本發(fā)明涉及油田測井領(lǐng)域，具體說是一種環(huán)空多級(jí)取樣式測砂儀。

背景技術(shù)：

國內(nèi)油田一部分油井、氣井經(jīng)過一個(gè)時(shí)期的生產(chǎn)或進(jìn)行作業(yè)改造后，有些產(chǎn)出層隨產(chǎn)出液或氣將排出砂質(zhì)顆粒，這部分砂質(zhì)顆粒主要源于產(chǎn)出井本身地層及產(chǎn)出井作業(yè)改造的壓裂砂的排出物，測試和了解產(chǎn)出井各層出砂規(guī)律對(duì)該類井的作業(yè)改造意義重大。目前用于產(chǎn)出井出砂測試取樣的儀器主要有單級(jí)取樣式測砂儀，由于受結(jié)構(gòu)等因素的限制，該取樣式測砂儀一次下井僅能在出砂層下部取一個(gè)樣品，用于定性分析砂質(zhì)顆粒產(chǎn)出根源，存在著功能單一、不能分層取樣、定量分析等缺點(diǎn)和不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的取樣測砂儀一次下井僅能在出砂層取一個(gè)樣品、不能分層取樣、定量分析的不足，本發(fā)明提供一種環(huán)空多級(jí)取樣式測砂儀，該環(huán)空多級(jí)取樣式測砂儀可以多級(jí)分層取樣，并進(jìn)行定量分析。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種環(huán)空多級(jí)取樣式測砂儀，包括微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)、中心管，中心管外部設(shè)有集流傘，所述微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)底部連接有推桿，所述中心管內(nèi)部置有滑桿套，所述滑桿套上段內(nèi)部連接固定套，滑桿套及固定套的內(nèi)部設(shè)有控制桿，所述控制桿外表面設(shè)有凸沿，所述固定套頂部卡在凸沿上，控制桿的凸沿底部設(shè)有限位套，且限位套與滑桿套底面之間設(shè)有回位彈簧；所述滑桿套中段外部套有定位彈簧，定位彈簧底部設(shè)有若干個(gè)砂樣隔離片，所述砂樣隔離片內(nèi)壁上設(shè)有錐面環(huán)槽,所述滑桿套下段側(cè)壁上開有兩排徑向孔，且徑向孔內(nèi)置有鋼球，滑桿套底部連接有導(dǎo)桿，所述控制桿下段外表面設(shè)有周向的環(huán)槽a、環(huán)槽b；所述中心管底部側(cè)壁上開有集砂口，且中心管底部連接有集砂筒。

所述錐面環(huán)槽底部與砂樣隔離片底面相通，且錐面環(huán)槽側(cè)壁為下端向外傾斜的錐面。

所述徑向孔外表面直徑小于鋼球直徑。

本發(fā)明具有如下有益效果：由于采取上述方案，該取樣測砂儀如同于一個(gè)機(jī)械式邏輯開關(guān)，通過微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)移動(dòng)帶動(dòng)推桿推動(dòng)控制桿使其在起、止位置往復(fù)移動(dòng)，控制鋼球的凸起與回縮，鋼球的凸起與回縮控制砂樣隔離片的下移釋放與軸向定位。該測砂儀具有多級(jí)分層取樣功能，取出的樣品通過定量分析可準(zhǔn)確給出產(chǎn)出井各產(chǎn)出層的出砂量數(shù)據(jù)，克服了單級(jí)取樣式測砂儀僅能籠統(tǒng)取單個(gè)樣品、定性分析的不足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在工作狀態(tài)時(shí)的示意圖；

圖3是本發(fā)明收集完砂質(zhì)顆粒后的示意圖；

圖4是控制桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是滑桿套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是砂樣隔離片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖1中i處的放大圖。

