專利名稱：地層取芯鉆頭及地層取芯鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地層勘探測試設(shè)備，尤其涉及一種地層取芯鉆頭及包含該鉆頭的一種地層取芯鉆具。
背景技術(shù)：
石油勘探需要獲取地層巖芯樣本，機(jī)械式旋轉(zhuǎn)井壁取芯儀就是一種在井壁上橫向鉆取巖心樣本的儀器，它所配備的旋轉(zhuǎn)鉆頭是一個(gè)非常重要的工具。旋轉(zhuǎn)鉆頭為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外圓與被鉆物體如地層或者巖心等等緊密接觸，產(chǎn)生較大摩擦。一旦鉆屑多或儀器微量移動(dòng)，都將出現(xiàn)粘卡現(xiàn)象而導(dǎo)致蹩鉆、卡鉆等事故發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服目前地層取芯鉆頭容易導(dǎo)致蹩鉆、卡鉆等事故發(fā)生的不足。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種地層取芯鉆頭，該鉆頭的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心，均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上。優(yōu)選地，該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心與連接該鉆頭的鉆桿的軸心重合。優(yōu)選地，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心重合。優(yōu)選地，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心不重合。本發(fā)明還提供了一種地層取芯鉆具，包含鉆桿及與該鉆桿連接的鉆頭，該鉆頭的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上。優(yōu)選地，該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心與該鉆桿的軸心重合。優(yōu)選地，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心重合。優(yōu)選地，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心不重合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種橫截面上內(nèi)圓與外圓的圓心均沒落在旋轉(zhuǎn)軸心上的鉆頭，有效防止了取樣時(shí)蹩鉆或者卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。包含該鉆頭的鉆具在進(jìn)行取樣時(shí)，能夠很方便地取出整個(gè)鉆具。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。


附圖用來提供對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的地層取芯鉆具中的鉆頭在取樣時(shí)的剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。經(jīng)過發(fā)明人的分析，目前使用的取芯鉆頭容易產(chǎn)生卡鉆、蹩鉆等的主要原因是，鉆頭內(nèi)外徑與巖石的取樣孔徑之間間隙太小，鉆頭的頭部鉆下的巖屑(巖石顆粒)通過鉆頭上的排屑槽，難以順暢地進(jìn)入豎向井中從而造成加上排屑困難。如果在鉆進(jìn)過程中，取芯儀再有少量上下滑移，則更容易發(fā)生卡鉆。本發(fā)明實(shí)施例的地層取芯鉆具包括鉆桿以及鉆頭，其中鉆頭安裝在鉆桿上。如圖 1所示，鉆頭1的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓與外圓的圓心重合(同心)，但并不落在鉆頭1 的安裝軸心或者旋轉(zhuǎn)軸心上。如此，安裝在鉆桿(圖中未示出)上的鉆頭1的軸心12與鉆桿的軸心21之間存在偏移量(偏心量)E0鉆桿的軸心21與鉆頭1旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸心重合。鉆頭1在鉆桿的帶動(dòng)作用下對(duì)地層3進(jìn)行取樣時(shí)，由于鉆頭1的外圓的圓心與鉆頭1的旋轉(zhuǎn)軸心存在偏差，因此鉆頭1的外表面與周圍的地層3之間會(huì)留下間隙，而且鉆頭 1與地層3之間的鉆頭外最大間隙D等于兩倍的偏心量E。同樣地，由于鉆頭1的內(nèi)圓的圓心與鉆頭1的旋轉(zhuǎn)軸心存在偏差，因此鉆頭1的內(nèi)表面與鉆頭1中的巖芯2 (鉆頭1所取到的地層樣本)的外表面之間也會(huì)留下間隙。在鉆頭1的截面由兩個(gè)同心的圓所形成時(shí)，鉆頭 1與巖心2之間的鉆頭內(nèi)最大間隙B也等于兩倍的偏心量E。本發(fā)明的實(shí)施例中，鉆頭1橫截面上的內(nèi)圓與外圓的圓心不相重合時(shí)，只要二者的圓心均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上(也即內(nèi)圓與外圓與鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心分別存在不等的偏心量)時(shí)，安裝到鉆桿上進(jìn)行取樣時(shí)，鉆頭與地層及巖心之間，同樣可以分別留下間隙， 從而使得鉆頭不會(huì)與被鉆物體包裹在一起，減少了鉆頭與被鉆物體之間的摩擦，解決了現(xiàn)有技術(shù)容易卡鉆的問題。本發(fā)明的實(shí)施例在應(yīng)用時(shí)旋轉(zhuǎn)摩擦阻力減小，由于鉆頭1外表面上設(shè)置的排屑槽 11及內(nèi)表面上設(shè)置的排屑槽(圖中未示出)排屑順暢，且在儀器微量移動(dòng)后，仍能安全鉆進(jìn)， 防卡效果非常顯著。本發(fā)明的實(shí)施例利用偏心遠(yuǎn)離，使空心旋轉(zhuǎn)的鉆頭的內(nèi)圓、外圓分別與旋轉(zhuǎn)軸心分別產(chǎn)生偏心量。在這種原理下，鉆頭與被鉆物體的表面會(huì)產(chǎn)生一定的空隙，使空心鉆頭的內(nèi)孔(內(nèi)圓)和外圓均不易與被鉆物體包裹在一起，減少鉆頭與被鉆物體之間的摩擦面，從而達(dá)到防卡鉆的目的。本發(fā)明的實(shí)施例中偏心量E的大小決定著鉆頭與巖心之間的間隙大小，以及鉆頭與周圍地層之間的間隙大小。根據(jù)不同地層的巖性，可以設(shè)計(jì)不同偏心量的鉆頭，以適應(yīng)不同的巖石。雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化， 但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種地層取芯鉆頭，該鉆頭的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心，均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地層取芯鉆頭，其中 該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心與連接該鉆頭的鉆桿的軸心重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地層取芯鉆頭，其中 該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地層取芯鉆頭，其中 該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心不重合。
5.一種地層取芯鉆具，包含鉆桿及與該鉆桿連接的鉆頭，該鉆頭的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地層取芯鉆具，其中 該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心與該鉆桿的軸心重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的地層取芯鉆具，其中 該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的地層取芯鉆具，其中 該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心不重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地層取芯鉆頭及地層取芯鉆具，克服目前地層取芯鉆頭容易導(dǎo)致蹩鉆、卡鉆等事故發(fā)生的不足，其中該鉆頭的橫截面為圓環(huán)，該圓環(huán)的內(nèi)圓的圓心與外圓的圓心，均沒有落在該鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸心上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種橫截面上內(nèi)圓與外圓的圓心均沒落在旋轉(zhuǎn)軸心上的鉆頭，有效防止了取樣時(shí)蹩鉆或者卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。包含該鉆頭的鉆具在進(jìn)行取樣時(shí)，能夠很方便地取出整個(gè)鉆具。
文檔編號(hào)E21B10/00GK102434106SQ201110432119
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者譚顯忠, 賽芳, 趙江波 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司