专利名称：活塞式井下取样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油、气、水井中对地层产出流体进行取样的井下取样器。
在油、气、水井生产过程中，按要求对地层产出流体在保持原始状态下进行取样，然后在实验室内对所取样品进行分析与测试，从而对地层产出流体得出一个正确的评价。
目前现用的井下取样器为刮壁式、撞击式或钟控式井下取样器。在取样器下井过程中因取样器的进液口与出液口始终保持开启，这时取样器筒内的流体一直在流动，在到达取样深度后，在控制机构的作用下关闭进出液口，完成取样。但是由于流体的流动速度与取样器的下井下放速度存在的差异，以及取样器筒内存在的部分死容积，造成所取的样品不能完全代表所需深度地层的流体。同时取样器没有隔离装置，在实验室用顶替液驱替取样液进时往往产生顶替液与取样液界面不易掌握，易造成污染所取样品，影响了最终样品的分析精度。
本实用新型的目的是专门针对油、气、水井取样器，设计出一种活塞式井下取样器，实现对取样器在到达所需深度后开始取样，取样结束后关闭进液口，加之取样筒内的隔离活塞和节流阀、滑阀短节等的配合，保证所取样品为所需地层的流体和排除了顶替液与取样液的混合，大大提高了样品的分析精度。
活塞式井下取样器是由时钟、释放器、滑阀锁紧器、滑阀短节、传液管、节流阀、连杆锁紧器、连杆、隔离活塞、下活塞、加压接头和取样器外壳相连接，与顶替液腔和取样腔相接通。释放器是由外壳、卡簧、轴承、芯轴、弹簧和撞块所组成。撞块与芯轴以丝扣连接，扣数的多少决定了取样器滞后取样动作的时间。芯轴在时钟的控制驱动下旋转，当撞块与芯轴旋接的丝扣数全部脱开后，撞块在弹簧的作用下迅速下击，引起滑阀锁紧器的动作。滑阀锁紧器由锁套、钢球、弹簧和夹套所组成。由于夹套是连接在取样器外壳上，锁套在弹簧的作用下限制钢球的径向位移，同时钢球卡住滑杆。当撞块下击时，迫使锁套压缩弹簧向下移动，钢球滚出脱开滑杆上的锁槽，滑阀锁紧器解锁，滑杆即可向上移动。滑阀短节是由外壳、弹簧、滑杆和密封圈组成。传液管来的顶替液由于滑杆和密封圈的封闭，不能流入内孔L而进入顶替液腔内。由于滑杆的直径G大于直H以及弹簧向上的作用力，所以在顶替液的作用下，滑杆始终有一个上顶力迫使滑杆向上移动，只要滑阀锁紧解锁，滑杆就会向上移动而打开传液管与内孔L的通道，使顶替液流入顶替液腔内。节流阀是由外壳、阀座、阀芯和密封圈所组成。高压顶替液作用在阀座上顶开阀芯，使顶替液通过阀座孔F和阀芯内孔E进入上部空腔D，再经节流口C流入传液管。当上部空腔D压力升高时，由于面积差的关系，使阀座孔F关闭。反之，再打开阀座孔F。因此，节流阀起到了减压作用，保证顶替液进入传液管的压力远低于节流阀前的压力，这样可使滑阀短节在低压状态下工作，提高滑阀短节的灵敏性，同时减缓了顶替液的流动速度，使取样工作平稳，以避免取样液因速度过快造成“闪蒸”现象，使取样液失真。连杆锁紧器由内套、钢球、锁套、芯轴、弹簧和螺帽所组成。芯轴与连杆的上端为丝扣连接，由于内套的上端固定在取样器外壳台肩上，钢球在锁套的限制下锁住芯轴上部的锁槽内，使连杆不能向上移动，连杆的下端与下活塞固定连接，防止了因隔离活塞向上移动时与连杆的磨擦力产生拉动连杆和下活塞上行的误动作，使取样失败。只有当隔离活塞上行，接触到螺帽端面A，并继续推动锁套上行并压缩弹簧，当上行到钢球从芯轴上的锁槽内退出解锁，芯轴在弹簧的作用下带动连杆和下活塞一起向上移动，当下活塞上行到卡簧卡住取样器外壳上的卡簧槽J时，关闭取样器外壳上的进液口K时，取样结束。
在取样器取出井筒后，在实验室内从加压接头泵入顶替液迫使隔离活塞下行推动取样液从下活塞上的单流阀经取样器外壳上的转样口M排到仪器内进行分析。
本实用新型具有如下特点针对油、气、水井取样器而设计的一种活塞式井下取样器，实现取样器在达到所需深度后开始取样，取样结束后关闭进液口，以及设计的隔离活塞和节流阀、滑阀短节等配合，保证所取样品为所需地层的流体和排除了顶替液与取样液的混合，大大提高了样品的分析精度。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是本实用新型取样前示意图。
1.时钟；2.释放器；3；滑阀锁紧器；4.滑阀短节；5.传液管；6.节流阀；7.连杆锁紧器；8.连杆；9.隔离活塞；10.下活塞；11.加压接头；12.取样器外壳；13.顶替液腔；14.取样腔。
