CN118187846B - 一种用于石油开采的井下取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油取样技术领域，提供一种用于石油开采的井下取样装置，包括取样筒，所述取样筒的上端面固定安装有取样块，所述取样块上开设有浮动槽。本发明在使用的过程中，利用定位组件便于将取样筒稳固在石油井内，然后利用气压组件中气体转移泵的作用，将第一气囊中的部分气体充入到第二气囊中，利用第二气囊的浮起使进液口位置的密封块进入到取样腔内，然后利用第一过滤板和第二过滤板的过滤完成对石油样品的取样，同时利用加压组件将第一气囊的另一部分气体通入到第三气囊中，通过第三气囊的鼓起增强定位组件对取样筒的定位，使取样筒能够准确的对取样段的石油进行采样，保证取样样品的数据准确性。

Description

一种用于石油开采的井下取样装置

技术领域

本发明涉及石油取样技术领域，具体为一种用于石油开采的井下取样装置。

背景技术

石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘、提取的行为，在开采石油的过程中，油气从储层流入井底，又从井底上升到井口的驱动方式，石油是深埋在地下的流体矿物，最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青，随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系，因此把它们统称为石油。

石油井取样是为了获取地下岩石和流体的实际数据，以便进行地质、地球物理和工程评估，现在采用的方式多数是利用采集盒或者采集筒通过自身的重量落入到石油井内从而完成石油的采取，但是由于石油具有一定的浮力，采集盒或者采集筒无法保证利用自身的重力在石油井内的保持稳定性，这样不但会影响到采集的效率，而且由于采集盒或者采集筒的晃动导致石油井内取样处的石油发生流动的变化，当石油流动时，由于流体运动和混合，不同组分的分布可能会发生变化，导致取样过程中的不均匀性，最终会影响取样结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石油开采的井下取样装置，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：

一种用于石油开采的井下取样装置，包括取样筒，所述取样筒的上端面固定安装有取样块，所述取样块上开设有浮动槽；

所述取样块的侧端面设置有定位组件，通过所述定位组件使所述取样筒在石油井内不会发生位置偏移；

所述取样筒的内部设置有取样腔，所述取样腔的内底部设置有进液口；

所述取样块的内部设置有气压组件，所述气压组件上设置有升降杆，所述升降杆的下端面固定安装有密封块，所述密封块的位置处于进液口的内部。

优选的，所述定位组件包括双向推杆和两个对称布置的安装槽，所述双向推杆固定安装在取样块的内部，所述安装槽设置在取样块的外侧面，所述双向推杆的输出端固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有顶板，所述顶板的内侧面设置有稳固组件。

优选的，所述稳固组件包括安装架和限位滑槽，所述安装架固定安装在顶板的内侧面，所述限位滑槽设置在安装槽的内侧面，所述限位滑槽的内部滑动安装有限位滑块，所述限位滑块上开设有转动槽，所述转动槽的内部转动安装有转杆，所述转杆远离转动槽的一端转动安装在安装架上。

优选的，所述气压组件包括收纳槽，所述收纳槽的内部设置有第一气囊，所述第一气囊上固定连通有第一通管，所述第一通管远离第一气囊的一端固定连通有气体转移泵，所述气体转移泵的输出端固定连通有第二通管，所述第二通管远离气体转移泵的一端固定连通有伸缩软管，所述伸缩软管的一端设置有浮动组件。

优选的，所述浮动组件包括升降板和限位槽，所述限位槽设置在浮动槽的内侧面，所述升降板的侧端面固定安装有与限位槽配合使用的限位块，所述升降板的上端面固定安装有第二气囊，所述第二气囊上固定连通有第三通管，所述第三通管远离第二气囊的一端与伸缩软管连通，所述升降杆的顶端固定安装在升降板的下端面。

优选的，所述顶板上设置有加压组件，所述加压组件包括第三气囊，所述第三气囊上固定连通有第四通管，所述第四通管远离第三气囊的一端固定连通有波纹管，所述波纹管远离第四通管的一端固定连通有通气管，所述通气管远离波纹管的一端与第二通管连通。

优选的，所述进液口的内部设置有第一过滤板和第二过滤板，所述第一过滤板的位置处于第二过滤板的上方。

优选的，所述取样筒的内顶部设置有排气阀，所述排气阀上固定连通有出气管，所述出气管远离排气阀的一端延伸至进液口的内部，所述出气管的出气口处于第一过滤板和第二过滤板之间。