圖中1-微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)，2-推桿，3-套管，4-中心管，5-控制桿，6-固定套，7-集流傘，8-限位套，9-回位彈簧，10-滑桿套，11-定位彈簧，12-砂樣隔離片a，13-鋼球a，14-砂樣隔離片b，15-鋼球b，16-導(dǎo)桿，17-集砂筒，18-鋼球c，19-鋼球d，20-砂樣隔離片c，21-砂質(zhì)顆粒，a-推桿下端頭，b-控制桿上端頭，c-限位套端頭，d-滑桿套內(nèi)止口，e-集砂口，g-錐面環(huán)槽，f-徑向孔，h1-環(huán)槽a，h2-環(huán)槽b。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

由圖1至圖7所示，一種環(huán)空多級(jí)取樣式測砂儀，包括微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1、中心管4，中心管4外部設(shè)有集流傘7，所述微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1底部輸出桿上連接有推桿2，所述微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1可以把直流微電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過絲桿轉(zhuǎn)換成推桿2的直線運(yùn)動(dòng)，通過供正、負(fù)直流電及上、下止點(diǎn)微動(dòng)開關(guān)控制推桿2的往復(fù)移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)集流傘7的收放。

所述中心管4為管狀，上段直徑小于下段直徑，其中上段直徑較細(xì)的部分內(nèi)部為推桿2，下段直徑較粗的部分內(nèi)部置有滑桿套10。所述滑桿套10分為上、中、下三段，其中上段直徑較粗，其內(nèi)部螺紋連接固定套6，固定套6與滑桿套10之間共同形成一個(gè)空腔。滑桿套10及固定套6的內(nèi)部設(shè)有控制桿5，控制桿5頂部的控制桿上端頭b與推桿2底部的推桿下端頭a相對(duì)。所述控制桿5外表面設(shè)有凸沿，所述凸沿置于固定套6與滑桿套10之間的空腔內(nèi)，且固定套6頂部卡在凸沿上，控制桿5的凸沿底部設(shè)有限位套8，且限位套8與滑桿套10底面之間設(shè)有回位彈簧9。所述控制桿5下段外表面設(shè)有兩個(gè)周向的環(huán)槽ah1、環(huán)槽bh2。所述中心管4底部側(cè)壁上開有集砂口e，且中心管4底部螺紋連接有集砂筒17，集砂筒17為筒狀結(jié)構(gòu)。

所述滑桿套10中段外部套有定位彈簧11，定位彈簧11底部設(shè)有若干個(gè)砂樣隔離片（12，14，20），其中砂樣隔離片c20位于上部，砂樣隔離片c14位于底部，砂樣隔離片a12為若干個(gè)，位于中部，所述的砂樣隔離片結(jié)構(gòu)相同，其內(nèi)壁上設(shè)有錐面環(huán)槽g，錐面環(huán)槽g底部與隔離片底面相通，且環(huán)槽側(cè)壁為下端向外傾斜的錐面。

所述滑桿套10下段側(cè)壁上開有兩排徑向孔f，且徑向孔f內(nèi)置有鋼球（13，15，18，19），徑向孔f外表面直徑小于鋼球直徑，使得鋼球只能向孔內(nèi)移動(dòng)，而不能脫落。所述滑桿套10底部連接有導(dǎo)桿16，導(dǎo)桿16為階梯軸，上段插入滑桿套10內(nèi)，并通過滑桿套10內(nèi)部的凸臺(tái)定位；導(dǎo)桿16中段與滑桿套10外徑一致，用于砂樣隔離片的下移導(dǎo)向；導(dǎo)桿16底端外徑與砂樣隔離片外徑一致，并且導(dǎo)桿16下端面與集砂筒17底部接觸，以保證滑桿套10及其連接的組合部件軸向定位固定。

所述滑桿套10及其連接零件組合的總成部件相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械式邏輯開關(guān)，通過微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1的往復(fù)移動(dòng)帶動(dòng)推桿2推動(dòng)控制桿5使其在起、止位置往復(fù)移動(dòng)，控制鋼球的凸起與回縮，鋼球的凸起與回縮控制砂樣隔離片的下移釋放與軸向定位。

