專利名稱：隨鉆取心的取心系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井作業(yè)過程中的施工工具，屬于鉆井取心工具的設計制造技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
公開號為CN1730898，
公開日為2006年2月8日的中國專利文獻公開了一種在地質(zhì)勘探、石油鉆井、科學鉆探等行業(yè)中使用的取心鉆進系統(tǒng)，特別是在堅硬巖石、深孔中的取心鉆進的井底馬達和沖擊器驅(qū)動的組合式取心鉆進系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括取心工具和取心鉆頭，取心工具的下端和取心鉆頭相連接，還包括井底馬達和沖擊器，井底馬達驅(qū)動軸的下端和沖擊器的上端連接，沖擊器的下端和取心工具的上端連接，井底馬達給取心工具及取心 鉆頭提供碎巖扭矩，沖擊器給取心工具及取心鉆頭提供碎巖沖擊力。該鉆進系統(tǒng)不僅能取心鉆進，而且能節(jié)約能源、降低鉆桿柱的磨損、提高回次取心鉆進長度、防止鉆孔孔斜。以上述專利文獻為代表的常規(guī)取心鉆進工具，無論是雙筒取心工具，還是特殊的取心工具，由于取心工具是連接在鉆具上的，所以，在鉆取一段巖心后都要將鉆具全部取出，才能取出鉆取的巖心，然后再次下入鉆具進行下一段巖心的鉆取，如果遇到間斷取心，還要在兩次取心之間下入一次鉆頭和鉆柱；因此傳統(tǒng)的取心較為費事費工。目前的常規(guī)取心工具的缺點是1、起下鉆具次數(shù)多，因此勞動強度大，非鉆時間長，鉆頭在升降過程中的擰卸、碰撞的機會及掃孔時的磨損較多。井越深，鉆具越長，這個缺點越明顯。2、在地層難于控制或取心點不易確定的區(qū)域，采用常規(guī)取心工具容易漏取巖心
3、夾層取心和連續(xù)取心時，大部分時間用于起下鉆，取心效率低。4、巖心暴露時間長,影響巖心質(zhì)量,特別是在頁巖地層取心時，常規(guī)頁巖取心技術(shù)由于起下鉆時間長，采用現(xiàn)有常規(guī)取心技術(shù)頁巖氣不容易保留，很難獲取真實的地質(zhì)資料。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前常規(guī)取心工具的起下鉆次數(shù)太多、夾層取心和連續(xù)取心效率低、巖心質(zhì)量較差等不足，本發(fā)明提出了一種適用于隨鉆取心的取心系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不起鉆交替實施鉆進和取心，節(jié)約了時間，提高了效率。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種隨鉆取心的取心系統(tǒng)，包括打撈機構(gòu)和取心機構(gòu)，其特征在于所述取心機構(gòu)主要由彈卡機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)構(gòu)成，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒、心軸和調(diào)節(jié)帽；心軸的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒中；心軸的下端設置在調(diào)節(jié)帽中并與調(diào)節(jié)帽螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽中的心軸下端設置有單流閥座、梅花擋板和制動環(huán)，所述制動環(huán)由壓帽一固定，單流閥座上設置有鋼球；調(diào)節(jié)帽與所述彈卡機構(gòu)相連。
