一种油田注水用自动取样装置的制作方法

本发明涉及油田高压注水系统的取样设备技术领域，具体领域为一种油田注水用自动取样装置。

背景技术：

利用注水设备把质量合乎要求的水从注水井注入油层，以保持油层压力，这个过程称为油田注水。油田注水是油田开发过程中向地层补充能量、提高油田采收率的重要手段之一，注水井管理技术水平的高低决定着油田开发效果的好坏，同时也决定着油田开发寿命的长短。

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，需要对油田进行注水。

在对注水水质监测工作过程中，由于注水系统压力较大，没有专门的注水取样装置，导致注水水质监测工作取样难，效率低，为此提出一种油田注水用自动取样装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种油田注水用自动取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油田注水用自动取样装置，包括取样主管，所述取样主管的内部设置有移动块，所述移动块的外侧壁与所述取样主管的内侧壁紧密贴合，所述移动块的一端固定连接有螺纹连接块的一端，所述螺纹连接块的外侧壁与所述取样主管的内侧壁螺纹连接，所述螺纹连接块的另一端固定连接有连接杆的一端，所述连接杆的另一端穿出所述取样主管固定连接有旋转柄，所述旋转柄的侧壁上对称固定连接有连接槽，所述连接槽的内部卡接有连接柱的一端，所述连接柱的另一端与旋转盘固定连接，所述旋转盘的侧壁上转动连接有动力盒，所述动力盒的下端设置有固定支座，所述动力盒的内部安装有电机，所述电机的输出端与所述旋转盘固定连接；

所述动力盒的侧壁上设置有开关，所述开关与所述电机电连接，所述取样主管的侧壁上连通设置有缓冲管，所述缓冲管的内部固定连接有缓冲腔体，所述缓冲腔体的上端设置有进液嘴，所述缓冲腔体的下端开设有出液孔；

在初步取样后，还包括一过滤机构对水进行初步过滤，并进行适当净化，以去除水样品中的油气，准确的水进行采样，净化机构包括密闭的瓶体，在瓶体的上侧设置有通入初步采用水的输液管道，以及湿化后的输液出口，瓶体的上方设置有密封盖，输液管道和输液出口可以设置在瓶体两侧，或者开设在密封盖上，在瓶体内部的底部设置一填充有清洁剂的湿化板，湿化板位于所述瓶体的底部，所述湿化板上均匀分布有细密的小孔，所述小孔相互连通，用以使液体进行清洁湿化；

在所述瓶体的竖向中心位置设置一进给机构和与进给机构连接的调整单元，在调整单元上设置有通入惰性气体并与所述输液管道连通的导气管，所述进给机构根据调整单元的预设控制值驱动调整单元及导气管上下移动；

所述进给机构包括进给气缸、上下夹板、输送滑道以及第一滚轮，所述导气管的末端与一钢丝连接，进给气缸推动钢丝移动，进而带动导气管移动；

其中，所述气缸先于电机动作，在电机转速为0-100r/min时，气缸早于电机5s启动，并且在5s内移动速度控制在5cm/min，当电机启动时，气缸的移动速度控制在8cm/min。

进一步地，所述进给气缸设置在支架板上，在所述支架板上设置有气缸支撑架，在所述进给气缸的末端设置有上下夹板，其将连接在进给气缸活塞杆端部的钢丝夹直，在所述的上下夹板的后侧设置有输送滑道，用以保证钢丝沿着预设的轨道前行；

