小探頭系統的製作方法

2023-06-28 02:43:06 3

小探頭系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種小探頭系統，該小探頭系統包括探頭本體、取樣裝置、過濾器閥、探針筒移動控制液壓裝置、過濾器閥移動控制裝置以及分別設置在探頭本體內部和頂部的探針筒及封隔器、探針筒移動控制液壓裝置帶動探針筒在探頭本體內部沿探頭本體的軸向進行活塞式滑動；取樣裝置設置在探針筒內部；過濾器閥設置在取樣裝置頂部；過濾器閥移動控制裝置驅動過濾器閥的開啟或閉合。本發明提供了一種運行可靠以及結構緊湊的小探頭系統。
【專利說明】小探頭系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於機械液壓傳動控制領域，涉及一種石油測井探頭系統，尤其涉及小直徑重複式地層測試器的小探頭系統。
【背景技術】
[0002]探頭系統作為重複式地層測試器的核心部件，是與井下地層直接溝通信息的窗口，經探頭系統抽吸地層樣品，地層測試器內的應變壓力計可以確定地層壓力並通過繪製的壓力曲線獲取地層的相關信息，評價儲集層的生產能力，採集地層中流體(油、氣、水)、估算有效滲透率以及預測氣、油、水界面等多方面的功能，它為建立最佳的完井和開發方案提供必要的依據。
[0003]重複式地層測試器能夠提供多種資料，諸如測試深度、一定數量的流體樣品(包括油、氣、水)、原油比重、粘度、天然氣體積、油氣比，以及各種壓力數據(包括泥漿柱靜水壓力、最初的關閉壓力、流動壓力及地層壓力等)。
[0004]目前，國內的重複式地層測試器，尺寸過大(直徑≥126mm)，不能滿足井眼直徑小(如4.125英寸井)、井眼角度突然變化、膨脹地層、井眼受限等井況的測井需要。因此需要研製開發直徑幾乎縮小3/1到2/1的小直徑重複式地層測試器，而研製小直徑重複式地層測試器必須要研製一種小型的，適合裝到小直徑儀器上且有可靠強度和滿足大量測試功能的小型探頭系統，因為它是小直徑重複式地層測試器的核心部件。

【發明內容】

[0005]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本發明提供了一種運行可靠以及結構緊湊的小探頭系統。
[0006]本發明的技術解決方案是:本發明提供了一種小探頭系統，其特殊之處在於:所述小探頭系統包括探頭本體、取樣裝置、過濾器閥、探針筒移動控制液壓裝置、過濾器閥移動控制裝置以及分別設置在探頭本體內部和頂部的探針筒及封隔器、所述探針筒移動控制液壓裝置帶動探針筒在探頭本體內部沿探頭本體的軸向進行活塞式滑動；所述取樣裝置設置在探針筒內部；所述過濾器閥設置在取樣裝置頂部；所述過濾器閥移動控制裝置驅動過濾器閥的開啟或閉合。
[0007]上述探針筒移動控制液壓裝置包括設置在探針筒頂部的第一液壓油路以及設置在探針筒底部的第二液壓油路；液壓油通過第一液壓油路驅動探針筒在探頭本體內部進行下移；液壓油通過第二液壓油路驅動探針筒在探頭本體內部進行上移。
[0008]上述過濾器閥包括過濾器、過濾閥活塞以及過濾閥杆；所述過濾閥杆設置在過濾閥活塞頂部；所述過濾閥杆與過濾器螺紋連接；所述過濾閥活塞設置在探針筒內部並沿探針筒的軸向方向進行活塞式滑動；所述取樣裝置貫穿過濾閥活塞並通過過濾閥杆與過濾器相連；所述過濾器閥移動控制裝置驅動過濾閥活塞並帶動過濾閥杆對過濾器進行開啟或閉
口 ο[0009]上述過濾器整體是中空管，所述中空管的管壁上設置有多個小孔，所述過濾器套裝在過濾閥杆上並與過濾器閥杆螺紋連接。
[0010]上述小孔環繞設置在中空管的管壁上。
[0011]上述過濾器閥移動控制裝置包括設置在過濾閥活塞底部的液壓油路、RV閥、CV閥以及供油管路；所述設置在過濾閥活塞底部的液壓油路分別通過RV閥和CV閥與供油管路相貫通；液壓油通過液壓油路驅動過濾閥活塞並帶動過濾閥杆對過濾器進行開啟或閉合。
[0012]上述取樣裝置是貫穿過濾閥活塞的採樣輸送管。
[0013]上述小探頭系統還包括設置在探頭本體內部的定位套；所述探針筒通過定位套設置在探頭本體內部。
[0014]上述封隔器呈矩形，所述封隔器的四角設置有倒圓；所述封隔器是派克密封器。
[0015]上述小探頭系統還包括固定板以及加強板；所述固定板與探頭本體固定連接；所述封隔器通過加強板緊壓在探頭本體頂端。
