[发明专利]一种智能扇叶齿轮齿条支腿抽吸式取样器

说明书

本发明公开了一种用于天然气开发行业中的智能取样器，它包括动扇叶(2)、静扇叶(3)、电机1(6)、行程记录仪(8)、控制面板(9)、齿条(16)、齿轮轴(17)、液压缸(18)、电机定子(19)、电机转子(20)、丝杠螺母(21)、活塞杆(24)、活塞(25)、阀芯(28)和线圈(29)等；电机1(6)转动动扇叶(2)，进而控制兜风面积，控制取样器的升降；通过齿轮齿条机构，将齿轮轴(17)的旋转运动转化为齿条(16)的直线运动，以伸出齿条(16)稳定取样器的位置；活塞杆(24)实际是一根丝杠，其上螺纹与丝杠螺母(21)配合提升活塞(25)以集气；本发明具有结构简单、成本低廉、创意新颖的优点。

技术领域

本发明涉及取样装置技术领域，特别是一种智能扇叶齿轮齿条支腿抽吸式取样器。

背景技术

气藏在开采初期，气井井下压力充沛，气体正常流动。但生产中往往伴随着边底水，凝析油的侵入，这些液体一方面在井底慢慢累积，阻碍了气体向井口的运动，另一方面使得上升的气体无法像开采初期一样受到足够的压力作用，在上升的过程中由于温度，压力的变化，在气体中携带的水会聚集在油管内壁，沿着内壁向井底流动。这对天然气的开采危害很大，轻则使产量降低，重则导致井筒积液，水淹喷停等。

因此诊断气井是否存在积液状况十分重要。取样器的主要作用是在试油测试及其他井下作业过程中，定深捞取井下地层流体，经过化验取得其液性资料，进而制定下步工作措施。智能取样器的设计是可以在常规取样器的基础上简化人力劳动的同时将井底样本保温保压取出，更精确智能完成取样工作。

发明内容

本发明的目的是：克服现有取样器的缺点，提供一种结构简单、组装方便且能定点取样的智能扇叶齿轮齿条支腿抽吸式取样器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能扇叶齿轮齿条支腿抽吸式取样器主要由：动扇叶、静扇叶、传动轴、电机1、行程记录仪、控制面板、控制端盖、电池、电池端盖、电机2、齿条外壳、齿条、齿轮轴、液压缸、电机定子、电机转子、丝杠螺母、活塞杆、活塞、阀芯、线圈、壳体和卡块；所述动扇叶中部为一带键槽的圆孔，外圆周为两个相对的扇叶；所述静扇叶中部为一带螺纹的圆孔，静扇叶对角上分布着两个扇叶状缺口，且缺口对应的部分外圆环具有带导轨凸台；所述行程记录仪通过螺纹安装于外壳上，安装孔外部填充橡胶；所述齿条外壳上、下端皆通过螺纹与电机外壳和液压缸相连，中部为一贯穿矩形槽，矩形槽两侧内壁带有燕尾槽，两侧燕尾槽皆开有径向贯穿圆孔；所述齿条背部为燕尾滑块，且燕尾滑块中部有一锲形槽；所述齿轮轴中部为齿轮，其齿轮与齿条相配合，以将齿轮的旋转运动转化为齿条的直线运动，齿轮轴上端通过键与电机2周向固连；所述电机定子和电机转子两者组装为一空心电机，电机定子与液压缸通过键进行周向固定；所述丝杠螺母中部为一带螺纹的圆孔，上部与电机转子榫接；所述活塞杆为一带螺纹的圆柱，其螺纹与丝杠螺母相配合，以将丝杠螺母的旋转运动转化为活塞杆的直线运动；所述阀芯中心由下向上开有一深圆槽，圆槽的槽底开有一贯穿的径向圆孔，上端安有一橡胶堵头；所述弹簧安装于上阀体的下端的中心孔中，且弹簧上端抵住阀芯，以关闭液压缸的阀门。

由于采用了上述结构，动扇叶和静扇叶两者相配合，可以控制取样器的兜风面积，当动扇叶与静扇叶重叠时，兜风面积最小，而当动扇叶遮住静扇叶相对的两个缺口时，兜风面积最大，且此时静扇叶上带有导轨的凸台能防止动扇叶兜风时被掀翻。安装行程记录仪可实时监测取样器所处位置，指引取样器到达目的层段。齿条外壳上的矩形槽用于安装齿条，而槽两侧的燕尾槽与齿条背部的燕尾滑块相配合，保证齿条在规定的轨道内滑动，利用齿轮齿条机构，将齿轮轴的旋转运动转化为齿条的直线运动，以保持取样器在取样时，位置不变。丝杠螺母的螺纹和活塞杆的螺纹相配合，将丝杠螺母的旋转运动转化为活塞杆的直线运动，提升活塞，以抽吸气体进行取样。弹簧保证线圈不通电时，封堵头能封住液压缸的气口，从而保证了缸体内部气体不会溢出。所述端盖通过中心圆孔的内螺纹与传动轴固连，下端压住动扇叶。

由于采用了上述结构，保证了动扇叶兜风时，不会被井内气流破坏扇叶的机械机构。