專利名稱：隨鉆井壁取心工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣取心裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種用于石油鉆井取心的隨鉆井壁取心工具，同時適用于已鉆過地層的取心。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，如授權(quán)公告號為CN2144707，授權(quán)公告日為1993年10月27日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種繩索打撈式連續(xù)取心工具。該取心工具的特點為內(nèi)筒組件中內(nèi)筒的下端連接有錐管裝置，自內(nèi)筒由下而上依次連接有旋轉(zhuǎn)總成，可與外筒組件自鎖的鎖緊總成及打撈裝置。本發(fā)明實現(xiàn)了連續(xù)取心只進(jìn)行一趟起下鉆作業(yè)即可。采用連續(xù)取心工具可以節(jié)約鉆井時間和鉆井成本，降低鉆井工人的勞動強(qiáng)度，提高取心收獲率，增加取心進(jìn)尺，提高勘探效益。但以上述專利文獻(xiàn)為代表的常規(guī)取心技術(shù)仍然存在以下缺點無法在已鉆過井段進(jìn)行取心操作，井眼內(nèi)已鉆過而未取心井段的地層情況無法得知。針對上述情況，授權(quán)公告號為CN2246710，授權(quán)公告日為1997年2月5日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鉆進(jìn)式井壁取心器，屬于石油測井儀器。由下井部分和地面設(shè)備兩大部分組成，下井部分由機(jī)械節(jié)、電子節(jié)和馬籠頭組成，地面設(shè)備由控制臺、升壓電源、配電盤、集流環(huán)等組成，該取心器采用雙推靠結(jié)構(gòu)，使儀器在取心時牢固地貼在井壁上；給電機(jī)的供電方式采用雙相供電，不需要移相電容，提高了系統(tǒng)的可靠性；液壓馬達(dá)外殼上的凸身為可拆卸式，內(nèi)部為葉片式結(jié)構(gòu)，并用支撐環(huán)使葉片緊貼定子內(nèi)表面，滿足了工作需要。
以上述專利文獻(xiàn)為代表的現(xiàn)有井壁取心技術(shù)雖然可以實現(xiàn)已鉆過井段取心，但取心前需要起下鉆具，無法實現(xiàn)隨鉆井壁取心。另外，目前國內(nèi)外的井壁取心技術(shù)還不夠成熟，取得的巖心體積小，質(zhì)量也不夠好，影響了對巖心的分析效果。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于石油鉆井取心的隨鉆井壁取心工具，本發(fā)明在取心前不需起下鉆具，能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆井壁取心，同時適用于已鉆過地層的取心，能夠順利獲取足夠長直徑較大的巖心，確保巖心質(zhì)量。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種隨鉆井壁取心工具，其特征在于包括外筒組、打撈機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和取心機(jī)構(gòu)，其連接關(guān)系是
所述外筒組主要由穩(wěn)定器、限位接頭和轉(zhuǎn)向接頭依次連接而成；
所述打撈機(jī)構(gòu)主要由打撈筒、打撈頭組和鋼絲繩組成，其中，所述鋼絲繩與打撈筒的徑向通孔連接，打撈筒與打撈頭組連接；
所述的鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)主要由連桿、萬向節(jié)、堵頭套筒和密封堵頭組成，其中，打撈機(jī)構(gòu)的打撈頭組與連桿連接，連桿、萬向節(jié)、堵頭套筒和密封頭依次連接；所述動力機(jī)構(gòu)主要由平面推力軸承、螺桿定子、螺桿轉(zhuǎn)子、限位活塞和彈簧一組成，其中，平面推力軸承與螺桿轉(zhuǎn)子軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子與螺桿定子配合，彈簧一的一端與限位活塞固定連接，限位活塞另一端與所述限位接頭配合； 所述取心機(jī)構(gòu)主要由取心筒、巖心爪和取心鉆頭組成，其中巖心爪與取心鉆頭內(nèi)的錐面配合，取心筒與取心鉆頭連接。