优选的，所述取样筒的外侧面设置有配重组件，所述配重组件包括定位槽、配重块和紧固螺栓，所述定位槽设置在取样筒的外侧面，所述配重块与定位槽设置有配使用的螺纹孔。

优选的，所述取样块的上端面固定安装有吊环，所述取样块的内部且处于双向推杆的上方设置有电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明中，当取样筒处于石油井内取样的位置时，通过定位组件中双向推杆的驱动，利用支撑架使顶板向外侧移动，顶板在向外侧移动时，转杆会在安装架上转动，再利用限位滑块在限位滑槽内移动，保证顶板在移动时会水平向外移动，通过顶板与石油井内壁贴合，保证取样筒在取样时的稳定性，并且通过顶板的位置调整，使取样筒适合井口不同尺寸的石油井取样，提高该取样装置的实用性；

2.本发明中，当取样筒处于在石油井内时，通过气体转移泵便于将第一气囊中的部分气体抽入到第二气囊中，当第二气囊鼓起时，利用第二气囊产生的浮力会带动升降板升起，升降板在升起时会通过升降杆带动处于进液口内的密封块进入到取样腔内，处于石油井内的石油会通过进液口进入到取样腔，该结构能够准确的对取样段的石油进行采样，保证取样样品的数据准确性；

3.本发明中，第一气囊中的另一部分气体会通过通气管进入到波纹管中，处于波纹管中的气体会通过第四通管进入到第三气囊中，第三气囊充入气体后会发生鼓起，鼓起的第三气囊会挤压石油井内壁，该施加的力在抵消由于第一气囊鼓起产生的浮力的同时，也增强顶板对取样筒的稳定性；

4.本发明中，利用第一过滤板与第二过滤板能够将处于石油中的杂质进行过滤，保证取样腔内石油的纯度，同时石油在进入到取样腔内时，处于取样腔内的气体会通过排气阀排出，排气阀排出的气体会通过出气管吹向第二过滤板上，利用气流的吹动将部分处于第二过滤板上的杂质吹散开，便于石油井内的石油进入到取样腔内，进一步提高该装置实用性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中的内部结构示意图一；

图3为本发明中的内部结构示意图二；

图4为本发明中取样块的内部结构示意图；

图5为本发明中取样筒的内部结构示意图；

图6为本发明中定位组件的结构示意图；

图7为本发明中取样块的剖视图；

图8为本发明中取样筒的剖视图。

图中：1、取样筒；2、取样块；3、浮动槽；4、取样腔；5、进液口；6、升降杆；7、密封块；8、双向推杆；9、安装槽；10、支撑架；11、顶板；12、安装架；13、限位滑槽；14、限位滑块；15、转动槽；16、转杆；17、收纳槽；18、第一气囊；19、第一通管；20、气体转移泵；21、第二通管；22、伸缩软管；23、升降板；24、限位槽；25、限位块；26、第二气囊；27、第三通管；28、第三气囊；29、第四通管；30、波纹管；31、通气管；32、第一过滤板；33、第二过滤板；34、排气阀；35、出气管；36、定位槽；37、配重块；38、紧固螺栓；39、螺纹孔；40、吊环；41、电源。

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。

请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

请参阅图1-3与图6，一种用于石油开采的井下取样装置，包括取样筒1，取样筒1的上端面固定安装有取样块2，取样块2上开设有浮动槽3，取样筒1的外侧面设置有配重组件，配重组件包括定位槽36、配重块37和紧固螺栓38，定位槽36设置在取样筒1的外侧面，配重块37与定位槽36设置有配使用的螺纹孔39，通过装有便于拆装的配重块37，便于人员将取样筒1内的石油取出时，不会花费较大的力气；

取样块2的上端面固定安装有吊环40，通过吊环40便于和吊绳连接，利用吊绳便于将处于石油井内的石油取出，取样块2的内部且处于双向推杆8的上方设置有电源41，通过电源41对双向推杆8和气体转移泵20提供电源41，吊绳可以根据现有技术中收卷机进行收卷，由于该技术为本领域中常规的技术手段，在此处不作具体的赘述；

