專利名稱：加壓式取心工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加壓式取心工具，用于石油天然氣鉆井的取心，屬于鉆井取心工具的設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在實施石油天然氣的鉆井過程中，為了了解井下地層的含油含氣情況，通常按照設(shè)計的井深，都要進行對地下不同層位巖心的鉆取施工，為了獲得較好的巖心，在鉆取巖心中就需要采用專門的取心工具。根據(jù)地層的不同，目前取心的工具主要包括常規(guī)取心工具和特殊取心工具，其中常規(guī)取心工具包括自鎖式取心工具和加壓式取心工具幾種；專利號為CN200620149089. 9的一種新型機械加壓式取心工具，公開了一種使用機械加壓的取心工具，主要解決現(xiàn)有的機械加壓取心工具不能沖洗內(nèi)筒、操作麻煩及可靠性差的問題。包括六方套、懸掛接頭、夕卜筒、及鉆頭、及巖心抓，該工具能夠清洗內(nèi)筒；另外一件專利號為CN200920244502. 3的“一種松散地層機械加壓式密閉取心工具”。公開了一種用于松散地層的機械加壓式密閉取心工具，主要解決現(xiàn)有的機械加壓式取心工具需要多次投球、上提鉆具、受井斜影響大的問題。包括六方桿、剪銷套在六方套與剪銷套對應(yīng)處均布若干個水平方向的孔，該松散地層機械加壓式密閉取心工具具有只需一次投球、不用上提鉆具、受井斜影響小的特點。目前這些取心工具最長的可以獲取9.2米長的巖心，收獲率可以達到60 %以上，具有良好的取心效果。但是目前這些現(xiàn)有技術(shù)的取心工具在用于破碎地層的取心時，由于巖心破碎、成柱性差、操作復(fù)雜原因，收獲率就不那么滿意，主要的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)的加壓工具內(nèi)筒不能旋轉(zhuǎn)，因此，當(dāng)取心過程中，當(dāng)巖心進入加壓工具的內(nèi)筒時，因為外筒旋轉(zhuǎn)的同時帶動內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，靜止的巖心與內(nèi)筒產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運動，導(dǎo)致折斷直至破碎，而破碎的巖心由于在出心時無法正確歸位，被取到地面后就難以獲得地下確定層位的真實情況?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有取心工具在用于破碎地層的取心時存在的上述問題，提供一種加壓式取心工具，本發(fā)明在取心的過程中，加壓工具的內(nèi)筒可以隨著鉆具的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，解決了進入內(nèi)筒的巖心容易破碎的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種加壓式取心工具，包括六方桿、六方套、外筒短接、外筒、差值短接、內(nèi)筒組件和取心鉆頭，六方套通過外筒短接與外筒連接，外筒與差值短接連接，差值短接與取心鉆頭連接，其特征在于還包括承壓裝置、旋轉(zhuǎn)總成和巖心爪組合件；
所述承壓裝置包括承壓總成和銷釘部件，承壓總成包括承壓活塞和套接在承壓活塞上的承壓套，銷釘部件包括剪切銷釘，所述承壓活塞上端通過承壓鋼球限位在六方套內(nèi)的加壓接頭處，下端與旋轉(zhuǎn)總成連接，承壓套通過剪切銷釘與承壓活塞固定連接，承壓套下端限位在外筒短接上，承壓活塞上端設(shè)置有與承壓活塞內(nèi)腔連通的泄砂孔和流道；
所述旋轉(zhuǎn)總成包括心軸，心軸的一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，另一端設(shè)置有自動泄壓總成，自動泄壓總成包括鋼球座和用于封閉鋼球座的泄壓鋼球；心軸的上端通過旋轉(zhuǎn)裝置與承壓活塞的下端連接，下端與內(nèi)筒組件的上端連接；