更優(yōu)的，全面鉆進(jìn)時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下打撈頭組下端與連桿通過螺紋連接，連桿下端與堵頭套筒通過螺紋連接，堵頭套筒下端與密封堵頭通過螺紋連接，全面鉆進(jìn)時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)，密封堵頭堵住轉(zhuǎn)向接頭的取心窗口。更優(yōu)的，取心時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下鋼絲繩下端與打撈頭組連接，打撈頭組下端與動力機(jī)構(gòu)通過螺紋連接，動力機(jī)構(gòu)下端與萬向節(jié)通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)下端與取心機(jī)構(gòu)通過法蘭盤螺栓連接，取心時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)。所述外筒組預(yù)先安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間，自上而下的連接方式如下鉆鋌下端與穩(wěn)定器正通過螺紋連接，穩(wěn)定器下端與限位接頭通過螺紋連接，限位接頭下端與轉(zhuǎn)向接頭通過螺紋連接，轉(zhuǎn)向接頭下端與全面鉆進(jìn)鉆頭通過螺紋連接。所述打撈筒由脫卡筒和撈鉤組成，撈鉤通過彈簧裝入脫卡筒內(nèi)。所述打撈頭組主要由撈矛頭、彈簧二、彈簧座、撈矛座、彈性圓柱梢一、彈性圓柱梢二、上滑套、張簧、彈卡鉗、回收管、彈性圓柱梢三、圓柱梢、彈卡座、彈卡架、彈性圓柱梢四組成，打撈頭組的安裝和連接如下首先，將彈簧二裝入彈簧座后一起裝入撈矛頭內(nèi)，用彈性圓柱梢一把撈矛頭和撈矛座連接，用彈性圓柱銷二把上滑套與撈矛座連接，然后，用圓柱梢把彈卡座與彈卡架連接，用彈性圓柱銷三把兩片彈卡鉗與彈卡架連接，兩片彈卡鉗分別連接張簧兩端，用彈性圓柱梢四把回收管與彈卡架連接，最后，回收管上端和上滑套下端通過螺紋方式連接，鋼絲繩掛于脫卡筒上。所述打撈機(jī)構(gòu)安裝順序和連接方式如下鋼絲繩下端穿入打撈筒上端的徑向通孔內(nèi)并拴緊，打撈筒下端撈鉤的開合實現(xiàn)其與打撈頭組上的撈矛頭的連接和分開。所述鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)的安裝順序和連接方式如下首先，打撈頭組上的彈卡架與連桿通過螺紋連接，然后，連桿和萬向節(jié)通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)和堵頭套筒通過法蘭盤螺栓連接，最后，堵頭套筒和密封堵頭通過螺紋連接。所述動力機(jī)構(gòu)的安裝順序和連接方式如下首先，把平面推力軸承放于螺桿轉(zhuǎn)子上端臺階處并進(jìn)得軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子放入螺桿定子內(nèi)，然后，把彈簧一的一端與限位活塞焊接固定，最后，把彈簧一的另一端依靠重力放于限位接頭內(nèi)部臺階面處。所述取心機(jī)構(gòu)的安裝順序和連接方式如下首先把巖心爪與取心鉆頭內(nèi)的錐面配合，然后把取心筒和取心鉆頭通過螺紋連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下
I、采用如本發(fā)明所述外筒組、打撈機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和取心機(jī)構(gòu)組成的隨鉆井壁取心工具，相對于授權(quán)公告號為CN2144707的專利文獻(xiàn)，能夠在已鉆過井段進(jìn)行取心操作，可以得知井眼內(nèi)已鉆過而未取心井段的地層情況；與授權(quán)公告號為CN2246710專利文獻(xiàn)為代表的現(xiàn)有技術(shù)相比，在取心前不需起下鉆具，能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆井壁取心，具有很強(qiáng)的即時取心功能；另外，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，拆裝方便；相對CN2144707專利文獻(xiàn)為代表的常規(guī)取心工具，它可以實現(xiàn)在已鉆過而未取心井段獲取巖心；此工具取心更加有針對性、減小污染、節(jié)約時間、提高效率；能夠順利獲取足夠長直徑較大的巖心，確保巖心質(zhì)量。