[0016]本發明的優點是:
[0017]本發明提供了一種小探頭系統，該小探頭系統包括探頭本體、取樣裝置、過濾器閥、探針筒移動控制液壓裝置、過濾器閥移動控制裝置以及分別設置在探頭本體內部和頂部的探針筒及封隔器、探針筒移動控制液壓裝置帶動探針筒在探頭本體內部沿探頭本體的軸向進行活塞式滑動；取樣裝置設置在探針筒內部；過濾器閥設置在取樣裝置頂部;過濾器閥移動控制裝置驅動過濾器閥的開啟或閉合。本發明運行可靠，結構緊湊，外型尺寸很小而測量井眼的尺寸範圍又很廣，特別是涉及傳統儀器所不能測量的小直徑井(如4.125英寸井)，它能夠深入井下地層抽吸地層樣品，採集井下地層信息，提高地層測試器的測試能力和範圍。尺寸小巧，結構簡單並適用於井眼直徑小、井眼角度突然變化、膨脹地層、井眼受限等井況的小型探頭系統。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是小探頭系統的工作原理圖；
[0019]圖2是本發明所提供的小探頭系統在回收狀態下的結構示意圖；
[0020]圖3是本發明所採用的組合閥的結構示意圖；
[0021]圖4是圖2的側視結構示意圖；
[0022]其中:
[0023]1-活塞本體；2_輸送管；3_孔用彈性擋圈；4_定位套；5_探針筒；6_固定板；7-加強板；8_封隔器；9_過濾器；10_過濾閥杆；11_過濾閥活塞；12_探頭本體；13-RV閥芯；14-RV閥蓋；16-CV閥蓋；17-CV閥芯；19_螺釘；20_導向塊。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1、圖2、圖3以及圖4，本發明提供一種小探頭系統(總長248mm，總覽81.97mm，總高86mm)，包括固定板6、加強板7、導向塊20、活塞本體1、探頭本體12和密封固定在探頭本體12頂端的封隔器8。探頭本體12嵌裝在固定板6上，通過固定板螺釘19連接。封隔器8由加強板7緊壓在探頭本體12頂端，通過派克連接螺釘連接在固定板6上。探頭本體12內設置有探針筒5、定位套4以及孔用彈性擋圈3。在同一軸線上定位套4支撐探針筒5並由雙環擋圈嵌入探頭本體12內定位。探針筒5內安裝有過濾器9，在與探頭本體12同一的軸線上，探針筒5與活塞本體I通過螺紋連接且密封緊固。探針筒5是一個中間大圓柱活塞，上下部分都為圓柱筒的創新零件，其上半部分內裝過濾器9閥，可以扎入地層充當探頭，抽取樣品；下半部分帶有螺紋可以連接活塞本體，內部為過濾閥活塞11運動腔體。活塞本體I中安裝有輸送管2及RV閥芯13、RV閥蓋14、CV閥芯17以及CV閥蓋16組合形成的組合閥。在與探頭本體12同一的軸線上，輸送管2通過螺紋連接且密封固定於活塞本體I中。RV&CV組合閥則垂直於探頭本體12軸線安裝在活塞本體中。並由導向塊20導向來實現活塞本體I的上下運動，使其不任意擺動。輸送管2外套有過濾閥活塞11，過濾閥活塞11上端又套在探針筒5內。樣品輸送的角密封接頭孔則位於活塞本體I左下具有傾斜角度端面的中心位置，且其軸線垂直與該端面。
[0025]過濾閥活塞上端固定設置有過濾閥杆10。過濾閥杆10通過螺紋連接固定在過濾閥活塞11上，並套在過濾器9內。
[0026]封隔器8是形狀為矩形，四角倒圓並有一定厚度和弧度的派克密封器。封隔器8的中間設置有支撐金屬環；這樣，在高溫下膠料軟化的情況下不會向中心收縮而造成堵塞探頭孔，探頭移動也不會造成膠料破裂，所以它適用於在井下高溫作業，也適用於油基泥漿中應用。
[0027]探針筒5是一個中間大圓柱活塞，上下部分都為圓柱筒的零件，且在其軸線所在的中心面大圓柱活塞左右各開了一對相互交叉的過油孔。探針筒5上半部分內裝過濾器閥，可以扎入地層充當探頭，抽取樣品；下半部分帶有螺紋可以連接活塞本體，內部為過濾閥活塞運動腔體。
[0028]過濾器閥是由過濾器9、過濾閥活塞11以及與過濾器9螺紋連接的過濾閥杆10組成。過濾閥活塞11在推靠油和回收油壓作用下，在探針筒5內上下運動，過濾閥活塞11向上運動，過濾閥杆10封閉過濾器9的過濾孔，從而關閉過濾器閥，斷開與地層的聯繫；相反，過濾閥活塞11帶動過濾閥杆10向下運動，過濾器9的過濾孔敞開，過濾器9閥打開，地層流體流入輸送管2，進入樣品管線，進行相關測量。
