CN109209364B - 分层采油管柱井下油液取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分层采油管柱井下油液取样装置。其技术方案是：中心管的上下两端分别设有上接头和下接头，在中心管的外壁中部安装套筒形的取样本体，取样本体内外壁之间的环空内设有取样桶，取样桶内设有工作活塞，工作活塞的上活塞头与上腔体配合，工作活塞的颈部连接体与中腔体形成储液空腔，工作活塞的下活塞头与调压弹簧压帽配合，调压弹簧压帽与取样桶的下腔体连接，并通过防松销钉固定。有益效果是：本发明使用时工作弹簧出现回弹，带动工作活塞上移，并进入取样本体的上腔体从而密封住进液口，同时获取到套管射孔处流出的最新的油液，从而使取样器内部得到的油液为最真实的地层油液，从而避免了现有技术中采出油液不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种分层采油井下取样装置及方法，特别涉及一种分层采油管柱井下油液取样装置。
背景技术
在石油开采中，固井后首先进行试油，试油指对油、气、水产量和井底压力，以及油、气、水物理性质等进行直接测试来认识和鉴别油、气层，为油、气井的生产和油气田开发提供可靠依据的工艺过程，它主要包括对目的层进行射孔、洗井、诱流和测试等。在遇到多层油层时，需要进行多次试油，首先从底部油层下入射孔管柱进行射孔，射孔后，起出射孔管柱再下入试油管柱，再进行反洗井，把井中的泥浆等杂物清洗出；再下入捞油泵，利用钢丝进行试采，得到底部油层的技术参数，完成底部油层的试油。然后对底部油层进行封堵，有两种方法，一种是下入封隔器进行丢手，一种是填入砂子进行砂埋，再进行第二层油层进行试油，首先是下入射孔管柱将第二层油层射孔，射孔后，起出射孔管柱再下入试油管柱，再进行反洗井，把井中的泥浆等杂物清洗出；再下入捞油泵，利用钢丝进行试采，得到底部油层的技术参数，完成第二层油层的试油。依次类推，将这个油井的多个油层依次进行试油，试油完成后下入生产管柱进行生产，直至遇到问题需要修井。
而分层采油是指在开采多油层的生产井内，用封隔器将油层分隔成若干层段，采用卡封或配产的方式来减少层间干扰，使油层充分发挥其应有的作用，减少或消除层间干扰。目前，人们已经将分层采油工艺应用于试油上，首先将射孔管柱一次性下入生产井内，一次性对多个油层进行射孔；然后，直接下入分层采油工艺管柱，洗井后坐封，丢手，再下入试油管柱一层一层的进行试油，试油完成后转为生产，直至遇到故障需要修井。分层采油管柱应用于试油及生产，不但取得了很好的工艺效应，同时也取得很好的经济效应。
但是存在的问题是：一是固井质量不好时，容易出现套管外层间串，二是封隔器密封不好时，会出现套管内层间串，也称管内串；三是当层间压力差过大时，有部分液体通过分层采油管柱的信号开关进入采油管柱内；四是随着时间的变化，油液含量比也会发生一些变化，因此，通过试油采出的油液可能并不是各个油层的准确的油液。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种分层采油管柱井下油液取样装置，通过在分层采油管柱外加装多个取样器，在修井时上提分层采油管柱，此时，通过每个油层安设的取样器，可以将各个油层流出的最新的油液采出，从而避免了现有技术中采出油液不准确的问题。