軸承置于心軸上端設置的臺階處，在軸承的外側(cè)靠近心軸的上端頭部套有半環(huán)，半環(huán)上套有軸向鋼絲擋圈。梅花檔板通過焊接固定在心軸下端內(nèi)部的臺階處，單流閥座通過螺紋旋入心軸下端端頭內(nèi)并焊接；壓帽一與心軸螺紋連接，制動環(huán)通過鍵槽配合與心軸連接，制動環(huán)位于壓帽和調(diào)節(jié)帽之間。調(diào)節(jié)帽上端設置有與制動環(huán)上凸起配合的缺口。梅花檔板、鋼球、單流閥座和心軸下端的內(nèi)壁構(gòu)成泄壓裝置。軸承盒、半環(huán)、軸向鋼絲擋圈、軸承和心軸的上端構(gòu)成旋轉(zhuǎn)裝置。壓帽、制動環(huán)、調(diào)節(jié)帽和心軸下端的外壁構(gòu)成內(nèi)筒間隙調(diào)節(jié)裝置。所述彈卡機構(gòu)包括回收管、彈卡鉗、彈卡座，彈卡架和掛環(huán)接頭，彈卡機構(gòu)是設置在彈卡腔體中的；在彈卡鉗上設置有張簧，彈卡架的一端連接在回收管的后端，另一端與掛環(huán)接頭連接，彈卡鉗的尾段固定在彈卡座上，彈卡座固定在回收管上，彈卡座位于彈卡鉗和彈卡架之間，打撈機構(gòu)的撈矛座和回收管之間通過彈性圓柱銷三連接。所述彈卡機構(gòu)還包括有圓柱銷，彈性圓柱銷四和彈性圓柱銷五，彈性圓柱銷四將彈卡鉗的尾段固定在彈卡座上，彈卡座經(jīng)圓柱銷固定在回收管上，彈性圓柱銷五穿過回收管和彈卡架的橢圓銷孔對彈卡架實施定位。所述的打撈機構(gòu)主要由打撈筒和打撈頭構(gòu)成；所述打撈筒中設置有提環(huán)、脫卡筒、套筒、拉桿、撈鉤架和撈鉤；在提環(huán)與套筒之間設置有壓帽、推力軸承、止動墊圈和過渡接頭、套筒內(nèi)設置有剪銷接頭；其中提環(huán)的一端穿過壓帽與推力軸承和止動墊圈進行固定，過渡接頭和壓帽連接，過渡接頭和到銷接頭連接；到銷接頭和套筒連接，榜鉤架和拉桿連接；撈鉤連接在撈鉤架上，在撈鉤的端部設置有壓縮彈簧，撈鉤架的一端有連接螺紋；脫卡筒套在套筒的外面，脫卡筒的一端套在撈鉤的尾端；打撈頭包括撈矛頭和撈矛座，在撈矛頭與撈矛座之間設置有彈簧，彈簧設置在彈簧座內(nèi)，彈簧和彈簧座裝在撈矛頭內(nèi)，撈矛頭與撈矛座連接固定；所述撈鉤與打撈頭的撈矛頭連接；撈矛座尾端連接所述補心機構(gòu)的回收管。所述打撈機構(gòu)還包括有位于推力軸承和止動墊圈之間的墊片，止動墊圈和墊片經(jīng)螺母固定。所述過渡接頭和壓帽通過螺紋連接，過渡接頭和剪銷接頭通過安全銷連接，剪銷接頭和套筒通過螺紋連接，撈鉤架和拉桿通過螺紋連接；撈鉤通過彈性圓柱銷一連接在撈鉤架上，撈矛頭與撈矛座由彈性圓柱銷二連接固定。當鉆進時，所述彈卡機構(gòu)、補心桿組件和補心鉆頭構(gòu)成補心機構(gòu)，所述補心桿組件主要由上補心桿和下補心桿組成，下補心桿的一端和上補心桿通過螺紋連接，下補心桿的另一端連接補心鉆頭，補心鉆頭的端頭設置有與繩索取心鉆頭內(nèi)腔嚙合配合的齒形結(jié)構(gòu)，所述上補心桿的一端連接彈卡機構(gòu)的掛環(huán)接頭。所述上補心桿的一端開有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋與彈卡機構(gòu)掛環(huán)接頭的外螺紋連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果如下1、本發(fā)明中，采用打撈機構(gòu)和取心機構(gòu)形成的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，特別是采用“旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒、心軸和調(diào)節(jié)帽；心軸的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒中；心軸的下端設置在調(diào)節(jié)帽中并與調(diào)節(jié)帽螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽中的心軸下端設置有單流閥座、梅花擋板和制動環(huán)，所述制動環(huán)由壓帽一固定，單流閥座上設置有鋼球；調(diào)節(jié)帽與所述彈卡機構(gòu)相連”這樣特定結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)應用于取心機構(gòu)中，實現(xiàn)了 “在取心時能實現(xiàn)內(nèi)筒的獨立動作，外筒在轉(zhuǎn)盤帶動下旋轉(zhuǎn)，而取心內(nèi)筒不跟著旋轉(zhuǎn)，以便巖心的進入”的技術(shù)效果，實現(xiàn)了不起鉆交替實施鉆進和取心，節(jié)約了時間，提高了效率。