图2是本实用新型取样过程示意图。
图3是本实用新型取样结束示意图。
图4是本实用新型的释放器剖面图。
1.时钟；15.外壳；16.卡簧；17.轴承；18.芯轴；19.弹簧；20.撞块。
图5是本实用新型的滑阀锁紧器剖面图。
21.锁套；22.钢球；23.弹簧；24.夹套；25.滑杆；12.取样器外壳。
图6是本实用新型的滑阀短节剖面图。
25.滑杆；26.外壳；27.弹簧；28.密封圈。
图7是本实用新型的节流阀剖面图。
29.密封圈；30.阀芯；31.外壳；32.阀座。
图8是本实用新型的连接锁紧器剖面图。
33.内套；34.钢球；35.锁套；36.芯轴；37.弹簧；38.螺帽；8.连杆。
本实用新型包括时钟(1)，释放器(2)，滑阀锁紧器(3)，滑阀短节(4)，传液管(5)，节流阀(6)，连杆锁紧器(7)，连杆(8)，隔离活塞(9)，下活塞(10)，加压接头(11)，取样器外壳(12)，顶替液腔(13)，取样腔(14)。在下井取样之前(如
图1)，在地面通过加压接头(11)泵入顶替液，由于滑阀短节(4)上的滑杆(25)被滑阀锁紧器(3)上钢球(22)锁住，所以顶替液只有进入取样腔(14)推动隔离活塞(9)下行到下死点与下活塞(10)上部相靠。然后根据下井取样的辅助工作时间调整释放器(2)上的芯轴(18)与撞块(20)丝扣连接长度，以保证在取样器下到要求深度之前撞块(20)不会下击引起误动作。这时根据要求把取样器下到所需深度，时钟(1)控制旋转带动释放器(2)上的芯轴(18)从撞块(20)中脱开，当撞块(20)与芯轴(18)丝扣全部脱开后，撞块(20)在弹簧(19)的作用下迅速下击，迫使滑阀锁紧器(3)上的锁套(21)下移，钢球(22)从滑杆(25)的锁槽中退出，这时滑阀锁紧器(3)解锁，滑杆(25)在滑阀短节(4)上的弹簧(27)作用下上行，打开了传液管(5)与滑阀短节(4)上的通道L，这时取样开始(如图2所示)。地层流体经取样器外壳(12)上的进液口K进入取样腔(14)下部，推动隔离活塞(9)上行并把顶替液经节流阀(6)和传液管(5)排入顶替液腔(13)内。由于节流阀(6)的节流作用，使传液管(5)内的压力降低以及减慢了进液速度，使取样处于较平稳进行，避免液体造成“闪蒸”现象。当取样液推动隔离活塞(9)上行碰到连杆锁紧器(7)上的螺帽(38)端面A，并继续推动锁套(35)上行并压缩弹簧(37)，当锁套(35)上行到钢球(34)从芯轴(36)的锁槽中退出解锁时，芯轴(36)在弹簧(37)的作用下，带动连杆(8)和下活塞(10)一起向上移动，这时下活塞(10)上的卡簧卡到取样器外壳(12)上的J槽，关闭取样器外壳(12)上的进液口K，取样结束(如图3所示)，从井内提出取样器。
在实验室从加压接头(11)泵入顶替液迫使隔离活塞(9)下行推动取样液从下活塞(10)上的单流阀经取样器外壳(12)上的转样口M排到仪器内进行分析。
权利要求1.一种油、气、水井用的活塞式井下取样器，其特征是时钟、释放器、滑阀锁紧器、滑阀短节、传液管、节流阀、连杆锁紧器、连杆、隔离活塞、下活塞、加压接头和取样器外壳相连接，与顶替液腔和取样腔相连通。
2.根据权利要求1所述的活塞式井下取样器，其特征在于所述的释放器是由外壳、卡簧、轴承、芯轴、弹簧和撞块连接。
3.根据权利要求1所述的活塞式井下取样器，其特征在于所述的滑阀锁紧器是由锁套、钢球、弹簧和夹套连接。
4.根据权利要求1所述的活塞式井下取样器，其特征在于所述的滑阀短节是由外壳、弹簧、滑杆和密封圈连接。
5.根据权利要求1所述的活塞式井下取样器，其特征在于所述的节流阀是由外壳、阀座、阀芯和密封圈连接。
6.根据权利要求1所述的活塞式井下取样器，其特征在于所述的连杆锁紧器是由内套、钢球、锁套、芯轴、弹簧和螺帽连接。
专利摘要本实用新型是一种油、气、水井用的活塞式井下取样器。与现有井下取样器相比，其特点在于应用了隔离活塞、节流阀和滑阀短节等，保证了在到达取样深度后开始取样，取样结束后关闭进液口，以及驱替取样液时顶替液不与取样液接触，保证了所取样品的真实性，大大提高了样品的分析精度。
文档编号E21B49/08GK2174564SQ9320929
公开日1994年8月17日 申请日期1993年4月8日 优先权日1993年4月8日
发明者陈鹤民, 张关根, 孙平 申请人:长庆石油勘探局勘探开发研究院