隨鉆井壁取心技術(shù)對于薄產(chǎn)層和井眼內(nèi)已鉆過地層取心具有重要的意義，為井眼內(nèi)薄產(chǎn)層和已鉆過地層地質(zhì)情況等參數(shù)的獲得提供了一種有效的手段。2、本發(fā)明中，全面鉆進(jìn)時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和取心時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是對本發(fā)明所述的取心工具的最佳組合方式，實現(xiàn)了高效的工作方式。3、本發(fā)明中，外筒組、打撈機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和取心機(jī)構(gòu)這五個機(jī)構(gòu)中，各部件的具體組成方式及連接關(guān)系，實現(xiàn)了本發(fā)明的最佳效果既能實現(xiàn)隨鉆井壁取心，又能確保獲取足夠長直徑較大的巖心，確保巖心質(zhì)量。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中
圖1-1為隨鉆井壁取心工具取心時的總裝圖
圖1-2為隨鉆井壁取心工具全面鉆進(jìn)時的總裝圖 圖2為外筒組的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3-1為取心時的取心工具內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖3-2為全面鉆進(jìn)時的取心工具內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為打撈機(jī)構(gòu)示意圖 圖5為鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)不意圖 圖6為動力機(jī)構(gòu)示意圖 圖7為取心機(jī)構(gòu)示意圖 圖8為打撈筒示意圖 圖9為打撈頭組示意圖 圖中標(biāo)記
I、穩(wěn)定器，2、撈矛頭，3、彈簧二，4、彈簧座，5、撈矛座，6、彈性圓柱梢一，7、彈性圓柱梢二，8、上滑套，9、張簧，10、彈卡鉗，11、回收管，12、彈性圓柱梢三，13、圓柱梢，14、彈卡座，15、彈卡架，16、彈性圓柱梢四，17、平面推力軸承，18、螺桿定子，19、螺桿轉(zhuǎn)子，20、限位活塞，21、彈簧一，22、限位接頭，23、轉(zhuǎn)向接頭，24、萬向節(jié)，25、取心筒，26、巖心爪，27、取心鉆頭，28、連桿，29、堵頭套筒，30、密封堵頭，31、脫卡筒，32、撈鉤，33、鋼絲繩，34、外筒組，35、打撈機(jī)構(gòu)，36、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)，37、動力機(jī)構(gòu)，38、取心機(jī)構(gòu)，39、打撈筒，40、打撈頭組。
具體實施例方式實施例I
本發(fā)明公開了一種隨鉆井壁取心工具，包括外筒組34、打撈機(jī)構(gòu)35、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36、動力機(jī)構(gòu)37和取心機(jī)構(gòu)38，其連接關(guān)系是所述外筒組34主要由穩(wěn)定器I、限位接頭22和轉(zhuǎn)向接頭23依次連接而成；所述打撈機(jī)構(gòu)35主要由打撈筒、打撈頭組和鋼絲繩33組成，其中，所述鋼絲繩33與打撈筒的徑向通孔連接，打撈筒與打撈頭組連接；所述的鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36主要由連桿28、萬向節(jié)24、堵頭套筒29和密封堵頭30組成，其中，所述打撈頭組與連桿28連接，連桿28、萬向節(jié)24、堵頭套筒29和密封頭依次連接；所述動力機(jī)構(gòu)37主要由平面推力軸承17、螺桿定子18、螺桿轉(zhuǎn)子19、限位活塞20和彈簧一 21組成，其中，平面推力軸承17與螺桿轉(zhuǎn)子19軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子19與螺桿定子18配合，彈簧一 21的一端與限位活塞20固定連接，限位活塞20另一端與所述限位接頭22配合；所述取心機(jī)構(gòu)38主要由取心筒25、巖心爪26和取心鉆頭27組成，其中巖心爪26與取心鉆頭27內(nèi)的錐面配合，取心筒25與取心鉆頭27連接。