所述巖心爪組合件包括連接套、卡箍座、卡箍、加壓式巖心爪和自鎖式巖心爪，卡箍座一端與連接套的下端連接，另一端與加壓式巖心爪連接，連接套的上端與內(nèi)筒組件連接，卡箍設(shè)置在卡箍座內(nèi)，自鎖式巖心爪設(shè)置在加壓式巖心爪內(nèi)。所述承壓活塞包括設(shè)置有泄砂孔的泄砂體和設(shè)置有流道的流道體，流道體的外徑小于泄砂體的外徑，且泄砂體位于流道體和承壓活塞本體之間。所述泄砂體和流道體與承壓活塞為一體式結(jié)構(gòu)。所述銷釘部件還包括承壓擋環(huán)，承壓擋環(huán)與承壓活塞固定連接，且承壓擋環(huán)限位 在外筒短接上的臺階面處。所述泄砂孔徑向設(shè)置在泄砂體上，流道軸向設(shè)置在流道體上，承壓活塞和加壓接頭通過流道相連通。所述流道為四個且呈凹槽形狀，四個流道均勻分布在流道體上。所述泄砂孔為三個，均勻分布在泄砂體上。所述承壓活塞的外壁上設(shè)置有用于連接固定承壓套的環(huán)形銷槽，剪切銷釘一端穿過承壓套連接在環(huán)形銷槽內(nèi)。所述旋轉(zhuǎn)裝置包括軸承盒，在軸承盒中設(shè)置有軸承，軸承盒上設(shè)置有與承壓活塞下端連接的連接端。所述軸承盒內(nèi)的心軸上設(shè)置有半環(huán)，半環(huán)上軸向設(shè)置有固定半環(huán)的擋圈，軸承的一側(cè)通過半環(huán)和擋圈限位，另一側(cè)通過軸承盒的端部限位。所述軸承盒上與承壓活塞下端連接的連接端為內(nèi)螺絲扣連接端，所述自動泄壓總成上設(shè)置有與內(nèi)筒組件連接的外螺絲扣連接端。所述自動泄壓總成的鋼球座上方設(shè)置有用于對泄壓鋼球限位的擋板。所述加壓式巖心爪的外壁上還設(shè)置有與取心鉆頭內(nèi)壁配合的密封件。所述連接套一端設(shè)置有內(nèi)圓絲扣，另一端設(shè)置有外圓絲扣，卡箍座一端通過外圓絲扣與連接套連接，卡箍座另一端通過外圓絲扣與加壓式巖心爪連接，卡箍通過卡箍座內(nèi)壁上的內(nèi)圓絲扣與卡箍座連接。采用本發(fā)明的優(yōu)點在于
一、本發(fā)明中，所述旋轉(zhuǎn)總成包括心軸，心軸的一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，另一端設(shè)置有自動泄壓總成，自動泄壓總成包括鋼球座和用于封閉鋼球座的泄壓鋼球；心軸的上端通過旋轉(zhuǎn)裝置與承壓活塞的下端連接，下端與內(nèi)筒組件的上端連接，將旋轉(zhuǎn)總成設(shè)置在加壓式取心工具中，在取心過程中，由于平面推力球軸承作用，加壓工具的內(nèi)筒可以隨著鉆具的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)由于加壓工具內(nèi)筒不能旋轉(zhuǎn)，容易導(dǎo)致進入內(nèi)筒的巖心破碎的問題，并且泄壓鋼球向上運動時實現(xiàn)泄壓，向下運動在鋼球座上時實現(xiàn)封閉，可防止鉆井液進入內(nèi)筒。二、本發(fā)明中，所述巖心爪組合件包括連接套、卡箍座、卡箍、加壓式巖心爪和自鎖式巖心爪，卡箍座一端與連接套的下端連接，另一端與加壓式巖心爪連接，連接套的上端與內(nèi)筒組件連接，卡箍設(shè)置在卡箍座內(nèi)，自鎖式巖心爪設(shè)置在加壓式巖心爪內(nèi)，由于巖心爪組合件的自鎖式巖心爪具有自鎖成柱性巖心的性能，而加壓式巖心爪具有在起鉆時承托已割取的巖心以防脫落的性能，所以通過自鎖式巖心爪與加壓式巖心爪的組合應(yīng)用，在使用過程中，自鎖式巖心爪起到抓取較硬、成柱性較好的、加壓式巖心爪無法抓取的巖心作用，力口壓式巖心爪起到引導(dǎo)進心、割心以及封閉破碎巖心作用，因而既解決了破碎地層不能抓取巖心的問題，又通過自鎖式巖心爪獲取了成柱性好的巖心，實現(xiàn)了加壓式取心工具既可以獲得破碎巖心，又可以獲取成柱好的巖心。三、本發(fā)明中，所述承壓裝置包括承壓總成和銷 釘部件，承壓總成包括承壓活塞和套接在承壓活塞上的承壓套，銷釘部件包括剪切銷釘，所述承壓活塞上端通過承壓鋼球限位在六方套內(nèi)，下端與旋轉(zhuǎn)總成連接，承壓套通過剪切銷釘與承壓活塞固定連接，承壓套下端限位在外筒短接上，承壓活塞上端設(shè)置有與承壓活塞內(nèi)腔連通的泄砂孔和流道，承壓裝置解決了現(xiàn)有加壓式取心工具從外筒穿銷損傷外筒性能的問題，可在投球加壓過程中剪斷剪切銷釘，使內(nèi)筒下移，進而使加壓式巖心爪在鉆頭內(nèi)腔的作用下封閉破碎巖心，可以達到不損害外筒結(jié)構(gòu)和性能的目的，同時避免了常規(guī)穿銷的銷釘從銷釘孔向外退出，卡住取心筒不易出心的情況。