2、本發(fā)明中，采用“軸承置于心軸上端設置的臺階處，在軸承的外側(cè)靠近心軸的上端頭部套有半環(huán)，半環(huán)上套有軸向鋼絲擋圈”這樣的技術(shù)方案，便于將心軸通過軸承牢固地固定在軸承盒中，通過半環(huán)和軸向鋼絲擋圈，能夠防止軸承和心軸脫離；同時，軸承盒、半環(huán)、軸向鋼絲擋圈、軸承和心軸的上端構(gòu)成旋轉(zhuǎn)裝置，當外筒開始旋轉(zhuǎn)的時候，因為彈卡機構(gòu)中的彈卡鉗鎖緊，會使彈卡機構(gòu)以及軸承盒隨著外筒一起旋轉(zhuǎn)，又因為軸承的作用，使與其連接的心軸及通過調(diào)節(jié)帽與心軸連接的內(nèi)筒不會隨著外筒一起旋轉(zhuǎn)，以便巖心的進入。3、本發(fā)明中，采用“梅花檔板通過焊接固定在心軸下端內(nèi)部的臺階處，單流閥座通過螺紋旋入心軸下端端頭內(nèi)并焊接；壓帽一與心軸螺紋連接，制動環(huán)通過鍵槽配合與心軸連接，制動環(huán)位于壓帽和調(diào)節(jié)帽之間”這樣的技術(shù)方案，壓帽就在軸向上將制動環(huán)壓緊在心軸上并靠緊調(diào)節(jié)帽，制動環(huán)通過鍵槽與心軸配合就能實現(xiàn)心軸的制動效果；同時，梅花檔板、鋼球、單流閥座和心軸下端的內(nèi)壁構(gòu)成泄壓裝置，開泵后，隨著巖心進入內(nèi)筒，其中鉆井液在巖心的擠壓下上移，將鋼球從單流閥座上頂開，鉆井液從心軸的流道流出道內(nèi)外筒環(huán)空，就實現(xiàn)了循環(huán)；壓帽、制動環(huán)、調(diào)節(jié)帽和心軸下端的外壁構(gòu)成內(nèi)筒間隙調(diào)節(jié)裝置，一方面能夠調(diào)整軸向間隙，另一方面調(diào)整后就能通過制動環(huán)和心軸固定。4、本發(fā)明中，所采用的彈卡機構(gòu)，在實施鉆進或者實施取心作業(yè)時，設置的彈卡鉗都能正確的卡在彈卡腔體的臺肩上，對井內(nèi)的施工組件進行扶正，并能防止其上竄，保證施工作業(yè)順利進行。5、本發(fā)明中，打撈機構(gòu)采用“打撈機構(gòu)主要由打撈筒和打撈頭構(gòu)成；所述打撈筒中設置有提環(huán)、脫卡筒、套筒、拉桿、撈鉤架和撈鉤；在提環(huán)與套筒之間設置有壓帽、推力軸承、止動墊圈和過渡接頭、套筒內(nèi)設置有剪銷接頭；其中提環(huán)的一端穿過壓帽與推力軸承和止動墊圈進行固定，過渡接頭和壓帽連接，過渡接頭和剪銷接頭連接；剪銷接頭和套筒連接，撈鉤架和拉桿連接；撈鉤連接在撈鉤架上，撈鉤架的一端有連接螺紋；脫卡筒套在套筒的外面，脫卡筒的一端套在撈鉤的尾端”這樣特定的結(jié)構(gòu)形式，采用繩索式上提下放，可以實現(xiàn)不起鉆交替實施鉆進和取心，節(jié)約了時間，提高了效率。6、本發(fā)明，打撈機構(gòu)還包括有位于推力軸承和止動墊圈之間的墊片，止動墊圈和墊片經(jīng)螺母固定，通過增加墊片，能夠使提環(huán)的與推力軸承和止動墊圈的固定更為牢靠，且止動墊圈所發(fā)揮的止動效果更好。7、本發(fā)明中，采用彈性圓柱銷這樣的特定的連接件來連接各個部件，使本發(fā)明具備良好的彈性及抗剪切力。8、本發(fā)明中，調(diào)節(jié)帽上端設置有與制動環(huán)上凸起配合的缺口，便于使制動環(huán)和調(diào)節(jié)帽連接更為緊密、牢靠，且增強了制動效果。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明，其中
