一种抽油机井口装置用聚合物取样器

技术领域

本发明涉及采油工程中注聚合物井的聚合物在线取样器的技术领域，特别是涉及一种抽油机井口装置用聚合物取样器。

背景技术

随着油田进入开采中后期，为实现原油稳产增产的第三次采油的聚合物驱油技术被大庆油田广泛采用，而聚合物在注入的过程中，其粘度会受温度、压力、流速等因素影响而产生变化，为保证注入的聚合物粘度值符合设计要求，需要每天都对聚合物采样化验进行监测。

但常规取样过程中，常常会因传统聚合物取样器上的阀门多，步骤繁琐、取样时间长、取样器上的过流通道弯折点较多以及管径多变等原因，导致取样过程中，聚合物粘度因上述因素而使得取样化验的粘度与实际粘度值不符，无法真实有效的反应被测管道内聚合物流体的实际情况，影响产量。

目前在用注聚合物井口装置的取样方式采用进口阀、出口阀、取样阀和放空阀4个阀门，来控制聚合物的取样，单次取样过程需要每个阀门各开、关一次，整个取样过程，需要开关阀门共8次，而且阀门由于采用的是截止阀，是用进、出口阀将管道掐断，然后将进、出口阀之间管道内的静止流体放出来，而流出来的聚合物即为取的样品，而每天每口井都需要取样一次，通常相邻的两口井之间最远距离可达1公里左右，取样耗时耗力。在开关过程中存在通道由全开到全闭的通径渐变过程，在整个通径渐变的过程中，通过的聚合物流体介质的流速会发生很大的变化，而聚合物溶液的机械剪切是随着相对液流速度的增加而增加，即随着通径的逐渐变小，流速逐渐的变大，而流速变大会直接导致聚合物的粘度下降，从而影响了聚合物取样数据的真实性，影响了取样的效果。因此，目前所使用的聚合物溶液取样器在取样过程中对聚合物溶液的粘度损失较大，导致取样检测结果准确度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽油机井口装置用聚合物取样器，以解决上述现有技术存在的问题，使聚合物溶液取样减少机械剪切，缩短取样时间、提高检测结果的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种抽油机井口装置用聚合物取样器，包括筒体、接头组件、泄压组件和活塞机构，所述筒体的一端内设置有所述活塞机构、另一端密封连接有所述接头组件，所述接头组件上设置有所述泄压组件，所述泄压组件和所述接头组件均能够与所述活塞机构与所述筒体形成的活塞腔连通，所述接头组件用于连接取样口，所述活塞腔的内径大于所述接头组件的主通径。

优选的，所述接头组件包括连接头、顶针和限位螺钉，所述连接头的一端设置有取样通道且通过螺纹连接于所述筒体端口、另一端设置有一阶梯槽，所述阶梯槽内插接有所述顶针，所述顶针内设置有与所述取样通道连通的通孔，所述连接头通过所述限位螺钉与所述顶针的外壁活动连接，所述连接头通过内螺纹与所述取样口连接。

优选的，所述顶针的外壁上设置有一限位环，所述连接头上均布有四个螺纹孔，所述限位螺钉通过所述螺纹孔与所述限位环相匹配。

优选的，所述阶梯槽的小槽与所述顶针之间设置有O型密封圈，所述顶针的端部高出所述阶梯槽的台阶面且不高于所述阶梯槽的大槽端口，所述通孔与所述取样通道的直径相同且均小于所述活塞腔的内径。

优选的，所述泄压组件包括泄压阀和泄压管，所述连接头上设置有与所述泄压阀连接的螺纹孔，所述取样通道上设置有一旁支通道与所述泄压阀连通，所述泄压阀的外端连接有所述泄压管。

优选的，所述活塞机构包括活塞头、丝杠和丝堵，所述丝杠的端部与所述活塞头转动连接，所述活塞头与所述筒体的内壁密封且滑动连接，所述丝杠贯穿所述丝堵且与所述丝堵通过螺纹连接，所述丝堵与所述筒体的端部螺纹连接。