四、本發(fā)明中，所述承壓活塞包括設(shè)置有泄砂孔的泄砂體和設(shè)置有流道的流道體，流道體的外徑小于泄砂體的外徑，且泄砂體位于流道體和承壓活塞本體之間，通過自動泄砂孔和流道，實現(xiàn)了自動泄壓功能，且采用此結(jié)構(gòu)提高了泄砂孔和流道的工作效率和可靠性，從而保證了能夠順利實施自動泄壓。五、本發(fā)明中，所述泄砂體和流道體與承壓活塞為一體式結(jié)構(gòu)，不僅便于生產(chǎn)，而且不存在密封問題。六、本發(fā)明所述泄砂孔徑向設(shè)置在泄砂體上，流道軸向設(shè)置在流道體上，采用此結(jié)構(gòu)便于泄砂和流體通過流道排出，提高了泄壓的可靠性。七、本發(fā)明中，所述流道為四個且呈凹槽形狀，四個流道均勻分布在流道體上，采用此結(jié)構(gòu)提高了流體通過流道排出的效率。八、本發(fā)明中，所述泄砂孔為三個，均勻分布在泄砂體上，采用此結(jié)構(gòu)提高了泄砂效率。九、本發(fā)明中，所述承壓活塞的外壁上設(shè)置有用于連接固定承壓套的環(huán)形銷槽，剪切銷釘一端穿過承壓套連接在環(huán)形銷槽內(nèi)，此結(jié)構(gòu)進一步保證了加壓式取心工具從外筒穿銷時不會損傷外筒性能。十、本發(fā)明中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括軸承盒，在軸承盒中設(shè)置有軸承，軸承盒上設(shè)置有與承壓活塞下端連接的連接端，采用此結(jié)構(gòu)不僅保證了旋轉(zhuǎn)的可靠性，并且還便于與上部工具連接。十一、本發(fā)明中，所述軸承盒內(nèi)的心軸上設(shè)置有半環(huán)，半環(huán)用于心軸的穩(wěn)定和防掉，半環(huán)上軸向設(shè)置有固定半環(huán)的擋圈，軸承的一側(cè)通過半環(huán)和擋圈限位，另一側(cè)通過軸承盒的端部限位，采用此結(jié)構(gòu)便于安裝定位，也方便拆裝。十二、本發(fā)明中，所述軸承盒上與承壓活塞下端連接的連接端為內(nèi)螺絲扣連接端，所述自動泄壓總成上設(shè)置有與內(nèi)筒組件連接的外螺絲扣連接端，采用此結(jié)構(gòu)，便于旋轉(zhuǎn)總成與上部工具和下部工具的連接和拆卸。
十三、本發(fā)明中，所述加壓式巖心爪的外壁上還設(shè)置有與取心鉆頭內(nèi)壁配合的密封件，通過設(shè)置的密封件可實現(xiàn)加壓式巖心爪與取心鉆頭內(nèi)壁之間的密封，進一步保證了既可以獲得破碎巖心，又可以獲取成柱好的巖心。十四、本發(fā)明中，所述連接套一端設(shè)置有內(nèi)圓絲扣，另一端設(shè)置有外圓絲扣，卡箍座一端通過外圓絲扣與連接套連接，卡箍座另一端通過外圓絲扣與加壓式巖心爪連接，卡箍通過卡箍座內(nèi)壁上的內(nèi)圓絲扣與卡箍座連接，通過絲扣連接的方式，不僅提高了加壓式取心工具的組裝效率，而且還便于取心后的拆卸，提高了工作效率。十五、本發(fā)明中，所述銷釘部件還包括承壓擋環(huán)，承壓擋環(huán)與承壓活塞固定連接，且限位在外筒短接上的臺階面，解決了現(xiàn)有加壓式取心工具從外筒穿銷損傷外筒性能的問題，可在投球加壓過程中剪斷螺釘，使內(nèi)筒下移，進而使加壓式巖心爪在鉆頭內(nèi)腔的作用下封閉破碎巖心，可以達到不損害外筒結(jié)構(gòu)和性能的目的，同時避免了常規(guī)穿銷的銷釘從銷釘孔向外退出，卡住取心筒不易出心的情況。十六、本發(fā)明中，所述自動泄壓總成的鋼球座上方設(shè)置有用于對泄壓鋼球限位的擋板，可控制泄壓鋼球向上運動的距離，提高泄壓鋼球封閉鋼球座的可靠性。