圖1是打撈筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施取心時的連接示意圖。圖3是打撈頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是打撈筒與打撈頭的連接示意圖。圖5是彈卡機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是補心桿組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記1、提環(huán)，2、壓帽，3、推力軸承，4、墊片，5、止動墊圈，6、螺母，7、過渡接頭，8、安全銷，9、剪銷接頭，10、脫卡筒，11、套筒，12、拉桿，13、撈鉤架，14、壓縮彈簧，15、撈鉤，16、彈性圓柱銷一，17、上接頭，18、打撈機構(gòu)，19、彈卡鉗，20、彈卡腔體，23、撈矛頭，24、彈簧，25、彈簧座，26、彈性圓柱銷二，27、撈矛座，28、彈性圓柱銷三，29、回收管，30、張簧，31、彈性圓柱銷四，32、圓柱銷，33、彈卡座，34、彈性圓柱銷五，35、彈卡架，36、掛環(huán)接頭，37、補心桿組件，38、上補心桿,39、下補心桿,40、補心鉆頭,41、打撈頭,51、軸承盒,52、半環(huán),53、軸向鋼絲擋圈，
54、軸承，55、心軸，56、壓帽一，57、制動環(huán)，58、梅花擋板，59、鋼球，60、單流閥座，61、調(diào)節(jié)帽，64、彈卡機構(gòu)，65、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，66、缺口。
具體實施例方式實施例1
參見說明書附圖2和7，本發(fā)明公開了一種隨鉆取心的取心系統(tǒng)，包括打撈機構(gòu)和取心機構(gòu)，所述取心機構(gòu)主要由彈卡機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)構(gòu)成，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒、心軸和調(diào)節(jié)帽；心軸的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒中；心軸的下端設置在調(diào)節(jié)帽中并與調(diào)節(jié)帽螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽中的心軸下端設置有單流閥座、梅花擋板和制動環(huán)，所述制動環(huán)由壓帽一固定，單流閥座上設置有鋼球；調(diào)節(jié)帽與所述彈卡機構(gòu)相連。本例中，所采用的打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)為本領域技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)，直接將本例的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與現(xiàn)有的打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)結(jié)合即可。實施例2
作為本發(fā)明一較佳實施方式，本發(fā)明還包括軸承置于心軸上端設置的臺階處，在軸承的外側(cè)靠近心軸的上端頭部套有半環(huán)，半環(huán)上套有軸向鋼絲擋圈。梅花檔板通過焊接固定在心軸下端內(nèi)部的臺階處，單流閥座通過螺紋旋入心軸下端端頭內(nèi)并焊接；壓帽一與心軸螺紋連接，制動環(huán)通過鍵槽配合與心軸連接，制動環(huán)位于壓帽和調(diào)節(jié)帽之間。調(diào)節(jié)帽上端設置有與制動環(huán)上凸起配合的缺口。