超高压流体转样装置的制作方法

文档序号:28254241发布日期:2021-12-29 17:23阅读:113来源:国知局

1.本实用新型涉及井下pvt取样的转样装置技术领域,是一种超高压流体转样装置。


背景技术:

2.井下pvt高压物性取样可以获得原始条件下的地层流体,此样品可以代表油藏真实状态。样品送至高压物性实验室化验,分析数据可以用来帮助制定油田开发方案,确定油气采收率,配置合适的开发装置,对正确评价油藏起关键作用。目前常规低压转样阀是一种通过转动把手,旋转带丝扣的顶杆顶开取样器的凡尔进行转样的一种装置,其工作原理是:开始转样前,高压管线连接到流体通道上接口,打开针阀,通过流体通道接口在转样阀与取样器之间泵入平衡压力,然后转动把手旋转顶杆(由于转样阀的把手直接安装在转样阀的顶杆上,顶杆上安装有密封件,防止流体外漏),在丝扣作用下顶杆向前移动,把取样器凡尔顶开,建立了转样阀与取样器之间的连通通道,通过操作转样阀的两边的针阀,实现转样操作。这种转样阀的顶杆在转样阀与取样器之间的平衡压力小于40mpa时,可以转动顶杆并顶开取样器的凡尔,建立转样通道;当转样阀与取样器之间的平衡压力高于40mpa时,因为顶杆受到内部流体的压力与外部形成压差,内部的压力越大受到的压差越大,外推力量就越大,转样阀的顶杆就无法用手转动,不能与取样器建立连通通道,强制拧动顶杆,容易造成顶杆丝扣损坏,严重的甚至导致丝扣脱落导致顶杆喷出伤人。


技术实现要素:

3.本实用新型提供了一种超高压流体转样装置,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有常规低压转样阀存在的高压工作时阀顶杆丝扣易损坏以及易出现安全事故的问题。
4.本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种超高压流体转样装置,包括顶杆、联接头、护套、操作杆和具有控制通道的转样阀体,联接头内具有上下贯通的安装通道,联接头下端外侧与转样阀体上端内侧密封固定安装在一起,联接头上端外侧与护套下端内侧密封固定安装在一起,护套上端内侧密封套装有下端位于安装通道上部的操作杆,操作杆为上小下大的台阶轴,联接头上端与护套上部内侧之间密封安装有套装于操作杆中部外侧且下端与操作杆的台阶面相接触的轴承,操作杆下部卡设有上部外侧与联接头下部内侧螺接在一起且下端与转样阀体下端相靠近的顶杆,对应联接头下侧位置的顶杆外侧间隔设有至少一个上端延伸至顶杆上端的平衡孔,对应平衡孔下方位置的转样阀体中部外侧间隔设有至少一个与控制通道连通的接口通道,对应每个接口通道位置的转样阀体上均设有能开启或关闭对应接口通道的阀门。
5.下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
6.上述操作杆下端可设有开口向下且截面呈多边形的卡槽,顶杆上端具有与卡槽相匹配的卡头。
7.上述联接头上部外侧与护套下端内侧以及联接头下部外侧与转样阀体上端内侧
均可螺纹连接在一起,联接头上端外侧与护套中部内侧之间、联接头下端外侧与转样阀体上部内侧之间、操作杆上部外侧与护套上端内侧之间以及转样阀体下端外侧均上下间隔设有至少两个密封件。
8.上述顶杆的螺纹牙距可不小于1mm,顶杆与联接头之间的螺纹旋合长度不小于10mm。
9.上述联接头上部外侧和下部外侧的螺纹牙距均可不小于1.5mm。
10.上述转样阀体下部外侧具有螺纹牙距可不小于3mm的连接螺纹。
11.上述对应联接头下侧位置的顶杆外侧可设有一个呈l形的平衡孔。
12.上述对应平衡孔下方位置的转样阀体中部外侧可间隔设有两个与控制通道连通的接口通道,对应每个接口通道位置的转样阀体上均密封安装有针阀。
13.上述对应护套上方位置的操作杆上端外侧可固定安装有把手。
14.本实用新型结构合理而紧凑,操作杆下部卡设有顶杆,顶杆能够和操作杆同步转动,顶杆转动时向下移动后伸出转样阀体,由于与转样阀体连接的取样器的储样腔内压力较高,接口通道能够向控制通道内注入高压流体作用于取样器的凡尔,同时高压流体经过平衡孔后作用于操作杆,操作杆将压力传递到轴承端面,从而减小顶杆的负载,使得顶杆轻松下移后将取样器的凡尔顶开,继而使储样腔与控制通道连通,储样腔内的高压样品将控制通道内的流体顶出后,然后排出到待测的实验容器内,具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
15.附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。
16.附图2为本实用新型最佳实施例使用时的主视剖视结构示意图。
17.附图中的编码分别为:1为顶杆,2为联接头,3为护套,4为操作杆,5为转样阀体,6为轴承,7为针阀,8为密封件,9为把手,10为控制通道,11为接口通道,12为平衡孔,13为卡槽,14为取样器,15为凡尔,16为储样腔。
具体实施方式
18.本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
19.在本实用新型中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
20.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
21.如附图1、2所示,该超高压流体转样装置包括顶杆1、联接头2、护套3、操作杆4和具有控制通道10的转样阀体5,联接头2内具有上下贯通的安装通道,联接头2下端外侧与转样阀体5上端内侧密封固定安装在一起,联接头2上端外侧与护套3下端内侧密封固定安装在一起,护套3上端内侧密封套装有下端位于安装通道上部的操作杆4,操作杆4为上小下大的台阶轴,联接头2上端与护套3上部内侧之间密封安装有套装于操作杆4中部外侧且下端与操作杆4的台阶面相接触的轴承6,操作杆4下部卡设有上部外侧与联接头2下部内侧螺接在
一起且下端与转样阀体5下端相靠近的顶杆1,对应联接头2下侧位置的顶杆1外侧间隔设有至少一个上端延伸至顶杆1上端的平衡孔12,对应平衡孔12下方位置的转样阀体5中部外侧间隔设有至少一个与控制通道10连通的接口通道11,对应每个接口通道11位置的转样阀体5上均设有能开启或关闭对应接口通道11的阀门。
22.根据需求,轴承6为现有公知技术,如推力轴承6,轴承6上端与护套3上部内侧安装有套装于操作杆4外侧四氟乙烯垫片,顶杆1下端于转样阀体5下端齐平。在使用过程中,转样阀体5的控制通道10起到安装顶杆1和液体流动的作用,操作杆4下部卡设有顶杆1,操作杆4在转动的时候,顶杆1能够和操作杆4同步转动,顶杆1转动时在与联接头2的螺接方式下开始向下移动,顶杆1向下移动后下端伸出转样阀体5下端,由于与转样阀体5连接的取样器14内的储样腔16内压力较高,通过设置接口通道11,能够向控制通道10内注入高压流体作用于取样器14内的凡尔15,同时高压流体经过平衡孔12后作用于操作杆4,操作杆4将压力传递到轴承6端面,从而减小顶杆1的负载,使得顶杆1轻松下移后将取样器14内的凡尔15向下顶开,继而使储样腔16与控制通道10连通,取样器14的储样腔16内的高压样品将控制通道10内的高压流体顶出后,然后排出到待测的实验容器内,本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,具有安全、省力、简便、高效的特点。