本发明提到的一种分层采油管柱井下油液取样装置，其技术方案是：包括中心管（1）、取样本体（2）、工作活塞（3）、工作弹簧（4）、调压弹簧压帽（5）、防松销钉（6），中心管（1）的上下两端分别设有上接头和下接头，在中心管（1）的外壁中部安装套筒形的取样本体（2），取样本体（2）内外壁之间的环空内设有3-6个取样桶（2.1），每个取样桶（2.1）包括上腔体（2.1.1）、中腔体（2.1.2）和下腔体（2.1.5），上腔体（2.1.1）的内径小于中腔体（2.1.2）的内径，每个取样桶的顶部设有进液口（2.1.3），每个取样桶（2.1）内设有工作活塞（3），工作活塞的上活塞头（3.1）与上腔体（2.1.1）配合，工作活塞的颈部连接体（3.2）与中腔体（2.1.2）形成储液空腔，工作活塞的下活塞头（3.3）与调压弹簧压帽（5）配合，调压弹簧压帽（5）与取样桶（2.1）的下腔体（2.1.5）连接，并通过防松销钉（6）固定。
优选的，上述的取样桶（2.1）的下腔体（2.1.5）的内径大于中腔体（2.1.2）的内径，且下腔体（2.1.5）的外壁设有销孔，用于与防松销钉（6）配合。
优选的，上述的取样桶（2.1）的内壁外侧的顶部设有上倒角（2.1.4），用于与中心管（1）的上接头的凸起处配合；取样桶（2.1）的外壁外侧的底部设有下倒角（2.1.6）。
优选的，上述的工作活塞（3）包括上活塞头（3.1）、颈部连接体（3.2）、下活塞头（3.3），所述上活塞头（3.1）的外径大于颈部连接体（3.2）的外径，下活塞头（3.3）的外径大于颈部连接体（3.2）的外径，上活塞头（3.1）的外径大于下活塞头（3.3）的外径。
优选的，上述的上活塞头（3.1）与颈部连接体（3.2）的连接处为弹簧固定点，所述工作弹簧（4）的上端套在弹簧固定点，下端坐在调压弹簧压帽（5）。
优选的，上述取样桶（2.1）通过调压装置（7）进行调压，所述调压装置（7）包括主进液管（7.1）、外密封套（7.2）、取样本体内套管（7.3），所述主进液管（7.1）与取样本体内套管（7.3）连接固定，在取样本体内套管（7.3）的外侧螺纹连接取样本体（2），所述取样本体内套管（7.3）的外侧安设有外密封套（7.2），通过外密封套（7.2）将取样本体（2）上的多个取样桶（2.1）密封，且主进液管（7.1）通过分进液管（7.4）连通到取样桶（2.1）的进液口。
优选的，上述取样桶（2.1）的底部安装备储器（8），所述备储器（8）的上下高度大于工作活塞（3）的下活塞头（3.3）的长度，且备储器与取样桶（2.1）的下倒角（2.1.6）形成的夹缝为进液通道。
本发明的有益效果是：本发明在修井时，可以从井口处上提整个分层采油管柱，由于地层深度不同，地层压力不同，在上提过程中，地层压力减小，从而使工作弹簧出现回弹，带动工作活塞上移，并进入取样本体的上腔体从而密封住进液口，同时获取到套管射孔处流出的最新的油液，从而使取样器内部得到的油液为最真实的地层油液，从而避免了现有技术中采出油液不准确的问题；
另外，本发明还设有备储器，这样，可以在取样桶中的工作弹簧发生疲劳时，导致液体泄漏或者未达到预期效果的情况，起到备用储存油液的目的，使修井起管柱的同时，得到井下多个油层的油样，进而可以准确的分析，得到更加准确的结论和应对方案。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是A-A的结构示意图；
附图3是取样桶的安装结构示意图；
附图4是取样桶的外形图；
附图5是调压装置的结构示意图；
附图6是第二种实施例的结构示意图；
附图7是应用于井筒的结构示意图；