圖I為本發(fā)明總裝結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)總成的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本發(fā)明承壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本發(fā)明承壓活塞的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明承壓活塞的立體結(jié)構(gòu)示意圖 圖6為本發(fā)明巖心爪組合件的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標記為1、上接頭，2、τΚ方桿，3、τΚ方套，4、 封I父皮，5、加壓接頭，6、承壓鋼球，7、承壓活塞，8、剪切銷釘，9、承壓套，10、承壓擋環(huán)，11、外筒短接，12、旋轉(zhuǎn)總成，13、外筒，14、內(nèi)筒組件，15、差值短接，16、巖心爪組合件，17、取心鉆頭，18、泄砂孔，19、流道，20、銷槽，21、加壓式巖心爪，22、心軸，23、鋼球座，24、泄壓鋼球，25、軸承盒，26、軸承，27、半環(huán)，28、擋圈，29、擋板，30、連接套，31、卡箍座，32、卡箍，33、自鎖式巖心爪，34、密封件。
具體實施例方式實施例I
一種加壓式取心工具，包括上接頭I、六方桿2、六方套3、外筒短接11、外筒13、差值短接15、內(nèi)筒組件14和取心鉆頭17，六方套3通過外筒短接11與外筒13連接，外筒13與差值短接15連接，差值短接15與取心鉆頭17連接，還包括承壓裝置、旋轉(zhuǎn)總成12和巖心爪組合件16。對本發(fā)明中的承壓裝置的具體說明如下
承壓裝置包括承壓總成和銷釘部件，承壓總成包括承壓活塞7和套接在承壓活塞7上的承壓套9，銷釘部件包括剪切銷釘8，所述承壓活塞7上端通過承壓鋼球6限位在六方套3內(nèi)的加壓接頭6內(nèi)的臺階上，承壓鋼球6可以將壓力傳遞到承壓活塞7，下端與旋轉(zhuǎn)總成12連接，承壓套9通過剪切銷釘8與承壓活塞7固定連接，承壓套9下端限位在外筒短接11上，承壓活塞7上端設(shè)置有與承壓活塞7內(nèi)腔連通的泄砂孔18和流道19。所述承壓活塞7包括設(shè)置有泄砂孔18的泄砂體和設(shè)置有流道19的流道體，流道體的外徑小于泄砂體的外徑，且泄砂體位于流道體和承壓活塞本體之間。所述承壓活塞7的外壁上設(shè)置有用于連接固定承壓套9的環(huán)形銷槽20，剪切銷釘8 一端穿過承壓套9上的螺紋孔，且剪切銷釘8的端部位于環(huán)形銷槽20內(nèi)。在投球加壓過程中剪斷剪切銷釘8，使內(nèi)筒下移，進而使加壓式巖心爪21在鉆頭內(nèi)腔的作用下封閉破碎巖心，通過自動泄砂孔18和流道19，實現(xiàn)了自動泄壓功能，采用此結(jié)構(gòu)提高了泄砂孔18和流道19的工作效率和可靠性，從而保證了能夠順利實施自動泄壓。 本發(fā)明中，所述銷釘部件還包括承壓擋環(huán)10，承壓 擋環(huán)10與承壓活塞7固定連接，且限位在外筒短接11上的臺階面處。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式為，所述泄砂孔18徑向設(shè)置在泄砂體上，流道19軸向設(shè)置在流道體上。進一步地，所述流道19為四個且呈凹槽形狀，四個流道19均勻分布在流道體上，用于鉆井液流通，承壓活塞7和加壓接頭5通過流道19相連通。所述泄砂孔18為三個，均勻分布在泄砂體上。承壓裝置的連接順序和連接方式為取心工具除承壓套9外，先將下端部件裝配好，先通過連接螺紋把承壓活塞7與下端旋轉(zhuǎn)總成的軸承盒25連接好；然后把承壓擋環(huán)10套在承壓套9上，用剪切銷釘8把承壓套9和承壓活塞7連接上；最后把所有取心工具內(nèi)部組件放入外筒內(nèi)，保證承壓擋環(huán)10下端面抵到外筒短節(jié)11的內(nèi)臺階面上；接著將取心工具提到鉆臺緊好外筒各螺紋，在場地上組裝加壓機構(gòu)；依次裝好密封圈、加壓接頭以及上接；然后將加壓機構(gòu)吊上鉆臺，再通過螺紋連接使六方套與外筒短節(jié)連接上；最后，上好取心鉆頭，下放鉆具并座好卡瓦和安全卡瓦，接鉆具入井，進行取心的施工。本發(fā)明的承壓裝置工作原理為在投球加壓過程中剪斷剪切銷釘，使內(nèi)筒下移，進而使加壓式巖心爪在鉆頭內(nèi)腔的作用下封閉破碎巖心，通過泄砂孔和流道，實現(xiàn)了自動泄壓功能。對本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)總成的具體說明如下