[0029]過濾器9是一種在圓柱軸線方向開有環型小孔的特殊結構。環型小孔間隔120°周向均布，且在軸向方向多道排列，能有效對地層流體樣品進行過濾，保護儀器，確保對地層狀況、滲透率及油氣儲量等的判斷。
[0030]活塞本體I的左下位置具有傾斜角度的端面，端面中心位置開有樣品輸送的角密封接頭孔，且孔的軸線垂直與該端面。
[0031]本發明的工作原理是:
[0032]參見圖1以及圖3，當地層測試器通過電纜下到井下標層位時，不再釋放電纜，儀器停止不動，此時啟動電機，柱塞泵泵出液壓油進入推靠油路，儀器執行長短活塞，固定板6先後向外伸出，探頭系統的封隔器8將井內的泥漿壓成泥餅形成可靠座封，推靠壓力繼續上升，作用於探針筒5下端面，探針筒5向上運動，探頭刺入地層，推靠壓力達到2800PSi時，RV&CV組合閥中RV閥芯13開啟，過濾閥活塞11帶動過濾閥杆10向下運動，過濾器閥打開，地層流樣經過濾器9進入輸送管2再流入樣品管線，儀器在樣品管線上裝有應變壓力計可測量井下任一儲層的泥漿壓力和地層壓力。此時可根據壓力曲線的分析結果確定是否執行採樣功能。確定執行採樣打開密封閥，即可採集地層流體樣品，估算有效滲透率、預測氣、油、水界面等。
[0033]參見圖1、圖2，當在某層位完成測試後，啟動回收程序，柱塞泵泵出液壓油進入回收油路，固定板6，長短活塞又先後回縮，封隔器8與井內的泥漿脫離，液壓油作用於探針筒5上端面，探針筒5向下運動，RV&CV組合閥中CV閥被打開，過濾閥活塞帶動過濾閥杆10向上運動，過濾器閥關閉，此時儀器與地層隔斷聯繫，儀器可換到另外深度的層位進行測試。
【權利要求】
1.一種小探頭系統，其特徵在於:所述小探頭系統包括探頭本體、取樣裝置、過濾器閥、探針筒移動控制液壓控制裝置、過濾器閥移動控制裝置以及分別設置在探頭本體內部和頂部的探針筒及封隔器、所述探針筒移動控制液壓裝置帶動探針筒在探頭本體內部沿探頭本體的軸向進行活塞式滑動；所述取樣裝置設置在探針筒內部；所述過濾器閥設置在取樣裝置頂部；所述過濾器閥移動控制裝置驅動過濾器閥的開啟或閉合。
2.根據權利要求1所述的小探頭系統，其特徵在於:所述探針筒移動控制液壓裝置包括設置在探針筒頂部的第一液壓油路以及設置在探針筒底部的第二液壓油路；液壓油通過第一液壓油路驅動探針筒在探頭本體內部進行下移；液壓油通過第二液壓油路驅動探針筒在探頭本體內部進行上移。
3.根據權利要求2所述的小探頭系統，其特徵在於:所述過濾器閥包括過濾器、過濾閥活塞以及過濾閥杆；所述過濾閥杆設置在過濾閥活塞頂部；所述過濾閥杆與過濾器螺紋連接；所述過濾閥活塞設置在探針筒內部並沿探針筒的軸向方向進行活塞式滑動；所述取樣裝置貫穿過濾閥活塞並通過過濾閥杆與過濾器相連；所述過濾器閥移動控制裝置驅動過濾閥活塞並帶動過濾閥杆對過濾器進行開啟或閉合。
4.根據權利要求3所述的小探頭系統，其特徵在於:所述過濾器整體是中空管，所述中空管的管壁上設置有一個或多個小孔，所述過濾器套裝在過濾閥杆上並與過濾器閥杆螺紋連接。
5.根據權利要求4所述的小探頭系統，其特徵在於:所述小孔環繞設置在中空管的管壁上。
6.根據權利要求3或4或5所述的小探頭系統，其特徵在於:所述過濾器閥移動控制裝置包括設置在過濾閥活塞底部的液壓油路、RV閥、CV閥以及供油管路；所述設置在過濾閥活塞底部的液壓油路分別通過RV閥和CV閥與供油管路相貫通；液壓油通過液壓油路驅動過濾閥活塞並帶動過濾閥杆對過濾器進行開啟或閉合。
7.根據權利要求6所述的小探頭系統，其特徵在於:所述取樣裝置是貫穿過濾閥活塞的米樣輸送管。
8.根據權利要求1或2或3或4或5所述的小探頭系統，其特徵在於:所述小探頭系統還包括設置在探頭本體內部的定位套；所述探針筒通過定位套設置在探頭本體內部。
9.根據權利要求8所述的小探頭系統，其特徵在於:所述封隔器呈矩形，所述封隔器的四角設置有倒圓；所述封隔器是派克密封器。
10.根據權利要求9所述的小探頭系統，其特徵在於:所述小探頭系統還包括固定板以及加強板；所述固定板與探頭本體固定連接；所述封隔器通過加強板緊壓在探頭本體頂端。
【文檔編號】E21B49/10GK103775068SQ201310743787
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】張博鋒, 宛憲偉, 張宏, 穆海濤, 霍玲, 李娜 申請人:中國船舶重工集團西安第七0五研究所海源測控技術有限公司