优选的，所述活塞头包括活塞、唇形密封圈和两个半圆形压环，所述活塞转动设置于所述丝杠的端部，所述活塞上依次设置有容纳所述唇形密封圈和所述压环的凹槽，所述唇形密封圈和所述压环均与所述筒体的内壁相匹配，所述唇形密封圈靠近所述活塞的内端面设置。

优选的，所述丝杠与所述活塞上分别设置有一半圆环槽并拼接成一环形的圆槽，所述圆槽内设置有若干个钢球，所述活塞上设置有一所述钢球的通过孔，所述通过孔上内陷设置有封堵螺栓，所述封堵螺栓位于所述压环的凹槽内。

优选的，所述活塞与所述丝杠端部设置有轴承槽，所述轴承槽内设置有一推力球轴承，所述轴承槽远离所述活塞的内端面设置。

优选的，所述丝堵沿轴向设置有通气孔，所述筒体与所述丝堵之间设置有一防松螺钉。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明采用活塞抽吸式取样，可以减少了传统取样阀门操作的时间和阀门的故障点，降低了维修的频率和维修费用，提高了工作效率；可控制聚合物样品进入活塞腔内的流动速度，使聚合物溶液的流速更加平稳，有效缓解了机械剪切对溶液产生的粘度损失，从而控制聚合物样品粘度的真实性，提高取样检测结果的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中抽油机井口装置用聚合物取样器的剖视图；

图2为本发明实施例中抽油机井口装置用聚合物取样器的结构示意图；

其中：1-顶针，2-限位螺钉，3-O型密封圈，4-连接头，5-唇形密封圈，6-活塞，7-半圆形压环，8-钢球，9-推力球轴承，10-筒体，11-丝杠，12-防松螺钉，13-丝堵，14-通气孔，15-泄压阀，16-泄压管，17-取样通道，18-活塞腔，19-封堵螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种抽油机井口装置用聚合物取样器，以解决现有技术存在的问题，使聚合物溶液取样减少机械剪切，缩短取样时间、提高检测结果的准确度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图2所示：本实施例提供了一种抽油机井口装置用聚合物取样器，包括筒体10、接头组件、泄压组件和活塞机构，筒体10的一端内设置有活塞机构、另一端密封连接有接头组件，接头组件上设置有泄压组件，泄压组件和接头组件均能够与活塞机构与筒体10形成的活塞腔18连通，接头组件用于连接取样口，活塞腔18的内径大于接头组件的主通径。

作为优选方案，本实施例中接头组件包括连接头4、顶针1和限位螺钉2，连接头4的一端设置有取样通道17且通过螺纹连接于筒体10端口、另一端设置有一阶梯槽，阶梯槽内插接有顶针1，顶针1内设置有与取样通道17连通的通孔，连接头4通过限位螺钉2与顶针1的外壁活动连接，连接头4通过内螺纹与取样口连接，也可以采用卡接、插接等其他快速且能保障密封连接的方式。由于顶针1和连接头4均与被测管道上的取样口经常连接，为易损部件，设置成可拆卸的方式，可方便后期更换与维修。

其中，优选顶针1的外壁上设置有一限位环，连接头4上均布有四个螺纹孔，限位螺钉2通过螺纹孔与限位环相匹配，可实现顶针1在连接头4实现相对转动，可避免连接头4与取样口螺纹连接过程中的跟随转动。

其中，优选阶梯槽的小槽与顶针1之间设置有O型密封圈3，避免取样液体流失，顶针1的端部高出阶梯槽的台阶面且不高于阶梯槽的大槽端口，大槽端口上设置有内螺纹，方便与取样口连接，通孔与取样通道17的直径相同且均小于活塞腔18的内径，活塞腔18的内径与通道17的直径比值倍数，即为聚合物从通道17流入活塞腔18的流速降低的倍数，也就是，聚合物的流速从通道17流入活塞腔后，因通道直径变大而使得流速降低，从而有效保证取样过程中，不会因为速度高而使得聚合物粘度降低，保障聚合物液体流入活塞腔18前的过程中的流速平稳，活塞腔18的内径变大后可使聚合物液体的流速降低，进而缓解聚合物溶液的粘度损失，提高取样检测结果的准确度。