在所述输送滑道的两端分别设置有一组第一滚轮，钢丝经过送丝滑道进入所述的伸缩管内。

进一步地，所述导气管包括密封室，所述的密封室内部设置空腔，用以容纳导气管及对导气管进行检测的数据处理的电路板；

在所述密封室的中间部分设置有一导气管容纳体，导气管容纳体内部也为空腔，其中设置有一连接头，其将钢丝与导气管在一起。

进一步地，在所述密封室的四周设置上下两个气囊，并且上下两侧均设置气囊，可将密封室稳稳的设置在中间位置；

在所述的气囊的端部分别设置有上充气口和下充气口，上下充气口与一导气腔连接，在导气腔的一侧连接有一导气管，向所述的气囊供气。

进一步地，所述管接头包括接头部，所述接头部的内侧壁设置有螺纹，所述接头部的一端且位于所述取样主管的内部一体成型有过渡管部。

进一步地，所述移动块有弹性橡胶构成。

进一步地，所述取样主管与所述缓冲管为一体成型连接。

进一步地，所述缓冲管与缓冲腔体之间通过橡胶块固定粘接。

进一步地，所述缓冲腔体的下部空间大于上部空间

进一步地，所述取样主管右端螺纹连接有封闭盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种油田注水用自动取样装置，首先将管接头与注水管道上的取样管螺纹连接，以便于油田注水用自动取样装置进行对注水进行取样，通过按动开关，使电机工作，带动旋转盘旋转，旋转柄随之转动，旋转柄转动带动连接杆转动，从而带动螺纹连接块在取样主管内转动的同时进行左右移动，螺纹连接块移动带动移动块移动，移动块的位置变换可阻断或开启取样主管和缓冲管的连通，移动块向右移动，取样主管和缓冲管的连通，取样主管内的注水进入到缓冲管中，具有一定压力，由进液嘴进入到缓冲腔体内，缓冲腔体的下部空间大于上部空间对注水具有泄压作用，进一步减小注水压力，从而减小注水排出时的喷射力，注水最后沿出液孔流出，完成初步取样。

进一步地，本发明通过提前启动气缸，对整个装置的油气进行清理，以便提供一净化条件，在启动电机对水进行初步取样后，增加净化效果，以便能够达到流动状态的净化效果。

在初步取样后，还包括一过滤机构对水进行初步过滤，并进行适当净化，以去除水样品中的油气，准确的水进行采样；在瓶体的竖向中心位置设置一进给机构和与进给机构连接的调整单元，在调整单元上设置有通入惰性气体并与所述输液管道连通的导气管，所述进给机构根据调整单元的预设控制值驱动调整单元及导气管上下移动，改变在净化瓶内的位置，以及与湿化板的距离，以便产生湿化程度不同的效果。本发明保证注水水质监测工作取样顺利，提高工作效率。

进一步地，本发明通过提前启动气缸，对整个装置的油气进行清理，以便提供一净化条件，在启动电机对水进行初步取样后，增加净化效果，以便能够达到流动状态的净化效果。

附图说明

图1为本发明实施例1主体结构剖面图；

图2为本发明实施例的动力盒内部结构示意图；

图3为本发明实施例的旋转柄、连接槽和连接柱右视剖面图；

图4为本发明实施例的旋转盘的结构示意图；

图5为本发明实施例的缓冲管内部剖面图；

图6为本发明实施例的净化机构的结构示意图；

图7为本发明实施例的进给机构的结构示意图；

图8为本发明实施例的调整机构的结构示意图；

图9为本发明实施例2主体结构剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

关于方向的描述(上、下、左、右、前、后)，是以说明书附图1所示的结构为参考所进行的描述，但本发明的实际使用方向并不限于此。

实施例1：

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种油田注水用自动取样装置，包括取样主管1，所述取样主管为传递注水提供空间，所述取样主管的左端固定连接有管接头2，所述管接头用于与注水管道上的取样管螺纹连接，以便于油田注水用自动取样装置进行对注水进行取样，所述取样主管的内部设置有移动块3，所述移动块的外侧壁与所述取样主管的内侧壁紧密贴合，所述移动块的一端固定连接有螺纹连接块4的一端，所述螺纹连接块的外侧壁与所述取样主管的内侧壁螺纹连接，所述螺纹连接块的另一端固定连接有连接杆15的一端，所述连接杆的另一端穿出所述取样主管固定连接有旋转柄5，所述旋转柄5的侧壁上对称固定连接有连接槽6，所述连接槽的内部卡接有连接柱7的一端，所述连接柱7的另一端与旋转盘8固定连接，所述旋转盘的侧壁上转动连接有动力盒9，所述动力盒的下端设置有固定支座18，所述固定支座与平面螺栓连接，所述动力盒的内部安装有电机10，所述电机的输出端与所述旋转盘固定连接，所述动力盒的侧壁上设置有开关11，所述开关与所述电机电连接。

具体而言，通过控制所述开关11，使所述电机10工作，带动所述旋转盘8旋转，所述旋转柄5随之转动，所述旋转柄转动带动所述连接杆15转动，从而带动所述螺纹连接块4在所述取样主管内转动的同时进行左右移动，所述螺纹连接块移动带动所述移动块移动，所述移动块的位置变换可阻断或开启所述取样主管和所述缓冲管的连通。所述取样主管1的侧壁上连通设置有缓冲管12，所述缓冲管12的内部固定连接有缓冲腔体13，所述缓冲腔体的上端设置有进液嘴14，所述缓冲腔体的下端开设有出液孔，所述取样主管内的注水进入到所述缓冲管12中，具有一定压力，由所述进液嘴14进入到所述缓冲腔体13内，所述缓冲腔体的下部空间大于上部空间对注水具有泄压作用，进一步减小注水压力，从而减小注水排出时的喷射力，注水最后沿缓冲腔体13下部的出液孔15流出，完成取样。