旋轉(zhuǎn)總成12包括心軸22，心軸22的一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，另一端設(shè)置有自動泄壓總成，自動泄壓總成包括鋼球座23和用于封閉鋼球座23的泄壓鋼球24 ;心軸22的上端通過旋轉(zhuǎn)裝置與承壓活塞7的下端連接，下端與內(nèi)筒組件14的上端連接。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式為，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括軸承盒25，在軸承盒25中設(shè)置有軸承26，軸承盒25上設(shè)置有與承壓活塞7下端連接的連接端。旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)有很多，此為優(yōu)選實施方式，但并不局限于此結(jié)構(gòu)，也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。進一步地，所述軸承盒25內(nèi)的心軸上設(shè)置有半環(huán)27，半環(huán)27用于心軸22的穩(wěn)定和防掉，半環(huán)27上軸向設(shè)置有固定半環(huán)的擋圈28，軸承26的一側(cè)通過半環(huán)27和擋圈28限位，另一側(cè)通過軸承盒25的端部限位。所述軸承盒25上與承壓活塞7下端連接的連接端為內(nèi)螺絲扣連接端，所述自動泄壓總成上設(shè)置有與內(nèi)筒組件14連接的外螺絲扣連接端。所述自動泄壓總成的鋼球座23上方設(shè)置有用于對泄壓鋼球24限位的擋板29，擋板29上開有流通孔，可控制泄壓鋼球24向上運動的距離。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)總成工作原理為在取心過程中，由于平面推力球軸承作用，加壓工具的內(nèi)筒通過軸承盒可以隨著鉆具的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流體往下流時，泄壓鋼球擋在鋼球座上實現(xiàn)加壓過程，防止鉆井液進入內(nèi)筒；當(dāng)液體回流時，泄壓鋼球和鋼球座分開，使流體通過流道，實現(xiàn)泄壓過程。對本發(fā)明中的巖心爪組合件的具體說明如下
所述巖心爪組合件包括連接套30、卡箍座31、卡箍32、加壓式巖心爪21和自鎖式巖心爪33，卡箍座31 —端與連接套30的下端連接，另一端與加壓式巖心爪21連接，連接套30的上端與內(nèi)筒組件14連接，卡箍32設(shè)置在卡箍座31內(nèi)，自鎖式巖心爪33設(shè)置在加壓式巖心爪21內(nèi)。自鎖式巖心爪33和加壓式巖心爪21通過螺紋連接，自鎖式巖心爪33通過上提鉆具，巖心爪相對巖心沿錐度下行，直至鎖緊的方式實現(xiàn)進入取心筒內(nèi)巖心的自鎖，使進入取心筒內(nèi)的巖心被鎖定而不能滑出。加壓式巖心爪21是在投球加壓下移的過程中，在鉆頭內(nèi)腔作用下產(chǎn)生對巖心爪的壓力，目地是起到封閉破碎巖心的作用。巖心爪組合件具有在起鉆時承托已割取的巖心以防脫落的性能，既解決了破碎地層不能抓取巖心的問題，又能獲取成柱性好的巖心。加壓式巖心爪21和自鎖式巖心爪33均可米用現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)?！け景l(fā)明中，在所述加壓式巖心爪21的外壁上還設(shè)置有與取心鉆頭內(nèi)壁配合的密封件34。本發(fā)明的優(yōu)選連接方式為，所述連接套30 —端設(shè)置有內(nèi)圓絲扣，另一端設(shè)置有外圓絲扣，卡箍座31 —端通過外圓絲扣與連接套30連接，卡箍座31另一端通過外圓絲扣與加壓式巖心爪連接，卡箍32通過卡箍座31內(nèi)壁上的內(nèi)圓絲扣與卡箍座連接。本發(fā)明巖心爪組合件工作原理為自鎖式巖心爪通過上提鉆具，巖心爪相對巖心沿錐度下行，直至鎖緊的方式實現(xiàn)進入取心筒內(nèi)巖心的自鎖，使進入取心筒內(nèi)的巖心被鎖定而不能滑出，加壓式巖心爪在投球加壓下移的過程中，在鉆頭內(nèi)腔作用下產(chǎn)生對巖心爪的壓力，封閉破碎巖心。實施例2
以下對本發(fā)明做進一步詳細描述