作为优选方案，本实施例中泄压组件包括泄压阀15和泄压管16，连接头4上设置有与泄压阀15连接的螺纹孔，取样通道17上设置有一旁支通道与泄压阀15连通，泄压阀15的外端连接有泄压管16。其中，泄压阀15为一球阀，当取样完成需要拆卸连接头4时，由于聚合物液体与被测管道内的液体压力相同且大于常压，需要先泄压至常压，再拆卸连接头4，可避免拆卸连接头4过程中液体喷溅。

作为优选方案，本实施例中活塞机构包括活塞头、丝杠11和丝堵13，丝杠11的端部与活塞头转动连接，活塞头与筒体10的内壁密封且滑动连接，丝杠11贯穿丝堵13且与丝堵13通过螺纹连接，丝堵13与筒体10的端部螺纹连接。其中，优选丝堵13沿轴向设置有通气孔14，保障活塞机构移动过程中杆腔与外界大气连通、保持气流通畅，筒体10与丝堵13之间设置有一防松螺钉12，可避免旋转丝杠11过程中丝堵13松动，丝杠11外端设置有内六角螺栓头，可连接扳手或者操作手柄。

作为优选方案，本实施例中活塞头包括活塞6、唇形密封圈5和两个半圆形压环7，活塞6转动设置于丝杠11的端部，活塞6上依次设置有容纳唇形密封圈5和两个半圆形压环7的凹槽，两个半圆形压环7拼接成一个圆环与筒体10的内壁直接摩擦，可方便后期更换和维修，唇形密封圈5和两个半圆形压环7均与筒体10的内壁相匹配，唇形密封圈5靠近活塞6的内端面设置，可将聚合物液体密封在活塞腔18内进行抽吸。活塞6与丝杠11端部设置有轴承槽，轴承槽内设置有一推力球轴承9，减小活塞6与丝杠11间的摩擦力，并保持两者相对转动，同时实现丝杠11带动活塞6沿轴向移动。

作为优选方案，本实施例中丝杠11与活塞6上分别设置有一半圆环槽并拼接成一环形的圆槽，圆槽内设置有若干个钢球8，活塞6上设置有一钢球8的通过孔，通过孔上内陷设置有封堵螺栓19，避免钢球8流出，使其不高于活塞6上呈凹槽底面，实现丝杠11与活塞6的滚动转动，可减小摩擦力，封堵螺栓19位于压环的凹槽内。

本实施例的抽油机井口装置用聚合物取样器使用时的具体操作步骤如下：

将连接头4和顶针1均与待取样管道上的取样口连接好，打开管道上的取样阀门，在管道内压力的作用下，聚合物溶液通过取样通道17进入到活塞腔18中，缓慢旋转丝杠11，活塞机构在旋转丝杠11的带动下向右侧轴向移动，逐渐增大的活塞腔被高压力低流速的聚合物溶液填充，待丝杠11移动至设定的最大取样距离后，关闭被测管道上的取样阀门，打开泄压阀15，使活塞腔18中的聚合物溶液内压力与外界气压处于平衡状态，再拧动连接头4拆离取样口，然后将连接头4和顶针1对着取样筒(送化验室的容器)，反向缓慢旋转丝杠11，将活塞腔内已经抽吸的聚合物样品排入取样筒中，将装着聚合物样品的取样筒送至化验室即可。

本实施例的抽油机井口装置用聚合物取样器的整个取样过程操作简单快捷，节省了取样的时间，提高了工作效率；同时可人为手动控制聚合物样品进入活塞腔18(取样腔)内的流动速度，且接头组件的主通径是活塞腔内径的几倍，则从接头组件主通径进入活塞腔的液体的流速就缩小了相同倍数，使聚合物溶液的流速更加平稳，有效缓解了机械剪切对溶液产生的粘度损失，从而控制聚合物样品粘度的真实性，提高取样检测结果的准确度。这样，就会大大降低了由于流速对聚合物粘度造成的剪切造成的样品粘度失真，增加了样品的真实性和可靠性，同时由于传统的聚合物取样器上至少需要安装4个阀门，8次开关操作才能完成的取样，变成现在的2个阀门2个开关操作即可完成一次取样操作，减少了传统取样阀门操作的时间和阀门的故障点，降低了维修的频率和维修费用，提高了工作效率。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。