[實用新型]一種真空保溫保壓型氣井取樣器

無效

• 申請號: 201020161673.2
• 申請日: 2010-04-17
• 公開（公告）號: CN201635737U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 劉清友;王國榮;黃本生;敬佳佳;王云海;黎偉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/08
• 分類號: E21B49/08
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

技術領域

本實用新型涉及天然氣勘探開發技術儀器設備領域，具體而言是在天然氣勘探開發過程中與之配套應用的一種天然氣樣品取樣器。

背景技術

天然氣是一種以石蠟族低分子飽和烴為主，少量非烴類氣體為輔組合而成的混合氣體。由于其特定的地質背景、形成過程導致其組分的多樣性。天然氣的組分在不同地區、不同儲層深度是不同的。即使在同一儲層，不同氣井或同井的不同層位上其組分也不相同。為了安全高效開發這些氣藏，需要提取不同地層中的天然氣樣品以分析其具體組分和化學性質。在提取氣體樣品的過程中，由于井下環境復雜，且其樣品處于高溫高壓狀態下，若取樣器不具備保溫功能，提取至地面后的天然氣樣品組分會因溫度和壓力的變化而有所差異。

目前國內廣泛應用于各大氣田的取樣器都是沿用于油井取樣中使用的設備。按照其工作方式不同可分為：流過式空筒取樣器、正向驅替式取樣器、單相式取樣器和溫度補償式取樣器。其中流過式空筒取樣器、正向驅替式取樣器、單相式取樣器不具備保溫功能，溫度補償式取樣器主要由空氣室、樣品室、加熱部件以及各類傳感器、控制器和記錄器組成。它采用主動保溫模式，具有保溫取樣、存儲特點，但該取樣器存在以下兩方面缺陷：其一，由于采取主動保溫模式，增加了取樣器的體積、成本和整體結構的復雜性。其二，由于體積龐大，只能在套管中使用，且主要應用于海上深水油氣田的開發。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服以上技術的不足，提供一種專門用于氣井取樣且結構簡單并具有溫度壓力實時記錄功能的保溫保壓型氣井取樣器。

為了實現上述功能，本實用新型提供的技術方案是：在取樣器F型轉接頭上開設氣體通道，其端面布置壓力傳感器和溫度傳感器檢測從氣體通道傳來樣品的壓力和溫度，壓力傳感器和溫度傳感器的數據線燒結在一接插件上，接插件與走線通道的端面連接，并通過走線通道內的數據線將壓力溫度數據傳輸給電控模塊并存儲。保溫模式為一種被動保溫模式，其采用內外組合筒結構，內外筒之間有一厚度為2～4mm厚的超高真空間隙，在取樣艙外筒19內外壁、取樣艙內筒18外壁噴涂絕熱層以保證取樣腔內氣體樣品溫度恒定，采取相應的密封技術實現所取樣品的密封，根據氣體狀態方程可知所取樣品在溫度不變，體積一定時其壓力無變化即所取樣品為保壓狀態。

本實用新型的工作過程：取樣前，首先根據井深結構，設定取樣時間，然后擰緊F型轉接頭處的密封堵頭，在F型轉接頭處安裝真空泵對取樣艙抽真空，此時平衡活塞被鎖緊螺栓固定于取樣艙最下端。取樣時，電磁鐵總成通電開啟，氣體樣品通過有過濾網膜包裹的篩孔進入進氣通道并開啟進氣單向閥，樣品通過進氣單向閥進入取樣腔。當取樣艙內壓力與井下外部壓力平衡(即壓差不足以開啟進氣單向閥)時，單向閥關閉完成樣品的采集并存儲。在達到預定采樣時間后，電磁鐵總成斷電關閉，電磁鐵總成內帶有密封頭的銜鐵在自身彈力作用下關閉進氣通道，取樣結束。樣品提取時，依次旋下引鞋、尾端堵頭和鎖緊螺栓，并接上化學分析室的液壓推進管線，在F型轉接頭安裝提取樣品管匯，然后擰松密封堵頭，打開出氣通道，利用平衡活塞將腔內樣品在保壓狀態下從出氣口勻速推出。

本實用新型樣品提取采用F型轉接頭結構以及平衡活塞保壓取樣結構。F型轉接頭結構專為提取氣體樣品而設計，并兼有對取樣艙抽取真空的功能。F型轉接頭氣體通道處安裝管線，以便抽取真空和提取樣品之用；F型轉接頭另一氣體通道處安裝密封堵頭，通過擰緊或者擰松密封堵頭以實現樣品腔的開啟與封閉。

本實用新型與現有取樣裝置比較，具有以下顯著特點：(1)實現了整個取樣過程中溫度和壓力參數的實時檢測與存儲，為判斷井下氣體樣品溫度與壓力的變化提供了可靠依據；(2)它能有效實現對所采集的天然氣樣品實現保溫功能，并利用良好的密封性能以實現樣品的保壓效果，特別是采用高真空間隙組合筒結構以及多級隔熱層的應用實現了取樣器結構的簡化，解決了保溫型取樣器因體積過大而不能廣泛應用的問題；(3)它是專門為氣井取樣而設計，通過纏裹有過濾網膜的篩孔結構實現井下惡劣環境下的氣固分離。(4)本取樣器結構簡單，工作可靠，整機成本較低。本實用新型適用于具有保溫要求的天然氣樣品的采集。

附圖說明

圖1為本實用新型取樣器的整體結構剖視圖。