本實施例中 ，外筒組34、打撈機(jī)構(gòu)35、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36、動力機(jī)構(gòu)37和取心機(jī)構(gòu)38均為本領(lǐng)域的常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)，都是可以買到的設(shè)備，如上所述其關(guān)鍵發(fā)明點在于他們之間的連接關(guān)系。外筒組34預(yù)先安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間，自上而下的連接方式如下鉆鋌下端與穩(wěn)定器I正通過螺紋連接，穩(wěn)定器I下端與限位接頭22通過螺紋連接，限位接頭22下端與轉(zhuǎn)向接頭23通過螺紋連接，轉(zhuǎn)向接頭23下端與全面鉆進(jìn)鉆頭通過螺紋連接。全面鉆進(jìn)時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下打撈頭組下端與連桿28通過螺紋連接，連桿28下端與堵頭套筒29通過螺紋連接，堵頭套筒29下端與密封堵頭30通過螺紋連接，全面鉆進(jìn)時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)，密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口。取心時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下鋼絲繩33下端與打撈頭組連接,打撈頭組下端與動力機(jī)構(gòu)37通過螺紋連接，動力機(jī)構(gòu)37下端與萬向節(jié)24通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)24下端與取心機(jī)構(gòu)38通過法蘭盤螺栓連接，取心時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)。進(jìn)行全面鉆進(jìn)前，先使用打撈筒把打撈頭組和鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36放入外筒組34內(nèi)，其密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口，鉆井液通過轉(zhuǎn)向接頭23處水眼循環(huán)，進(jìn)行正常全面鉆進(jìn)。需要取心時，先停止全面鉆進(jìn)，停泵，使用鋼絲繩33和打撈筒將打撈頭組和鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36提出，然后接著用鋼絲繩33和打撈筒把取心時的內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)下放入外筒組34內(nèi)，開泵，由于限位活塞20的存在，導(dǎo)致鉆井液只能通過液動螺桿馬達(dá)，推動液動螺桿馬達(dá)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生取心鉆進(jìn)所需扭矩，同時因為鉆井液施加在動力機(jī)構(gòu)37上的壓力和摩擦力總和大于限位活塞20處彈簧的彈力和鉆井液浮力，取心機(jī)構(gòu)38被鉆井液推動下壓，取心鉆頭27伸出取心窗口實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)取心鉆進(jìn)，取心完成后下放打撈機(jī)構(gòu)35上提割心，提出取心機(jī)構(gòu)38后若還需全面鉆進(jìn)，通過打撈筒下入打撈頭組和鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36讓密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口，進(jìn)行全面鉆進(jìn)。實施例2