該環(huán)空集流傘式多級(jí)取樣測砂儀下井開始工作前,微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1供負(fù)直流電驅(qū)動(dòng)微電機(jī)帶動(dòng)推桿2向上滑動(dòng)，使其處于上止點(diǎn)位置，此時(shí)控制桿5在限位套8、回位彈簧9作用下處于上止點(diǎn)位置，鋼球b15、鋼球c18回縮于環(huán)槽bh2內(nèi)，鋼球a13、鋼球d19外部凸出于滑桿套10上徑向孔f的外側(cè)，砂樣隔離片b14內(nèi)的錐面環(huán)槽g套裝于凸起鋼球a13、鋼球d19的外側(cè)，砂樣隔離片b14在定位彈簧11及鋼球a13、鋼球d19作用下，軸向定位于鋼球a13、鋼球d19處，砂樣隔離片b14處于待釋放狀態(tài)。

當(dāng)該取樣測砂儀下井到目的層工作時(shí)，微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1供正直流電驅(qū)動(dòng)微電機(jī)撐開集流傘7，用于收集套管3內(nèi)的砂質(zhì)顆粒21，套管3內(nèi)的砂質(zhì)顆粒21進(jìn)入集流傘7，通過中心管4下部的集砂口e進(jìn)入集砂筒17內(nèi)。與此同時(shí)微電機(jī)帶動(dòng)推桿2向下滑動(dòng)4～5mm之后，推桿下端頭a與控制桿上端頭b相接觸，推桿2帶動(dòng)控制桿5、限位套8、回位彈簧9繼續(xù)向下滑動(dòng)至限位套端頭c與滑桿套內(nèi)腔止口d相接觸。此時(shí)微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1在微動(dòng)開關(guān)控制下停止供電，推桿2、控制桿5、限位套8、回位彈簧9停止向下滑動(dòng)，推桿2處于下止點(diǎn)位置，鋼球b15、鋼球c18在推桿2推動(dòng)下由環(huán)槽bh2內(nèi)移出，橫向凸起，同時(shí)控制桿5的下端環(huán)槽ah1與鋼球a13、鋼球d19對(duì)應(yīng)，鋼球a13、鋼球d19回縮環(huán)槽ah1內(nèi)，砂樣隔離片b14在砂樣隔離片a12、砂樣隔離片c20的重力及定位彈簧11作用下，砂樣隔離片b14下滑至鋼球b15、鋼球c18凸起位置，砂樣隔離片b14處于下級(jí)待釋放狀態(tài)。

該多級(jí)取樣測砂儀收集完砂質(zhì)顆粒工作完成后，微電機(jī)推桿機(jī)構(gòu)1供負(fù)直流電驅(qū)動(dòng)微電機(jī)帶動(dòng)推桿2向上滑動(dòng)，使其處于上止點(diǎn)位置，此時(shí)控制桿5在限位套8、回位彈簧9作用下處于上止點(diǎn)位置，鋼球b15、鋼球c18回縮于環(huán)槽bh2內(nèi)，砂樣隔離片b14在砂樣隔離片a12、砂樣隔離片c20的重力及定位彈簧11作用下，沿導(dǎo)桿16下滑至集砂筒17內(nèi)腔，完成一次砂樣隔離片b14的釋放，即完成一次砂質(zhì)顆粒取樣.與此同時(shí)鋼球a13、鋼球d19凸起于控制桿5、滑桿套10上徑向孔f的外側(cè)，砂樣隔離片a12內(nèi)的錐面環(huán)槽g套裝于凸起鋼球a13、鋼球d19的外側(cè)，砂樣隔離片a12在定位彈簧11、鋼球a13、鋼球d19作用下，軸向定位于鋼球a13、鋼球d19處，砂樣隔離片a12處于下次待釋放狀態(tài)。