一种伞状电机驱动式井下智能取样器的制作方法

本发明涉及取样装置技术领域，特别是一种智能抽吸式取样器。

背景技术：

随着油田开发技术不断的向发展进步，我国石油行业目前对于勘探开发油气井的油气样品的真实、可靠状态越来越重视，取得第一手真实有效的油气样品资料对于油气资源的开采有着至关重要的作用。

气藏在开采初期，气井井下气压充足，气体正常流动。随着开采过程的进行，采出程度的增加和地层压力的下降，生产中往往伴随着边底水，凝析油的侵入，这些液体一方面在井底慢慢累积，阻碍了气体向井口的运动，另一方面使得上升的气体无法像开采初期一样受到足够的压力作用，在上升的过程中由于温度，压力的变化，在气体中携带的水会聚集在油管内壁，沿着内壁向井底流动。这对天然气的开采危害很大，轻则使产量降低，重则导致井筒积液，水淹喷停等。

因此诊断气井是否存在积液状况十分重要。取样器的主要作用是在试油测试及其他井下作业过程中，定深捞取井下地层流体，经过化验取得其液性资料，进而制定下步工作措施。智能取样器的设计是可以在常规取样器的基础上简化人力劳动的同时将井底样本保温保压取出，更精确智能完成取样工作。

技术实现要素：

本发明的目的是：克服现有取样器的缺点，提供一种结构简单、组装方便且能定点取样的一种伞状电机驱动式井下智能取样器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种伞状电机驱动式井下智能取样器主要由：止动螺母、打捞环、上端传动螺母、伞架、压盖、传动杆、轴承、上端旋转电机、上端外壳、上端控制电板、上端电池、隔筒、固定外壳、活动支腿、固定弹簧片、联轴器、下端旋转电机、下端电池、下端控制电板、下端外壳、空心电机定子、空心电机转子、固定螺母、螺纹活塞杆、活塞、进气阀等组成；所述伞架分上、下两段，中部铰连，四个伞架沿上端传动螺母周向均匀布置，且四个伞架上、下端分别与上端传动螺母和压盖铰连，并在四个伞架外部围一层可弹性变形的复合材料；所述上端传动螺母套于传动杆上，并通过螺纹配合，将旋转运动转化成直线运动，压盖与传动杆通过螺纹进行固连；所述行程记录仪通过螺钉安装于上端外壳上，安装孔外部填充橡胶进行保护；所述支腿分上、下两段，中部铰连，四个支腿沿上端传动螺母周向均匀布置，且四个支腿上、下端分别与支腿底座和支腿螺母铰连，且在中部铰链外包一层橡胶；所述螺纹活塞杆为一根带螺纹的丝杠，其上端与固定螺母相配合，将旋转运动转化为直线运动，带动下端与其相连的活塞。

所述打捞环为带孔的圆盘，共两层，其上、下端分别通过打捞环和传动杆的轴肩进行轴向定位。

所述上端外壳底部接口开设有两个螺纹，一个与隔筒配合分隔上中部件，另一个与固定外壳配合进行固连。

所述传动杆2套有活动支腿并采用螺纹配合，传动杆2底部开设有凹槽与联轴器配合来连接电机。

所述固定外壳开设有活动窗用于活动支腿的上下运动，且固定外壳外壁焊接有接口用于固定弹簧片下端。

所述下端外壳上接口与固定外壳采用螺纹连接方式固定，且中部开设有阶梯对固定螺母的轴向进行定位，下端外壳下部开设有孔用于安装进气阀。

所述空心电机内部中空，为活塞杆移动提供了空间，空心电机转子与固定螺母齿啮合方式连接，传递旋转运动。

所述螺纹活塞杆外壁设有螺纹与固定螺母配合，将电机的旋转运动转化为直线运动，拉动活塞收集气体。

本发明具有以下优点：本发明提出了一个全新的智能下落、定点、抽吸式取样器设计方案，只需井口投掷，就能定点取得样本。本发明具有结构简单、成本低、取样成功率高、安装容易和操作方便的优点。

附图说明

图1为本发明所述的一种伞状电机驱动式井下智能取样器的装配示意图。

图2为图1沿a-a截面的剖视图。

图3为固定螺母的三维视图。

图4为固定外壳的三维半剖视图。

图中：止动螺母(1)、打捞环(2)、上端传动螺母(3)、伞骨(4)、压盖(5)、传动杆(6)、轴承(7)、上端旋转电机(8)、上端外壳(9)、上端控制电板(10)、上端电池(11)、隔筒(12)、固定外壳(13)、活动支腿(14)、固定弹簧片(15)、联轴器(16)、下端旋转电机(17)、下端电池(18)、下端控制电板(19)、下端外壳(20)、空心电机定子(21)、空心电机转子(22)、固定螺母(23)、螺纹活塞杆(24)、活塞(25)、进气阀(26)。

具体实施方式

在对井下完成测井并确定了井下所需取样的深度以后，将井层数据导入取样器后可下放取样器；取样器下落过程中行程记录仪可对下落深度进行测量并把数据传递给控制电板，上端控制电板根据下落深度调整伞架的开度进而改变取样器的下落速度，使得取样器在到达指定取样位置时正好停止下落，此时取样器在瘦到重力与上升浮力的作用下悬浮在取样位置；然后，下端控制电板控制下端旋转电机工作，活动支腿下移压缩固定弹簧片撑开并固定住取样器；在固定住取样器之后，下端控制电板控制空心电机工作，由螺母丝杆机构拖动活塞上行开始储气，活塞运行到极限位置后储气结束；储气结束后，下端控制电板控制下端旋转电机反向运转使固定弹簧片放松，然后上端控制电板控制上端旋转电机再次运行改变伞架开度，增加上升浮力使取样器上升；同时，对于比较浅的井可通过打捞工具直接打捞回地面。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种伞状电机驱动式井下智能取样器，属于井下取样装置技术领域，本发明的一种伞状电机驱动式井下取样器主要包括打捞模块、两个动力模块、两个控制模块和各自执行模块，所述一种伞状电机驱动式井下智能取样器的下落、固定和取样过程自动控制，只需人为进行下放与打捞作业，可自动控制上下旋转电机运转调节伞骨开度和伸缩弹簧片，进而改变速度和固定取样器，然后控制空心电机运转拉动活塞收集气体。本发明的一种伞状电机驱动式井下智能取样器，全程基本实现自动控制，且结构简单、操作方便，可对井下不同层段、不同压力的气体进行取样。

技术研发人员：黎伟;邹星;蒋少玖;舒晨旭;罗献科;夏杨;陈曦;李配;胡亚军;邓琅
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2019.01.17
技术公布日：2019.03.12