上图中：中心管1、取样本体2、工作活塞3、工作弹簧4、调压弹簧压帽5、防松销钉6、调压装置7、备储器8；取样桶2.1、上腔体2.1.1、中腔体2.1.2、进液口2.1.3、上倒角2.1.4、下腔体2.1.5、下倒角2.1.6；上活塞头3.1、颈部连接体3.2、下活塞头3.3、主进液管7.1、外密封套7.2、取样本体内套管7.3、分进液管7.4；Y445封隔器a、油管b、分层采油管柱c、第二级取样器本体d、Y441封隔器e、第一级取样器本体f、油井套管g、盲堵i。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提到的一种分层采油管柱井下油液取样装置，其技术方案是：包括中心管1、取样本体2、工作活塞3、工作弹簧4、调压弹簧压帽5、防松销钉6，中心管1的上下两端分别设有上接头和下接头，在中心管1的外壁中部安装套筒形的取样本体2，取样本体2内外壁之间的环空内设有3-6个取样桶2.1，每个取样桶2.1包括上腔体2.1.1、中腔体2.1.2和下腔体2.1.5，上腔体2.1.1的内径小于中腔体2.1.2的内径，每个取样桶的顶部设有进液口2.1.3，每个取样桶2.1内设有工作活塞3，工作活塞的上活塞头3.1与上腔体2.1.1配合，工作活塞的颈部连接体3.2与中腔体2.1.2形成储液空腔，工作活塞的下活塞头3.3与调压弹簧压帽5配合，调压弹簧压帽5与取样桶2.1的下腔体2.1.5连接，并通过防松销钉6固定。
优选的，上述的取样桶2.1的下腔体2.1.5的内径大于中腔体2.1.2的内径，且下腔体2.1.5的外壁设有销孔，用于与防松销钉6配合。
优选的，上述的取样桶2.1的内壁外侧的顶部设有上倒角2.1.4，用于与中心管1的上接头的凸起处配合；取样桶2.1的外壁外侧的底部设有下倒角2.1.6。
优选的，上述的工作活塞3包括上活塞头3.1、颈部连接体3.2、下活塞头3.3，所述上活塞头3.1的外径大于颈部连接体3.2的外径，下活塞头3.3的外径大于颈部连接体3.2的外径，上活塞头3.1的外径大于下活塞头3.3的外径。
优选的，上述的上活塞头3.1与颈部连接体3.2的连接处为弹簧固定点，所述工作弹簧4的上端套在弹簧固定点，下端坐在调压弹簧压帽5。
优选的，上述取样桶2.1通过调压装置7进行调压，所述调压装置7包括主进液管7.1、外密封套7.2、取样本体内套管7.3，所述主进液管7.1与取样本体内套管7.3连接固定，在取样本体内套管7.3的外侧螺纹连接取样本体2，所述取样本体内套管7.3的外侧安设有外密封套7.2，通过外密封套7.2将取样本体2上的多个取样桶2.1密封，且主进液管7.1通过分进液管7.4连通到取样桶2.1的进液口。
本发明提到的分层采油管柱井下油液取样装置，其使用过程如下：
1、取样器的制作过程：先在取样本体2内安装工作活塞3，再安装工作弹簧4，再根据各个油层的深度所需的压力来对调压弹簧压帽5进行调节，并通过防松销钉6进行位置固定，进而制作出各个油层所需要的取样器；其中，取样本体2的顶部设有进液口，调压弹簧压帽5的底部设有通液口，所述工作活塞3可以沿着取样本体2的上腔体和下腔体移动。
2、将安装取样器的分层采油管柱下入井下，各个不同的油层对应安装有一个取样器，在油井正常生产时，在地层压力的作用下，工作活塞3使工作弹簧处于压缩状态，使工作活塞的上凸起部下移到下腔体内，且工作活塞3的下尾端沿着调压弹簧压帽5的通液孔下移，此时，地层出的油液沿着取样本体2的进液口并沿着上腔体、工作活塞与下腔体之间的缝隙进入取样器内部；
3、当需要修井时，可以从井口处上提整个分层采油管柱，由于地层深度不同，地层压力不同，在上提过程中，地层压力减小，从而使工作弹簧4出现回弹，带动工作活塞3上移，并进入取样本体2的上腔体从而密封住进液口，同时获取到套管射孔处流出的最新的油液，从而使取样器内部得到的油液为最真实的地层油液。
以胜利油田DBD-86井为例
两个油层的深度所需的工作弹簧的压力如下：
第一层深度2000米 沉没度为1200米，所需压力12MPa；
第二层深度在1800米，沉没度为1000米，所需压力为10MPa
根据各个油层的深度所需的压力，对调压弹簧压帽5进行调节。
以胜利油田W68-X55井为例：