23.可根据实际需要,对上述超高压流体转样装置作进一步优化或/和改进:
24.如附图1、2所示,操作杆4下端设有开口向下且截面呈多边形的卡槽13,顶杆1上端具有与卡槽13相匹配的卡头。
25.根据需求,卡槽13的截面为正方形或正六边形,卡槽13的深度不小于10mm,卡头卡设于卡槽13内。在使用过程中,通过这样的设置,能够将操作杆4的旋转扭矩传递到顶杆1上,顶杆1转动时在与联接头2的螺纹连接的作用下上下移动,进而能够开启或关闭取样器14的凡尔15,从而进行后续的转样工作。
26.如附图1、2所示,联接头2上部外侧与护套3下端内侧以及联接头2下部外侧与转样阀体5上端内侧均螺纹连接在一起,联接头2上端外侧与护套3中部内侧之间、联接头2下端外侧与转样阀体5上部内侧之间、操作杆4上部外侧与护套3上端内侧之间以及转样阀体5下端外侧均上下间隔设有至少两个密封件8。
27.根据需求,密封件8为现有公知技术,如o型密封圈,联接头2上端外侧与护套3中部内侧之间、联接头2下端外侧与转样阀体5上部内侧之间、操作杆4上部外侧与护套3上端内侧之间以及转样阀体5下端外侧均上下间隔设有两个o型密封圈,转样阀体5下端外侧固定安装有与最下方的o型密封圈下端相接触的背圈。在使用过程中,通过这样的设置便于拆装和密封,也便于后期的维护。
28.如附图1、2所示,顶杆1的螺纹牙距不小于1mm,顶杆1与联接头2之间的螺纹旋合长度不小于10mm。
29.在使用过程中,通过这样的设置,能够使顶杆1在超高压环境中螺纹正常使用,避免顶杆1与联接头2之间的螺纹被破坏发生故障。
30.如附图1、2所示,联接头2上部外侧和下部外侧的螺纹牙距均不小于1.5mm。
31.在使用过程中,通过这样的设置,能够提高联接头2和护套3以及联接头2和转样阀体5之间的连接强度,延长本实用新型的使用寿命。
32.如附图1、2所示,转样阀体5下部外侧具有螺纹牙距不小于3mm的连接螺纹。
33.根据需求,转样阀体5下端外侧的密封件8均设于连接螺纹下方。在使用过程中,通过这样的设置,能够提高转样阀体5与取样器14连接处的连接强度,保证转样阀体5与取样器14连接时的安全性和可靠性,避免连接螺纹失效发生事故。
34.如附图1、2所示,对应联接头2下侧位置的顶杆1外侧设有一个呈l形的平衡孔12。
35.在使用过程中,通过这样的设置,便于在顶杆1内设置平衡孔12,降低制作难度。
36.如附图1、2所示,对应平衡孔12下方位置的转样阀体5中部外侧间隔设有两个与控制通道10连通的接口通道11,对应每个接口通道11位置的转样阀体5上均密封安装有针阀7。
37.在使用过程中,通过这样的设置,便于控制通道10与取样器14连接后的转样操作,也便于与化验装置连接。
38.如附图1、2所示,对应护套3上方位置的操作杆4上端外侧固定安装有把手9。
39.在使用过程中,通过这样的设置,能够便于转动操作杆4。
40.本实用新型最佳实施例的转样过程:首先将转样阀体5下端外侧与需要转样的取样器14上端内侧螺接在一起,然后在左侧的接口通道11接入高压管线,打开左侧的针阀7,高压流体(如高压盐水)经高压管线和左侧的接口通道11进入控制通道10内,高压流体向下流动并作用于取样器14的凡尔15上,高压流体与取样器14的储样腔16内的高压样品同时对凡尔15作用,高压流体对凡尔15的作用力方向与取样器14内的高压样品对凡尔15的作用力方向相反,大小相接近,使得凡尔15的开启更加容易,然后转动手柄,操作杆4和顶杆1同步转动,顶杆1螺接于联接头2内,继而顶杆1下端向下移动并能够将取样器14的凡尔15轻松顶开,取样器14内的储样腔16与控制通道10连通,然后关闭左侧的针阀7,并将左侧的接口通道11的高压管线拆除后连接到化验装置,然后打开右侧的针阀7,取样器14内的高压样品作用于控制通道10内的高压流体,高压样品将高压流体经右侧的接口通道11顶出,待高压样品经接口通道11排出后关闭右侧针阀7,高压样品由左侧的接口通道11流入化验装置内,从而完成取样器14的转样操作。
41.本实用新型最佳实施例的耐超高压原理:转样阀体5下端外侧与需要转样的取样器14连接在一起后,如果仅仅向下移动顶杆1来顶开取样器14的凡尔15,非常困难,因为取样器14内的高压样品对凡尔15的压力超过40mpa,当取样器14内的高压样品压力为40mpa时,直径为8mm顶杆1受到的外推力,根据公式f=p*s,计算出f=40*16*3.14=2009.6n≈200.96kg,当取样器14内的高压样品压力为120mpa时,直径为8mm顶杆1受到的外推力f=120*16*3.14=6028.8n≈602.88kg,在这么大的外推力下,常规转样阀阀杆扣型无法转动,如果强行通过移动顶杆1来顶开取样器14的凡尔15,顶杆1与阀体连接处的丝扣容易被剪切破坏,使得顶杆1直接被冲出阀体造成事故。
42.而本实施例中,通过左侧的针阀7控制左侧的接口通道11,通过左侧的接口通道11向控制通道10内注入高压流体(高压流体与取样器14内的高压样品不相溶),高压流体进入控制通道10内,一部分与取样器14的凡尔15作用,抵消取样器14内高压样品对凡尔15的作用力,进而使得顶杆1顶开取样器14内的凡尔15更加轻松,而另一部分经平衡孔12流入顶杆1上端并作用于操作杆4上,操作杆4将高压流体的作用力传递到轴承6上,使得操作杆4转动更加轻松,而顶杆1顶开取样器14凡尔15也更容易,减小顶杆1与联接头2处的丝扣负载,继而实现本实用新型最佳实施例能够完成取样器14内的高压样品的转样操作,继而使得本实
用新型在超高压工况下也能正常操作。
43.以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
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