取样块2的侧端面设置有定位组件，通过定位组件使取样筒1在石油井内不会发生位置偏移；

取样筒1的内部设置有取样腔4，取样腔4的内底部设置有进液口5，进液口5的形状设置为漏斗状，便于石油井内的石油能够通过进入到取样腔4内；

取样块2的内部设置有气压组件，气压组件上设置有升降杆6，升降杆6与取样筒1滑动安装，并且升降杆6与取样筒1之间设置有密封垫，保证升降杆6在升降时，处于取样腔4内的石油不会出现流出的现象，升降杆6的下端面固定安装有密封块7，密封块7的位置处于进液口5的内部。

定位组件包括双向推杆8和两个对称布置的安装槽9，双向推杆8固定安装在取样块2的内部，安装槽9设置在取样块2的外侧面，双向推杆8的输出端固定安装有支撑架10，支撑架10的形状为U字形，支撑架10上固定安装有顶板11，顶板11的内侧面设置有稳固组件，保证双向推杆8在推动支撑架10时，顶板11发生水平移动。

稳固组件包括安装架12和限位滑槽13，安装架12固定安装在顶板11的内侧面，限位滑槽13设置在安装槽9的内侧面，限位滑槽13的内部滑动安装有限位滑块14，限位滑块14上开设有转动槽15，转动槽15的内部转动安装有转杆16，转杆16远离转动槽15的一端转动安装在安装架12上。

本实施例中，当取样筒1处于石油井内取样的位置时，通过定位组件中双向推杆8的驱动，利用支撑架10使顶板11向外侧移动，顶板11在向外侧移动时，转杆16会在安装架12上转动，再利用限位滑块14在限位滑槽13内移动，保证顶板11在移动时会水平向外移动，通过顶板11与石油井内壁贴合，保证取样筒1在取样时的稳定性，并且通过顶板11的位置调整，使取样筒1适合井口不同尺寸的石油井取样，提高该取样装置的实用性。

实施例二：

请参阅图1-图5和图7-图8，在实施例一的基础上，为了保证取样筒1能够对指定取样位置的石油进行取样，通过气压组件来实现该功能，气压组件包括收纳槽17，收纳槽17的内部设置有第一气囊18，第一气囊18上固定连通有第一通管19，第一通管19远离第一气囊18的一端固定连通有气体转移泵20，气体转移泵20的输出端固定连通有第二通管21，第二通管21远离气体转移泵20的一端固定连通有伸缩软管22，伸缩软管22的一端设置有浮动组件，气体转移泵20固定安装在取样块2中。

浮动组件包括升降板23和限位槽24，限位槽24设置在浮动槽3的内侧面，升降板23的侧端面固定安装有与限位槽24配合使用的限位块25，升降板23的上端面固定安装有第二气囊26，第二气囊26上固定连通有第三通管27，第三通管27远离第二气囊26的一端与伸缩软管22连通，升降杆6的顶端固定安装在升降板23的下端面。

本实施例中，当取样筒1处于在石油井内时，通过气体转移泵20便于将第一气囊18中的部分气体抽入到第二气囊26中，当第二气囊26鼓起时，利用第二气囊26产生的浮力会带动升降板23升起，升降板23在升起时会通过升降杆6带动处于进液口5内的密封块7进入到取样腔4内，处于石油井内的石油会通过进液口5进入到取样腔4，该结构能够准确的对取样段的石油进行采样，保证取样样品的数据准确性。

实施例三：

请参阅图4，在实施例二的基础上，为了避免第二气囊26产生的浮力，对顶板11的稳固造成影响，通过加压组件来避免这个现象发生，顶板11上设置有加压组件，加压组件包括第三气囊28，第三气囊28上固定连通有第四通管29，第四通管29远离第三气囊28的一端固定连通有波纹管30，通过波纹管30保证顶板11在发生位置变化时，第一气囊18中的气体能够进入到第三气囊28中，波纹管30远离第四通管29的一端固定连通有通气管31，通气管31远离波纹管30的一端与第二通管21连通。

本实施例中，第一气囊18中的另一部分气体会通过通气管31进入到波纹管30中，处于波纹管30中的气体会通过第四通管29进入到第三气囊28中，第三气囊28充入气体后会发生鼓起，鼓起的第三气囊28会挤压石油井内壁，该施加的力在抵消由于第一气囊18鼓起产生的浮力的同时，也增强顶板11对取样筒1的稳定性。