第一层深度在3200米，沉没度为1500米，所需压力为15MPa
第二层深度在3120米，沉没度为1480米，所需压力为14.8MPa。
根据各个油层的深度所需的压力，对调压弹簧压帽5进行调节。
实施例2，本发明提到的一种分层采油管柱井下油液取样装置，与实施例1不同之处是在于：
参照附图6，本发明的取样桶2.1的底部安装备储器8，所述备储器8的上下高度大于工作活塞3的下活塞头3.3的长度，且备储器与取样桶2.1的下倒角2.1.6形成的夹缝为进液通道；这样，可以在取样桶中的工作弹簧发生疲劳时，导致液体泄漏或者未达到预期效果的情况，起到备用储存油液的目的，使修井起管柱的同时，得到井下多个油层的油样，进而可以准确的分析，得到更加准确的结论和应对方案。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种分层采油管柱井下油液取样装置，其特征是：包括中心管（1）、取样本体（2）、工作活塞（3）、工作弹簧（4）、调压弹簧压帽（5）、防松销钉（6），中心管（1）的上下两端分别设有上接头和下接头，在中心管（1）的外壁中部安装套筒形的取样本体（2），取样本体（2）内外壁之间的环空内设有3-6个取样桶（2.1），每个取样桶（2.1）包括上腔体（2.1.1）、中腔体（2.1.2）和下腔体（2.1.5），上腔体（2.1.1）的内径小于中腔体（2.1.2）的内径，每个取样桶的顶部设有进液口（2.1.3），每个取样桶（2.1）内设有工作活塞（3），工作活塞的上活塞头（3.1）与上腔体（2.1.1）配合，工作活塞的颈部连接体（3.2）与中腔体（2.1.2）形成储液空腔，工作活塞的下活塞头（3.3）与调压弹簧压帽（5）配合，调压弹簧压帽（5）与取样桶（2.1）的下腔体（2.1.5）连接，并通过防松销钉（6）固定；
所述的取样桶（2.1）的下腔体（2.1.5）的内径大于中腔体（2.1.2）的内径，且下腔体（2.1.5）的外壁设有销孔，用于与防松销钉（6）配合；
所述的工作活塞（3）包括上活塞头（3.1）、颈部连接体（3.2）、下活塞头（3.3），所述上活塞头（3.1）的外径大于颈部连接体（3.2）的外径，下活塞头（3.3）的外径大于颈部连接体（3.2）的外径，上活塞头（3.1）的外径大于下活塞头（3.3）的外径；
所述取样桶（2.1）通过调压装置（7）进行调压，所述调压装置（7）包括主进液管（7.1）、外密封套（7.2）、取样本体内套管（7.3），所述主进液管（7.1）与取样本体内套管（7.3）连接固定，在取样本体内套管（7.3）的外侧螺纹连接取样本体（2），所述取样本体内套管（7.3）的外侧安设有外密封套（7.2），通过外密封套（7.2）将取样本体（2）上的多个取样桶（2.1）密封，且主进液管（7.1）通过分进液管（7.4）连通到取样桶（2.1）的进液口；
所述取样桶（2.1）的底部安装备储器（8），所述备储器（8）的上下高度大于工作活塞（3）的下活塞头（3.3）的长度，且备储器与取样桶（2.1）的下倒角（2.1.6）形成的夹缝为进液通道。
2.根据权利要求1所述的分层采油管柱井下油液取样装置，其特征是：所述的取样桶（2.1）的内壁外侧的顶部设有上倒角（2.1.4），用于与中心管（1）的上接头的凸起处配合；取样桶（2.1）的外壁外侧的底部设有下倒角（2.1.6）。
3.根据权利要求1所述的分层采油管柱井下油液取样装置，其特征是：所述的上活塞头（3.1）与颈部连接体（3.2）的连接处为弹簧固定点，所述工作弹簧（4）的上端套在弹簧固定点，下端坐在调压弹簧压帽（5）。
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