作為本發(fā)明的最佳實施方式，參照說明書附圖1-9，在實施例I的基礎(chǔ)上，所述打撈筒由脫卡筒31和撈鉤32組成，撈鉤32通過彈簧裝入脫卡筒31內(nèi)。所述打撈頭組主要由撈矛頭2、彈簧二 3、彈簧座4、撈矛座5、彈性圓柱梢一 6、彈性圓柱梢二 7、上滑套8、張簧9、彈卡鉗10、回收管11、彈性圓柱梢三12、圓柱梢、彈卡座14、彈卡架15、彈性圓柱梢四16組成，打撈頭組的安裝和連接如下首先，將彈簧二3裝入彈簧座4后一起裝入撈矛頭2內(nèi)，用彈性圓柱梢一 6把撈矛頭2和撈矛座5連接，用彈性圓柱銷二把上滑套8與撈矛座5連接，然后，用圓柱梢把彈卡座14與彈卡架15連接，用彈性圓柱銷三把兩片彈卡鉗10與彈卡架15連接，兩片彈卡鉗10分別連接張簧9兩端，用彈性圓柱梢四16把回收管11與彈卡架15連接，最后，回收管11上端和上滑套8下端通過螺紋方式連接，鋼絲繩33掛于脫卡筒31上。所述打撈機(jī)構(gòu)35安裝順序和連接方式如下鋼絲繩33下端穿入打撈筒上端的徑向通孔內(nèi)并拴緊，打撈筒下端撈鉤32的開合實現(xiàn)其與打撈頭組上的撈矛頭2的連接和分開。所述鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36的安裝順序和連接方式如下首先，打撈頭組上的彈卡架15與連桿28通過螺紋連接，然后，連桿28和萬向節(jié)24通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)24和堵頭套筒29通過法蘭盤螺栓連接，最后，堵頭套筒29和密封堵頭30通過螺紋連接。所述動力機(jī)構(gòu)37的安裝順序和連接方式如下首先，把平面推力軸承17放于螺桿轉(zhuǎn)子19上端臺階處并進(jìn)得軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子19放入螺桿定子18內(nèi)，然后，把彈簧一 21的一端與限位活塞20焊接固定，最后，把彈簧一 21的另一端依靠重力放于限位接頭22內(nèi)部臺階面處。所述取心機(jī)構(gòu)38的安裝順序和連接方式如下首先把巖心爪26與取心鉆頭27內(nèi)的錐面配合，然后把取心筒25和取心鉆頭27通過螺紋連接。 如上所述，本實施例中，外筒組34、打撈機(jī)構(gòu)35、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36、動力機(jī)構(gòu)37和取心機(jī)構(gòu)38都有自己的特定的結(jié)構(gòu)組成和連接關(guān)系，這樣的結(jié)構(gòu)形式是本發(fā)明的最佳實施方式，能夠達(dá)到最佳的效果既能實現(xiàn)隨鉆井壁取心，又能確保獲取足夠長直徑較大的巖心，確保巖心質(zhì)量。此隨鉆井壁取心工具的操作過程如下預(yù)先把外筒組34安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間。需要進(jìn)行全面鉆進(jìn)時，使用鋼絲繩33和打撈筒預(yù)先把打撈頭組和鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)36放入外筒組34內(nèi)，其密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口，鉆井液通過轉(zhuǎn)向接頭23處水眼循環(huán)，進(jìn)行正常全面鉆進(jìn)。需要取心時，先停止全面鉆進(jìn)、停泵，使用鋼絲繩33和打撈機(jī)構(gòu)35將密封機(jī)構(gòu)提出，然后接著用鋼絲繩33和打撈筒把取心時的內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)放入外筒組34內(nèi)，再開泵，液動螺桿馬達(dá)產(chǎn)生取心鉆進(jìn)的旋轉(zhuǎn)動力，同時鉆井液推動取心機(jī)構(gòu)38下行，取心鉆頭27伸出取心窗口實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)取心鉆進(jìn)，最后利用打撈機(jī)構(gòu)35上提割心，完成取心作業(yè)。實施例3
本發(fā)明的一具體應(yīng)用實例
下面結(jié)合附圖I至附圖9對本發(fā)明專利進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明專利是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明專利隨鉆井壁取心工具包括外筒組、打撈機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和取心機(jī)構(gòu)五部分。把外筒組預(yù)先安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間，自上而下的連接方式如下鉆鋌下端與穩(wěn)定器正I通過螺紋連接，穩(wěn)定器I下端與限位接頭22通過螺紋連接，限位接頭22下端與轉(zhuǎn)向接頭23通過螺紋連接，轉(zhuǎn)向接頭23下端與全面鉆進(jìn)鉆頭通過螺紋連接。