实施例四：

请参阅图5，在实施例三的基础上，为了避免石油井内石油中的杂质影响到数据的准确性，利用第一过滤板32和第二过滤板33来避免这个现象发生，进液口5的内部设置有第一过滤板32和第二过滤板33，第一过滤板32的位置处于第二过滤板33的上方。

取样筒1的内顶部设置有排气阀34，排气阀34上固定连通有出气管35，出气管35远离排气阀34的一端延伸至进液口5的内部，出气管35的出气口处于第一过滤板32和第二过滤板33之间，出气管35的端头设置为倾斜状，使出气管35排出的气体能够吹向第二过滤板33上，便于将第二过滤板33上的杂质吹散开。

本实施例中，利用第一过滤板32与第二过滤板33能够将处于石油中的杂质进行过滤，保证取样腔4内石油的纯度，同时石油在进入到取样腔4内时，处于取样腔4内的气体会通过排气阀34排出，排气阀34排出的气体会通过出气管35吹向第二过滤板33上，利用气流的吹动将部分处于第二过滤板33上的杂质吹散开，便于石油井内的石油进入到取样腔4内，进一步提高该装置实用性。

工作原理：

在使用时，通过吊绳固定在取样管上的吊环40上，然后将配重块37安装在定位槽36的内部，然后利用紧固螺栓38将配重块37固定在取样筒1上，通过配重块37的重量，使取样筒1和取样管能够进入到石油井的内部，并且不会受到石油的浮力使取样筒1漂浮；

当取样筒1处于石油井内待取样的位置时，通过无线控制方式控制双向推动，通过双向推杆8的驱动，利用支撑块会使顶板11向外侧移动，顶板11在向外侧移动时，转杆16会在安装架12上转动，再利用限位滑块14在限位滑槽13内移动，保证顶板11在移动时会水平向外移动，通过顶板11与石油井内壁贴合，保证取样筒1在取样时的稳定性，并且通过顶板11的位置调整，使取样筒1适合井口不同尺寸的石油井取样；

当取样筒1的位置固定完毕之后，通过无线控制方式控制气体转移泵20，通过气体转移泵20的启动，能够将第一气囊18中的部分气体抽入第一通管19中，处于第一通管19中的气体会通过伸缩软管22和第二通管21进入到第二气囊26中，当第二气囊26鼓起时，利用第二气囊26产生的浮力会带动升降板23升起，升降板23在升起时会通过升降杆6带动处于进液口5内的密封块7进入到取样腔4内，处于石油井内的石油会通过进液口5进入到取样腔4，该结构能够准确的对取样段的石油进行采样，保证取样的准确性；

处于第一气囊18中的另一部分气体会通过通气管31进入到波纹管30中，处于波纹管30中的气体会通过第四通管29进入到第三气囊28中，第三气囊28充入气体后会发生鼓起，鼓起的第三气囊28会挤压石油井内壁，该施加的力在抵消由于第一气囊18鼓起产生的浮力的同时，也增强顶板11对取样筒1的稳定性；

当石油井内的气体通过进液口5进入到取样腔4的内部之前，石油井内的石油会通过第一过滤板32和第二过滤板33进行过滤，过滤之后的石油会进入到取样腔4内，当石油进入到取样腔4内之后，处于取样腔4内的气体会通过排气阀34排出，排气阀34排出的气体会通过出气管35的出口吹向第二过滤板33上，处于第二过滤板33上的杂质会通过气流的吹动会散开，从而便于石油井内的石油进入到取样腔4内；

当需要将取样筒1从石油井内取出时，只需要将顶板11恢复原先的状态，同时将处于第二气囊26和第三气囊28中的气体重新排入到第一气囊18中，在取样筒1向上拉动时，升降板23会受到石油的压力带动升降杆6将处于取样腔4内的密封块7重新堵塞在进液口5处，完成取样腔4的密封，在密封的过程中处于其他位置的石油不会进入到取样腔4内。

在上述中气囊的材料为特定材料，能够降低石油对气囊的腐蚀，并且第二通管21和第四通管29中均设置有阀门，利用阀门避免第二气囊26和第三气囊28中的气体出现回流的现象。