承壓活塞設(shè)置在加壓式取心工具的中段，在承壓活塞7的前端設(shè)置有泄砂孔18和流道19，在承壓活塞7的最前端設(shè)置有四個流道19，流道19為凹槽形狀，在流道19后端的承壓活塞7的圓周上設(shè)置有三個泄砂孔18 ;承壓活塞7的上端由承壓鋼球6阻擋在取心工具的加壓接頭5內(nèi)，加壓接頭5的上端是六方桿2，在六方桿2與加壓接頭5之間設(shè)置有密封膠皮4 ;六方桿2、加壓接頭5和密封膠皮4是設(shè)置在六方套3內(nèi)的，六方桿2的上端由公接頭連接上接頭I ;承壓活塞7的后端由承壓套9和承壓擋環(huán)10配合定位，承壓套9由剪切銷釘8與承壓活塞7連接，承壓活塞7被外筒短接11定位；承壓活塞7的后端有連接絲扣；承壓活塞7的中段設(shè)置有銷槽20。旋轉(zhuǎn)總成12設(shè)置在承壓活塞7的下端，旋轉(zhuǎn)總成12包括心軸和軸承盒，心軸的一端設(shè)置有自動泄壓總成，在自動泄壓總成內(nèi)有鋼球座23，在鋼球座23上設(shè)置有泄壓鋼球24;自動泄壓總成的外圓是與下端工具連接的外螺絲扣；在心軸的另一端是軸承盒25，在軸承盒25中設(shè)置有軸承26，在心軸22的尾端還設(shè)置有軸向鋼絲擋圈28，軸向鋼絲擋圈28設(shè)置在半環(huán)27內(nèi)；所述軸承盒25的尾部內(nèi)圓有與上部工具連接的內(nèi)螺絲扣；旋轉(zhuǎn)總成12的下端與巖心爪組合件的內(nèi)筒連接，旋轉(zhuǎn)總成12設(shè)置在外筒短接11內(nèi)，外筒短接11的下端與巖心爪組合件的外筒連接。巖心爪組合件16連接在加壓取心工具的下端，包括連接套30、卡箍座31、卡箍32、自鎖式巖心爪33和加壓式巖心爪21,巖心爪組合件設(shè)置在外筒13和差值短接15內(nèi)；卡箍32設(shè)置在卡箍座31內(nèi)，在連接套30、卡箍座31、卡箍32和加壓式巖心爪21的兩端分別是內(nèi)圓絲扣和外圓絲扣，加壓式巖心爪21的內(nèi)圓絲扣與卡箍座31的外圓絲扣連接,卡箍座31的內(nèi)圓絲扣與連接套30的外圓絲扣連接，連接套30的內(nèi)圓絲扣與上部的工具連接，在加壓式巖心爪21的外圓還設(shè)置有密封件34。
自鎖式巖心爪33和加壓式巖心爪21設(shè)置在巖心爪組合件的前端，自鎖式巖心爪33是通過上提鉆具，巖心爪相對巖心沿錐度下行，直至鎖緊的方式實現(xiàn)進入取心筒內(nèi)巖心的自鎖，使進入取心筒內(nèi)的巖心被鎖定而不能滑出。加壓式巖心爪21是在投球加壓下移的過程中，在鉆頭內(nèi)腔作用下產(chǎn)生對巖心爪的壓力，目地是起到封閉破碎巖心的作用。本發(fā)明的連接方式
在下井使用本發(fā)明之前，先將承壓活塞7、旋轉(zhuǎn)總成12和巖心爪組合件分別組裝好，然后在六方套3內(nèi)依次裝入六方桿2、密封膠皮4和承壓鋼球6，再將組裝好的承壓活塞7裝入六方套3內(nèi)；然后將組裝好的旋轉(zhuǎn)總成12的上端與承壓活塞7下端的絲扣連接，然后再將外筒短接11套在旋轉(zhuǎn)總成12的外面，并與六方套3的下端連接好，然后將組裝好的巖心爪組合件上端與旋轉(zhuǎn)總成12連接好，再將連接好的外筒13與差值短接15套在巖心爪組合件的外面，并與外筒短接11的下端連接，然后將取心鉆頭17連接在外筒下端，這樣就完成了本發(fā)明的組裝。本發(fā)明的工作過程
下井使用時，將本發(fā)明上端的上接頭I與鉆具連接，然后由鉆具送入井下，到達預(yù)定的取心層位以后，取心工具在鉆具的帶動下開始旋轉(zhuǎn)，前端的取心鉆頭開始切割巖石，由于取心鉆頭是空心的，所以，當(dāng)鉆頭不斷向下鉆進時，被切割的巖石就形成了巖心柱，并不斷進入取心筒的內(nèi)筒，取心進尺鉆完后，割心前按鉆井操作規(guī)程對鉆井液進行循環(huán)。在取心過程中，由于平面推力球軸承作用，心軸的一端設(shè)置有自動泄壓總成，在自動泄壓總成內(nèi)有鋼球座，在鋼球座上設(shè)置有泄壓鋼球；自動泄壓總成的外圓是與下端工具連接的外螺絲扣；在心軸的另一端是軸承盒，在軸承盒中設(shè)置有軸承，在心軸的尾端還設(shè)置有軸向鋼絲擋圈，軸向鋼絲擋圈設(shè)置在半環(huán)內(nèi)；軸承盒的尾部內(nèi)圓有與上部工具連接的內(nèi)螺絲扣；旋轉(zhuǎn)總成的下端與巖心爪組合件的內(nèi)筒連接，旋轉(zhuǎn)總成設(shè)置在外筒短接內(nèi)，外筒短接的下端與巖心爪組合件的外筒連接，加壓工具的內(nèi)筒可以隨著鉆具的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。