本实施例的螺纹连接块类似于丝杠螺母机构，对丝杠螺母机构进行精简，获取将旋转运动转化为旋转加直线运动的过程。

具体而言，所述管接头包括接头部201，所述接头部的内侧壁设置有螺纹，所述接头部的一端且位于所述取样主管的内部一体成型有过渡管部202，所述接头部用于与注水管道上的取样管螺纹连接，以便于油田注水用自动取样装置进行对注水进行取样，所述过渡管部对进入到油田注水用自动取样装置内的注水起到导流作用。

具体而言，所述移动块有弹性橡胶构成，通过控制所述开关，使所述电机工作，带动所述旋转盘旋转，所述旋转柄随之转动，所述旋转柄转动带动所述连接杆转动，从而带动所述螺纹连接块在所述取样主管内转动的同时进行左右移动，所述螺纹连接块移动带动所述移动块移动，所述移动块的位置变换可阻断或开启所述取样主管和所述缓冲管的连通，弹性橡胶构成的所述移动块密封作用较好。

具体而言，所述取样主管与所述缓冲管为一体成型连接。

具体而言，所述缓冲管与缓冲腔体之间通过橡胶块17固定粘接，所述橡胶块使所述缓冲管和所述缓冲腔体之间连接牢固。

具体而言，所述缓冲腔体的下部空间大于上部空间，所述取样主管内的注水进入到所述缓冲管中，具有一定压力，由所述进液嘴进入到所述缓冲腔体内，所述缓冲腔体的下部空间大于上部空间对注水具有泄压作用，进一步减小注水压力，从而减小注水排出时的喷射力。

具体而言，所述取样主管右端螺纹连接有封闭盖16，所述封闭盖为防呆设计，可避免误操作导致的所述螺纹连接块移出所述取样主管。

工作原理：首先将管接头与注水管道上的取样管螺纹连接，以便于油田注水用自动取样装置进行对注水进行取样，通过按动开关，使电机工作，电机与外部电源电连接，带动旋转盘旋转，旋转柄随之转动，旋转柄转动带动连接杆转动，从而带动螺纹连接块在取样主管内转动的同时进行左右移动，螺纹连接块移动带动移动块移动，移动块的位置变换可阻断或开启取样主管和缓冲管的连通，移动块向右移动，取样主管和缓冲管的连通，取样主管内的注水进入到缓冲管中，具有一定压力，由进液嘴进入到缓冲腔体内，缓冲腔体的下部空间大于上部空间对注水具有泄压作用，进一步减小注水压力，从而减小注水排出时的喷射力，注水最后沿出液孔流出，完成初步取样。

继续结合图5所示，在初步取样后，还包括一过滤机构01对水进行初步过滤，并进行适当净化，以去除水样品中的油气，准确的水进行采样，净化机构包括密闭的瓶体100，在瓶体100的上侧设置有通入初步采用水的输液管道104，以及湿化后的输液出口103，瓶体100的上方设置有密封盖102，输液管道和输液出口可以设置在瓶体两侧，或者开设在密封盖102上。在瓶体100内部的底部设置一填充有清洁剂的湿化板101，湿化板101位于所述瓶体100的底部，所述湿化板101上均匀分布有细密的小孔，所述小孔相互连通，用以使液体进行清洁湿化。在本实施例中，输液管道104、输液出口103上均设置有调节阀门，并且，输液管道和输液出口能够外接设备。为了能够使水充分净化，向净化瓶中注入惰性气体，以便增加与湿化板的接触面积及接触活性，为了调节惰性气体通入净化瓶的位置，本实施例，在瓶体100的竖向中心位置设置一进给机构105和与进给机构105连接的调整单元106，在调整单元106上设置有通入惰性气体并与所述输液管道104连通的导气管52，所述进给机构105根据调整单元106的预设控制值驱动调整单元106及导气管52上下移动，改变在净化瓶内的位置，以及与湿化板101的距离，以便产生湿化程度不同的效果。