全面鉆進(jìn)時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下打撈頭組下端與連桿28通過螺紋連接，連桿28下端與堵頭套筒29通過螺紋連接，堵頭套筒29下端與密封堵頭30通過螺紋連接。全面鉆進(jìn)時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)需安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)，確保密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口。取心時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下鋼絲繩33下端與打撈頭組連接,打撈頭組下端與動力機(jī)構(gòu)通過螺紋連接，動力機(jī)構(gòu)下端與萬向節(jié)24通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)24下端與取心機(jī)構(gòu)通過法蘭盤螺栓連接。取心時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)需安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)。各個機(jī)構(gòu)連接如下外筒組由穩(wěn)定器I、限位接頭22和轉(zhuǎn)向接頭23組成；其安裝順序和連接方式為三個零件依次通過內(nèi)外螺紋連接緊密。 鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)由連桿28、萬向節(jié)24、堵頭套筒29和密封堵頭30組成；其安裝順序和連接方式如下首先，打撈頭組上的彈卡架15與連桿28通過螺紋連接，然后，連桿28和萬向節(jié)24通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)24和堵頭套筒29通過法蘭盤螺栓連接，最后，堵頭套筒29和密封堵頭30通過螺紋連接。打撈機(jī)構(gòu)由打撈筒、打撈頭組和鋼絲繩33組成。其中打撈筒由脫卡筒31和撈鉤32組成，打撈頭組由撈矛頭2、彈簧3、彈簧座4、撈矛座5、彈性圓柱梢6、彈性圓柱梢7、上滑套8、張簧9、彈卡鉗10、回收管U、彈性圓柱梢12、圓柱梢13、彈卡座14、彈卡架15、彈性圓柱梢16組成。打撈機(jī)構(gòu)安裝順序和連接方式如下鋼絲繩31下端穿入打撈筒上端的徑向通孔內(nèi)并拴緊，打撈筒下端撈鉤32的開合實現(xiàn)其與打撈頭組上的撈矛頭2的連接和分開。其中，打撈筒的安裝和連接如下?lián)沏^32通過彈簧裝入脫卡筒31內(nèi)。打撈頭組的安裝和連接如下首先，將彈簧3裝入彈簧座4，二者一起裝入撈矛頭2內(nèi)，用彈性圓柱梢6把撈矛頭2和撈矛座5連接，用彈性圓柱銷7把上滑套8與撈矛座5連接，然后，用圓柱梢13把彈卡座14與彈卡架15連接，用彈性圓柱銷12把兩片彈卡鉗10與彈卡架連接，兩片彈卡鉗10分別連接張簧9兩端，用彈性圓柱梢16把回收管11與彈卡架15連接，最后，回收管11上端和上滑套8下端通過螺紋方式連接，鋼絲繩33掛于脫卡筒31上。動力機(jī)構(gòu)由平面推力軸承17、螺桿定子18、螺桿轉(zhuǎn)子19、限位活塞20和彈簧21組成；其安裝順序和連接方式如下首先，把軸承17放于螺桿轉(zhuǎn)子19上端臺階處并進(jìn)得軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子19放入螺桿定子18內(nèi)，然后，把彈簧21 —端與限位活塞20焊接固定，最后，把彈簧21另一端依靠重力放于限位接頭22內(nèi)部臺階面處。取心機(jī)構(gòu)由取心筒25、巖心爪26和取心鉆頭27組成；其安裝順序和連接方式如下首先把巖心爪26與取心鉆頭27內(nèi)的錐面配合，然后把取心筒25和取心鉆頭27通過螺