自鎖式巖心爪通過上提鉆具，巖心爪相對巖心沿錐度下行，直至鎖緊的方式實現(xiàn)進入取心筒內(nèi)巖心的自鎖，使進入取心筒內(nèi)的巖心被鎖定而不能滑出。加壓式巖心爪是在投球加壓下移的過程中，在鉆頭內(nèi)腔作用下產(chǎn)生對巖心爪的壓力，目地是起到封閉破碎巖心的作用。割心取心完畢割心時，先上提鉆具露出球座，再投入承壓鋼球6，下壓鉆具確保剪切銷釘8被剪斷，繼續(xù)加壓，靜止20-30S，此時內(nèi)筒下移，在加壓式取心鉆頭內(nèi)腔的作用下，加壓式巖心爪收縮封閉破碎巖心；然后緩慢上提鉆具，注意觀察指重表顯示。若上提鉆具超過鉆具壓縮距而不增加懸重，則認定割心操作完成。割心完畢后，按鉆井操作規(guī)程要求起鉆。
出心割心完畢并起鉆到鉆臺上后，先卸掉六方套3和外筒短節(jié)11之間的螺紋，把上接頭I、六方桿2、六方套3、加壓接頭5和下方的承壓活塞7等分離，分離過程中注意承壓鋼球6和剪切銷釘8的掉落，避免掉入井口或遺失，然后用提拔工具與承壓活塞7連接，上拉提拔工具，把內(nèi)筒提出外筒13，再用鏍絲刀取下承壓套中的剪切銷釘8，最后按鉆井出心操作規(guī)程要求進行出心操作。
連續(xù)取心當(dāng)完成出心操作及內(nèi)筒清洗、取出已斷剪切銷釘8等操作后，若需要進行連續(xù)取心，先把內(nèi)筒用內(nèi)筒卡盤固定在外筒短節(jié)11上，然后與旋轉(zhuǎn)總成12連接，旋轉(zhuǎn)總成12與承壓活塞7連接，放入承壓擋環(huán)10和承壓套9內(nèi)，把承壓套9和承壓活塞7通過剪切銷釘8連接，再用提拔工具連接承壓活塞7，并吊起承壓活塞7及下面內(nèi)筒等，然后取下內(nèi)筒卡盤，承壓擋環(huán)10就掉放在外筒短節(jié)11的臺階上，在慢慢下放提拔工具，承壓活塞7和內(nèi)筒組件在承壓擋環(huán)10上，最后卸下提拔工具。上接頭I、六方桿2、六方套3、加壓接頭5四個部件在滑動順利及密封膠皮4密封效果良好情況下不用拆卸，當(dāng)完成上述操作后，把六方套3和外筒短節(jié)11通過螺紋連接，即可入井進行下一步取心操作，如此往復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種加壓式取心工具，包括六方桿(2)、六方套(3)、外筒短接(11)、外筒(13)、差值短接(15)、內(nèi)筒組件(14)和取心鉆頭(17)，六方套(3)通過外筒短接(11)與外筒(13)連接，外筒(13)與差值短接(15)連接，差值短接(15)與取心鉆頭(17)連接，其特征在于還包括承壓裝置、旋轉(zhuǎn)總成(12)和巖心爪組合件(16)； 所述承壓裝置包括承壓總成和銷釘部件，承壓總成包括承壓活塞(7)和套接在承壓活塞(7)上的承壓套(9)，銷釘部件包括剪切銷釘(8)，所述承壓活塞(7)上端通過承壓鋼球(6)限位在六方套(3)內(nèi)的加壓接頭(5)處，下端與旋轉(zhuǎn)總成(12)連接，承壓套(9)通過剪切銷釘(8)與承壓活塞(7)固定連接，承壓套(9)下端限位在外筒短接(11)上，承壓活塞(7)上端設(shè)置有與承壓活塞(7)內(nèi)腔連通的泄砂孔(18)和流道(19)； 所述旋轉(zhuǎn)總成(12)包括心軸(22)，心軸(22)的一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，另一端設(shè)置有自動泄壓總成，自動泄壓總成包括鋼球座(23)和用于封閉鋼球座(23)的泄壓鋼球(24);心軸(22)的上端通過旋轉(zhuǎn)裝置與承壓活塞(7)的下端連接，下端與內(nèi)筒組件(14)的上端連接； 