[发明专利]一种井下流体的取样装置及方法

权利要求书

1.一种井下流体的取样装置，其特征在于，包括：手柄、配重杆和位于所述手柄和所述配重杆之间的取样单元，所述取样单元包括取样本体、电磁阀和气压平衡组件，所述取样本体为筒状并具有可与外部连通的空腔，所述电磁阀位于所述空腔与外部的连通处，所述电磁阀用于切换所述空腔与外部的连通状态，所述气压平衡组件位于所述空腔内，所述气压平衡组件用于在所述空腔与外部连通时，将进入所述空腔内的流体保持在当前的压力状态；

所述空腔与外部的连通处位于所述空腔上部，所述气压平衡组件包括活塞和平衡件，所述活塞和所述平衡件依次位于所述空腔上部和所述空腔底端之间，并将所述空腔由上至下依次分隔为位于所述电磁阀和所述活塞之间的第一腔室、所述活塞和所述平衡件之间的第二腔室以及所述平衡件和所述空腔底端之间的第三腔室；所述第一腔室和所述第二腔室在所述空腔与外部未连通时均为真空状态；所述第三腔室中充有气体，且所述气体具有预设压力；

所述井下流体的取样装置还包括检测组件，所述检测组件位于所述第一腔室内，所述检测组件用于检测所述第一腔室内的压力和温度。

2.根据权利要求1所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述平衡件具有活塞杆、第一连接件、第二连接件和弹性件，所述活塞杆的一端朝向所述活塞，所述活塞杆的另一端和所述第一连接件抵接，所述弹性件抵接在所述第一连接件和所述第二连接件之间，且所述弹性件的弹性方向和所述活塞杆的轴向相互平行，所述平衡件在初始位置下和所述空腔的腔壁锁定连接；

所述活塞用于在进入所述空腔内的流体的推动下朝向所述活塞杆移动，并使所述活塞杆推动所述第一连接件相对于所述第二连接件移动；所述第一连接件的位置为所述初始位置之外时，所述平衡件和所述空腔的腔壁解除锁定。

3.根据权利要求2所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述平衡件还包括固定筒和止动件，所述固定筒套设在所述第一连接件以及所述第二连接件的外侧，所述固定筒上设置有垂直于所述取样本体长度方向的环形槽，所述空腔的腔壁内设置有与所述环形槽对应的容置槽；

当所述第一连接件为所述初始位置时，所述止动件同时伸入所述环形槽以及所述容置槽内，以使所述固定筒和所述空腔的腔壁相对固定；

当所述第一连接件位于所述初始位置之外时，所述止动件从所述容置槽内脱出，以使所述固定筒在所述空腔内自由滑动。

4.根据权利要求3所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述止动件包括多个滚珠筒环，所述滚珠筒环的宽度、所述环形槽的宽度以及所述容置槽的宽度均相互匹配，所述滚珠筒环沿所述环形槽的径向排列在所述环形槽以及所述容置槽所形成的连通空间内，且所述容置槽的深度小于所有所述滚珠筒环的高度。

5.根据权利要求4所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述第一连接件为所述初始位置时，所述第一连接件抵设在所述环形槽外侧，以将所述滚珠筒环封闭在所述连通空间内；

所述第一连接件位于所述初始位置之外时，所述滚珠筒环通过所述环形槽的槽口进入所述固定筒的内侧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述空腔的底端设置有与所述第三腔室连通的充气阀。

7.根据权利要求1-5任一项所述的井下流体的取样装置，其特征在于，所述取样单元的数量为至少两个，且至少两个所述取样单元沿所述取样本体的长度方向依次连接。

8.一种井下流体取样的方法，其特征在于，应用在权利要求1-7任一项所述的井下流体的取样装置上，所述方法包括：

在第三腔室内充入具有预设压力的气体，所述气体的预设压力与井下流体的取样装置需要取样的层位的压力相同；

将所述井下流体的取样装置放入井下需要取样的层位，打开电磁阀，以使流体进入所述第一腔室内；

在压差的作用下，流体推动活塞朝向活塞杆移动，并使平衡件和空腔的腔壁解除锁定；

在所述第三腔室内预设压力的气体作用下，所述平衡件和所述活塞在取样本体内部滑动，以使所述取样本体内的流体与所述需要取样的层位流体具有相同的压力，关闭所述电磁阀。