本发明中的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本发明中不再详细解释控制器的控制方式和电路连接关系。

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。

Claims (6)

1.一种用于石油开采的井下取样装置，包括取样筒（1），其特征在于：所述取样筒（1）的上端面固定安装有取样块（2），所述取样块（2）上开设有浮动槽（3）；

所述取样块（2）的侧端面设置有定位组件，通过所述定位组件使所述取样筒（1）在石油井内不会发生位置偏移；

所述取样筒（1）的内部设置有取样腔（4），所述取样腔（4）的内底部设置有进液口（5）；

所述取样块（2）的内部设置有气压组件，所述气压组件上设置有升降杆（6），所述升降杆（6）的下端面固定安装有密封块（7），所述密封块（7）的位置处于进液口（5）的内部；

所述定位组件包括双向推杆（8）和两个对称布置的安装槽（9），所述双向推杆（8）固定安装在取样块（2）的内部，所述安装槽（9）设置在取样块（2）的外侧面，所述双向推杆（8）的输出端固定安装有支撑架（10），所述支撑架（10）上固定安装有顶板（11），所述顶板（11）的内侧面设置有稳固组件；

所述气压组件包括收纳槽（17），所述收纳槽（17）的内部设置有第一气囊（18），所述第一气囊（18）上固定连通有第一通管（19），所述第一通管（19）远离第一气囊（18）的一端固定连通有气体转移泵（20），所述气体转移泵（20）的输出端固定连通有第二通管（21），所述第二通管（21）远离气体转移泵（20）的一端固定连通有伸缩软管（22），所述伸缩软管（22）的一端设置有浮动组件；

所述顶板（11）上设置有加压组件，所述加压组件包括第三气囊（28），所述第三气囊（28）上固定连通有第四通管（29），所述第四通管（29）远离第三气囊（28）的一端固定连通有波纹管（30），所述波纹管（30）远离第四通管（29）的一端固定连通有通气管（31），所述通气管（31）远离波纹管（30）的一端与第二通管（21）连通；

所述浮动组件包括升降板（23）和限位槽（24），所述限位槽（24）设置在浮动槽（3）的内侧面，所述升降板（23）的侧端面固定安装有与限位槽（24）配合使用的限位块（25），所述升降板（23）的上端面固定安装有第二气囊（26），所述第二气囊（26）上固定连通有第三通管（27），所述第三通管（27）远离第二气囊（26）的一端与伸缩软管（22）连通，所述升降杆（6）的顶端固定安装在升降板（23）的下端面。

2.根据权利要求1所述的一种用于石油开采的井下取样装置，其特征在于：所述稳固组件包括安装架（12）和限位滑槽（13），所述安装架（12）固定安装在顶板（11）的内侧面，所述限位滑槽（13）设置在安装槽（9）的内侧面，所述限位滑槽（13）的内部滑动安装有限位滑块（14），所述限位滑块（14）上开设有转动槽（15），所述转动槽（15）的内部转动安装有转杆（16），所述转杆（16）远离转动槽（15）的一端转动安装在安装架（12）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于石油开采的井下取样装置，其特征在于：所述进液口（5）的内部设置有第一过滤板（32）和第二过滤板（33），所述第一过滤板（32）的位置处于第二过滤板（33）的上方。

4.根据权利要求3所述的一种用于石油开采的井下取样装置，其特征在于：所述取样筒（1）的内顶部设置有排气阀（34），所述排气阀（34）上固定连通有出气管（35），所述出气管（35）远离排气阀（34）的一端延伸至进液口（5）的内部，所述出气管（35）的出气口处于第一过滤板（32）和第二过滤板（33）之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于石油开采的井下取样装置，其特征在于；所述取样筒（1）的外侧面设置有配重组件，所述配重组件包括定位槽（36）、配重块（37）和紧固螺栓（38），所述定位槽（36）设置在取样筒（1）的外侧面，所述配重块（37）与定位槽（36）设置有配使用的螺纹孔（39）。

6.根据权利要求1所述的一种用于石油开采的井下取样装置，其特征在于；所述取样块（2）的上端面固定安装有吊环（40），所述取样块（2）的内部且处于双向推杆（8）的上方设置有电源（41）。