所述巖心爪組合件(16)包括連接套(30)、卡箍座(31)、卡箍(32)、加壓式巖心爪(21)和自鎖式巖心爪(33),卡箍座(31) —端與連接套(30)的下端連接,另一端與加壓式巖心爪(21)連接，連接套(30)的上端與內(nèi)筒組件(14)連接，卡箍(32)設(shè)置在卡箍座(31)內(nèi)，自鎖式巖心爪(33)設(shè)置在加壓式巖心爪(21)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加壓式取心工具，其特征在于所述承壓活塞(7)包括設(shè)置有泄砂孔(18)的泄砂體和設(shè)置有流道(19)的流道體，流道體的外徑小于泄砂體的外徑，且泄砂體位于流道體和承壓活塞本體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的加壓式取心工具，其特征在于所述銷釘部件還包括承壓擋環(huán)(10)，承壓擋環(huán)(10)與承壓活塞(7)固定連接，且限位在外筒短接(11)上的臺階面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加壓式取心工具，其特征在于所述泄砂孔(18)徑向設(shè)置在泄砂體上，流道(19 )軸向設(shè)置在流道體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加壓式取心工具，其特征在于所述流道(19)為四個且呈凹槽形狀，四個流道(19)均勻分布在流道體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加壓式取心工具，其特征在于所述泄砂孔(18)為三個，均勻分布在泄砂體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的加壓式取心工具，其特征在于所述承壓活塞(7)的外壁上設(shè)置有用于連接固定承壓套的環(huán)形銷槽(20)，剪切銷釘(8) —端穿過承壓套(9)連接在環(huán)形銷槽(20)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的加壓式取心工具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)裝置包括軸承盒(25 )，在軸承盒(25 )中設(shè)置有軸承(26 )，軸承盒(25 )上設(shè)置有與承壓活塞(7 )下端連接的連接端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加壓式取心工具，其特征在于所述軸承盒(25)內(nèi)的心軸(22 )上設(shè)置有半環(huán)(27 )，半環(huán)(27 )上軸向設(shè)置有固定半環(huán)的擋圈(28 )，軸承(26 )的一側(cè)通過半環(huán)(27)和擋圈(28)限位，另一側(cè)通過軸承盒(25)的端部限位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、6或9所述的加壓式取心工具，其特征在于所述自動泄壓總成的鋼球座(23)上方設(shè)置有用于對泄壓鋼球(24)限位的擋板(29)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加壓式取心工具，包括承壓裝置、旋轉(zhuǎn)總成和巖心爪組合件；所述承壓裝置包括承壓總成和銷釘部件，承壓總成包括承壓活塞和套接在承壓活塞上的承壓套，銷釘部件包括剪切銷釘；所述旋轉(zhuǎn)總成包括心軸，心軸的一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，另一端設(shè)置有自動泄壓總成；所述巖心爪組合件包括連接套、卡箍座、卡箍、加壓式巖心爪和自鎖式巖心爪，卡箍座一端與連接套的下端連接，另一端與加壓式巖心爪連接，連接套的上端與內(nèi)筒組件連接，卡箍設(shè)置在卡箍座內(nèi)，自鎖式巖心爪設(shè)置在加壓式巖心爪內(nèi)。本發(fā)明在取心的過程中，加壓工具的內(nèi)筒可以隨著鉆具的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，解決了進入內(nèi)筒的巖心容易破碎的問題。
文檔編號E21B25/10GK102900390SQ20121044504
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者胡畔, 劉彬, 何超, 鄧元洲, 陳立, 唐聰, 李偉成, 陳文才, 盧記坡 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司