请结合图6所示，为本发明实施例的进给机构的结构示意图，在本实施例中，所述的进给机构包括进给气缸32、上下夹板33、输送滑道35以及第一滚轮34，在本发明实施例中，导气管52的末端与一钢丝40连接，进给气缸32推动钢丝40移动，进而带动导气管移动。所述的进给气缸32设置在支架板300上，在所述的支架板300上设置有气缸支撑架31，在所述的进给气缸32的末端设置有上下夹板33，其将连接在进给气缸32活塞杆端部的钢丝40夹直。在本实施例中，所述的钢丝40具有一定的硬度，在进给气缸32的驱动下，能够向前步进。在所述的上下夹板33的后侧设置有输送滑道35，用以保证钢丝40沿着预设的轨道前行；在输送滑道35的两端分别设置有一组第一滚轮34，钢丝经过送丝滑道35进入所述的伸缩管内。所述的推管气缸40的活塞杆端与伸缩管的端部连接。

请参阅图7所示，其为本发明实施例的调整单元的结构示意图，所述调整单元包括控制单元111，其通过采集导气管的位置信息，对各元件的位置信息进行处理，并将控制指令分别传达至导气管、推动机构中，控制其运动。

具体而言，所述的导气管包括密封室54，所述的密封室54内部设置空腔，用以容纳导气管52及对导气管52进行检测的数据处理的电路板130。在密封室54的中间部分设置有一导气管容纳体55，导气管容纳体55内部也为空腔，其中设置有一连接头53，其将钢丝40与导气管52在一起；在本发明中，导气管的长度在50-80cm之间。在本实施例中，所述的钢丝40与导气管52焊接或者插接等方式连接。

具体而言，在导气管容纳体55、连接头53和密封室54的水平中间位置设置有钢丝40和导气管52的输送通道，在三者的水平中间位置处均设置有开口，用以用钢丝或导气管穿过，在导气管容纳体55和密封室54的前端之间还连接有一定位座56，定位座56的中间部分为贯通孔，用以定位所述的导气管52，该定位座结构设置在导气管52的活动区域内，确保导气管不会弯曲或者向下掉落，导气管52的左右位置也能精确定位，保证了输气的准确程度。在导气管容纳体55的后端设置有密闭的钢丝套管64，钢丝40安装在该套管64中，避免钢丝弯曲或者遮断。在所述的密封室54的前端外侧设置有位置传感器140，其通过发射脉冲波并接收脉冲波来检测湿化板表层90的位置，所述的位置传感器140与一电路板130连接，电路板130通过导线与控制单元111连接。在本发明中，所述的电路板130设置在导气管容纳体55的上端的密封室54的空腔中。

在本发明中为了保证密封室54的内部空腔中，导气管容纳体55的上部的腔体大于下部的腔体，这样既能够保证电路板130具有足够的容纳空间，又能保证密封室54的平衡。

在本发明中，所述的密封室54、导气管容纳体55和连接头为塑料或者金属制成，在本发明中，为了保证调整单元能够在液体环境中工作，在所述的密封室140的四周设置上下两个气囊60，并且上下两侧均设置气囊60，可将密封室140稳稳的设置在中间位置，导气管精确定位。在所述的气囊60的端部分别设置有上充气口61和下充气口62，上下充气口与一导气腔23连接，在导气腔23的一侧连接有一导气管22，向所述的气囊60供气。同时，导气腔23上开设有供惰性气体通入的惰性气体同入口1041，其与输液管道104通过管路连接，并将惰性气体通过钢丝套管64输入导气管52内。

在本发明中，导气管从导气腔23通过伸缩管内部与气泵21连接，在与气泵连接的导气管上设置有流量表24；所述的钢丝40从连接头53伸出，经过密封室54、导气腔23、伸缩管内部连接至一气缸32的活塞杆末端；在所述的电路板130上连接有一导线，从电路板经密封室54内部的导线管63，穿过导气腔23与伸缩管的内部，连接至所述的控制单元111中。

为了能够使取样过程持续进行以及对水样持续净化，气缸32先于电机10动作，其中，在电机转速为0-100r/min时，气缸早于电机5s启动，并且在5s内移动速度控制在5cm/min，当电机启动时，气缸的移动速度控制在8cm/min。

当电机转速大于100r/min时，气缸早于电机10s启动，并且在10s内移动速度控制在8cm/min，当电机启动时，气缸的移动速度控制在10cm/min。

本发明通过提前启动气缸，对整个装置的油气进行清理，以便提供一净化条件，在启动电机对水进行初步取样后，增加净化效果，以便能够达到流动状态的净化效果。

实施例2：

请参阅图2-5，实施例2与实施例1不同之处在于，实施例2中所述旋转柄和所述旋转盘之间通过固定杆固定连接。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个构件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的混凝土浇筑常规手段，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。