并在步骤(5)中针对需要存样的储样间，开启其入口处的常闭式电磁阀，以此完成每个储样间的样品存储，当所有储样间储样完毕后，还可以重复上述步骤(I)至(4)，利用抽吸油缸中上、下样品腔完成第η+1个样品的存储。
【权利要求】
1.一种地层取样器,其特征在于:包括抽吸油缸(13)、吸液口(I)、第一单向阀(3)、第二单向阀(4)、第三单向阀(5)、第四单向阀(6)、含水量传感器(11)、排液口(12)、常开式电磁阀(10)、多个常闭式电磁阀(8)、多个储样间(9)以及多个第五单向阀(7);所述抽吸油缸(13)包括:上缸体(13a)、下缸体(13b)、第I活塞(13g)、第2活塞(13h)以及活塞杆(13m);所述第I活塞(13g)位于上缸体(13a)内，所述第2活塞(13h)位于下缸体(13b)内；所述活塞杆(13m)穿过上、下缸体间的横隔，连接所述第I活塞(13g)和第2活塞(13h);所述第I活塞(13g)将上缸体(13a)内腔分隔为上液压油腔(13c)和上样品腔(13e);上液压油腔(13c)设有上液压油口(13i)，上样品腔(13e)设有上抽吸口(13k);所述第2活塞(13h)将下缸体(13b)内腔分隔为下液压油腔(13d)和下样品腔(13f);下液压油腔(13d)设有下液压油口(13j)，下样品腔(13f)设有下抽吸口(131);所述上抽吸口(13k)分别连接第二单向阀(4)的出口和第三单向阀(5)的入口 ；下抽吸口(131)分别连接第一单向阀(3)的出口和第四单向阀(6)的入口 ；第一单向阀(3)和第二单向阀(4)的入口与吸液口(I)相连；第三单向阀(5)和第四单向阀(6)的出口与常开式电磁阀(10)的入口相连，常开式电磁阀(10)的出口与排液口(12)相连；所述排液口(12)前还设有含水量传感器(11)；第三单向阀(5)和第四单向阀(6)的出口与含水量传感器(11)之间还并联有多个储样间(9);每个所述储样间(9)的入口均设有常闭式电磁阀(8)，出口均设有第五单向阀(7)。
2.根据权利要求1所述的地层取样器，其特征在于:所述抽吸油缸(13)的上缸体(13a)和下缸体(13b)结构对称。
3.根据权利要求1或2所述的地层取样器，其特征在于:所述储样间(9)的数量至少为3个。
4.根据权利要求1或2所述的地层取样器，其特征在于:所述吸液口(I)处还设有吸液滤网(2)。
【文档编号】E21B49/08GK204126643SQ201420580745
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】朱礼斌, 朱宝峰, 刘镇领, 张雪芹, 边松伟, 黄亮, 张洪亮, 陈思, 贾琳珊, 李炳辰 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司