紋連接。此隨鉆井壁取心工具的操作過程如下預(yù)先把外筒組安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間。需要進(jìn)行全面鉆進(jìn)時，使用鋼絲繩33和打撈筒預(yù)先把打撈頭組和鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)放入外筒組內(nèi)，其密封堵頭30堵住轉(zhuǎn)向接頭23的取心窗口，鉆井液通過轉(zhuǎn)向接頭23處水眼循環(huán)，進(jìn)行正常全面鉆進(jìn)。需要取心時，先停止全面鉆進(jìn)、停泵，使用鋼絲繩33和打撈機(jī)構(gòu)將密封機(jī)構(gòu)提出，然后接著用鋼絲繩33和打撈筒把取心時的內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)放入外筒組內(nèi)，再開泵，液動螺桿馬達(dá)產(chǎn)生取心鉆進(jìn)的旋轉(zhuǎn)動力，同時鉆井液推動取心機(jī)構(gòu)下行，取心鉆頭伸出取心窗口實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)取心鉆進(jìn)，最后利用打撈機(jī)構(gòu)上提割心，完成取心作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種隨鉆井壁取心工具，其特征在于包括外筒組(34)、打撈機(jī)構(gòu)(35)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)(36)、動力機(jī)構(gòu)(37)和取心機(jī)構(gòu)(38)，其連接關(guān)系是 所述外筒組(34)主要由穩(wěn)定器(I)、限位接頭(22)和轉(zhuǎn)向接頭(23)依次連接而成； 所述打撈機(jī)構(gòu)(35)主要由打撈筒(39)、打撈頭組(40)和鋼絲繩(33)組成，其中，所述鋼絲繩(33)與打撈筒(39)的徑向通孔連接，打撈筒(39)與打撈頭組(40)連接； 所述的鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)(36)主要由連桿(28)、萬向節(jié)(24)、堵頭套筒(29)和密封堵頭(30)組成，其中，所述打撈頭組(40)與連桿(28)連接，連桿(28)、萬向節(jié)(24)、堵頭套筒 (29)和密封頭依次連接； 所述動力機(jī)構(gòu)(37)主要由平面推力軸承(17)、螺桿定子(18)、螺桿轉(zhuǎn)子(19)、限位活塞(20)和彈簧一(21)組成，其中，平面推力軸承(17)與螺桿轉(zhuǎn)子(19)軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子(19)與螺桿定子(18)配合，彈簧一(21)的一端與限位活塞(20)固定連接，限位活塞(20)另一端與所述限位接頭(22)配合； 所述取心機(jī)構(gòu)(38)主要由取心筒(25)、巖心爪(26)和取心鉆頭(27)組成，其中巖心爪(26)與取心鉆頭(27)內(nèi)的錐面配合，取心筒(25)與取心鉆頭(27)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于全面鉆進(jìn)時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下打撈頭組(40 )下端與連桿(28 )通過螺紋連接，連桿(28 )下端與堵頭套筒(29)通過螺紋連接，堵頭套筒(29)下端與密封堵頭(30)通過螺紋連接，全面鉆進(jìn)時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)，密封堵頭(30)堵住轉(zhuǎn)向接頭(23)的取心窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于取心時取心工具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝連接如下鋼絲繩(33)下端與打撈頭組(40)連接,打撈頭組(40)下端與動力機(jī)構(gòu)(37)通過螺紋連接，動力機(jī)構(gòu)(37)下端與萬向節(jié)(24)通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)(24)下端與取心機(jī)構(gòu)(38)通過法蘭盤螺栓連接，取心時，以上整套內(nèi)部結(jié)構(gòu)安放進(jìn)內(nèi)筒組內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述外筒組(34)預(yù)先安裝在鉆鋌與全面鉆進(jìn)鉆頭之間，自上而下的連接方式如下鉆鋌下端與穩(wěn)定器(I)正通過螺紋連接，穩(wěn)定器(I)下端與限位接頭(22 )通過螺紋連接，限位接頭(22 )下端與轉(zhuǎn)向接頭(23)通過螺紋連接，轉(zhuǎn)向接頭(23)下端與全面鉆進(jìn)鉆頭通過螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述打撈筒(39)由脫卡筒(31)和撈鉤(32)組成，撈鉤(32)通過彈簧裝入脫卡筒(31)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述打撈頭組(40)主要由撈矛頭(2)、彈簧二(3)、彈簧座(4)、撈矛座(5)、彈性圓柱梢一(6)、彈性圓柱梢二(7)、上滑套(8)、張簧(9)、彈卡鉗(10)、回收管(11)、彈性圓柱梢三(12)、圓柱梢、彈卡座(14)、彈卡架(15)、彈性圓柱梢四(16)組成，打撈頭組(40)的安裝和連接如下首先，將彈簧二(3)裝入彈簧座(4)后一起裝入撈矛頭(2)內(nèi)，用彈性圓柱梢一(6)把撈矛頭(2)和撈矛座(5)連接，用彈性圓柱銷二把上滑套(8)與撈矛座(5)連接，然后，用圓柱梢把彈卡座(14)與彈卡架(15)連接，用彈性圓柱銷三把兩片彈卡鉗(10)與彈卡架(15)連接，兩片彈卡鉗(10)分別連接張簧(9)兩端，用彈性圓柱梢四(16)把回收管(11)與彈卡架(15)連接，最后，回收管(11)上端和上滑套(8)下端通過螺紋方式連接，鋼絲繩(33)掛于脫卡筒(31)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述打撈機(jī)構(gòu)(35)安裝順序和連接方式如下鋼絲繩(33)下端穿入打撈筒(39)上端的徑向通孔內(nèi)并拴緊，打撈筒(39)下端撈鉤(32)的開合實現(xiàn)其與打撈頭組(40)上的撈矛頭(2)的連接和分開。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)(36)的安裝順序和連接方式如下首先，打撈頭組(40)上的彈卡架(15)與連桿(28)通過螺紋連接，然后，連桿(28)和萬向節(jié)(24)通過法蘭盤螺栓連接，萬向節(jié)(24)和堵頭套筒(29)通過法蘭盤螺栓連接，最后，堵頭套筒(29 )和密封堵頭(30 )通過螺紋連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述動力機(jī)構(gòu)(37)的安裝順序和連接方式如下首先，把平面推力軸承(17)放于螺桿轉(zhuǎn)子(19)上端臺階處并進(jìn)得軸向固定，螺桿轉(zhuǎn)子(19)放入螺桿定子(18)內(nèi)，然后，把彈簧一(21)的一端與限位活塞(20)焊接固定，最后，把彈簧一(21)的另一端依靠重力放于限位接頭(22)內(nèi)部臺階面處。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆井壁取心工具，其特征在于所述取心機(jī)構(gòu)(38)的安裝順序和連接方式如下首先把巖心爪(26)與取心鉆頭(27)內(nèi)的錐面配合，然后把取心筒(25)和取心鉆頭(27)通過螺紋連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隨鉆井壁取心工具，涉及石油天然氣取心裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，包括外筒組、打撈機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和取心機(jī)構(gòu)，其連接關(guān)系是外筒組主要由穩(wěn)定器、限位接頭和轉(zhuǎn)向接頭依次連接而成；打撈機(jī)構(gòu)主要由打撈筒、打撈頭組和鋼絲繩組成；鉆進(jìn)密封機(jī)構(gòu)主要由連桿、萬向節(jié)、堵頭套筒和密封堵頭依次連接組成；動力機(jī)構(gòu)主要由平面推力軸承、螺桿定子、螺桿轉(zhuǎn)子、限位活塞和彈簧一組成；取心機(jī)構(gòu)主要由取心筒、巖心爪和取心鉆頭組成。本發(fā)明在取心前不需起下鉆具，能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆井壁取心，同時適用于已鉆過地層的取心，能夠順利獲取足夠長直徑較大的巖心，確保巖心質(zhì)量。
文檔編號E21B25/00GK102619484SQ20121010463
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者呂娟, 胡畔, 陳曉彬, 陳立 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院