所述彈卡機構(gòu)包括回收管、彈卡鉗、彈卡座，彈卡架和掛環(huán)接頭，彈卡機構(gòu)是設置在彈卡腔體中的；在彈卡鉗上設置有張簧，彈卡架的一端連接在回收管的后端，另一端與掛環(huán)接頭連接，彈卡鉗的尾段固定在彈卡座上，彈卡座固定在回收管上，彈卡座位于彈卡鉗和彈卡架之間，打撈機構(gòu)的撈矛座和回收管之間通過彈性圓柱銷三連接。所述彈卡機構(gòu)還包括有圓柱銷，彈性圓柱銷四和彈性圓柱銷五，彈性圓柱銷四將彈卡鉗的尾段固定在彈卡座上，彈卡座經(jīng)圓柱銷固定在回收管上，彈性圓柱銷五穿過回收管和彈卡架的橢圓銷孔對彈卡架實施定位。其余同實施例1。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的組裝順序先把梅花檔板直接放到心軸下端的臺階處并焊牢，放入鋼球，通過螺紋把單流閥座旋入心軸并焊接牢固；然后把壓帽一通過螺紋連接到心軸下端的位置，通過鍵槽配合把制動環(huán)和心軸對好，并與壓帽一靠緊，接著通過螺紋連接把內(nèi)筒調(diào)節(jié)帽旋在心軸的下端，并使之上端的缺口與制動環(huán)下端的凸起配合；最后軸承盒套入心軸的上端，然后把軸承放到心軸上端放軸承的臺階處，最后裝上半環(huán)和軸向鋼絲擋圈。軸承盒、半環(huán)、軸向鋼絲擋圈、軸承和心軸的上端構(gòu)成旋轉(zhuǎn)裝置，當外筒開始旋轉(zhuǎn)的時候，因為彈卡機構(gòu)中的彈卡鉗鎖緊，會使彈卡機構(gòu)以及軸承盒隨著外筒一起旋轉(zhuǎn)，又因為軸承的作用，使與其連接的心軸及通過調(diào)節(jié)帽與心軸連接的內(nèi)筒不會隨著外筒一起旋轉(zhuǎn)，以便巖心的進入。梅花檔板、鋼球、單流閥座和心軸下端的內(nèi)壁構(gòu)成泄壓裝置，開泵后，隨著巖心進入內(nèi)筒，其中鉆井液在巖心的擠壓下上移，將鋼球從單流閥座上頂開，鉆井液從心軸的流道流出道內(nèi)外筒環(huán)空，就實現(xiàn)了循環(huán)。壓帽、制動環(huán)、調(diào)節(jié)帽和心軸下端的外壁構(gòu)成內(nèi)筒間隙調(diào)節(jié)裝置，一方面能夠調(diào)整軸向間隙，另一方面調(diào)整后就能通過制動環(huán)和心軸固定。調(diào)整軸向間隙(巖心爪座底面與鉆頭內(nèi)臺肩的縱向間隙)為8 13毫米，否則，必須在旋轉(zhuǎn)總成上調(diào)整間隙，方法例所示
若測得間隙為4mm，要把間隙調(diào)為10mm，則將壓帽一卸松并旋離5_6圈，拔出制動環(huán)，正旋調(diào)節(jié)帽二圈；若測得間隙20mm，要把間隙調(diào)為11mm，則反旋調(diào)節(jié)帽三圈，然后將制動環(huán)與調(diào)節(jié)帽入座，旋緊壓帽一即可。實施例3
作為本發(fā)明的最佳實施方式，參見說明書附圖1-7，本發(fā)明公開了一種隨鉆取心的取心系統(tǒng)
一、其結(jié)構(gòu)組成為
參照說明書附圖1-7，其包括打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)，補心桿組件和補心鉆頭(鉆進時)或旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(取心時)。1.打撈機構(gòu)
打撈機構(gòu)包括打撈筒和打撈頭41，打撈筒中設置有提環(huán)1、脫卡筒10、套筒11、拉桿12、撈鉤架13和撈鉤15 ;在提環(huán)I與套筒11之間設置有壓帽2、推力軸承3、墊片4、止動墊圈
5、過渡接頭7、安全銷8和剪銷接頭9，止動墊圈5由螺母6固定，在撈鉤15與撈鉤架13之間設置有彈性圓柱銷一 16 ；
其連接方式如下提環(huán)I的下端穿過壓帽2的內(nèi)孔后，通過提環(huán)I的上臺階面和下端的推力軸承3、止動墊圈5進行固定；過渡接頭7和壓帽2通過螺紋連接；過渡接頭7和剪銷接頭9通過安全銷8連接；剪銷接頭9和套筒11通過螺紋連接，撈鉤架13和拉桿12通過螺紋連接；撈鉤15通過彈性圓柱銷一 16連接在撈鉤架13上，撈鉤架13的上端有連接螺紋；此機構(gòu)實施打撈時，上端提環(huán)I與鋼絲繩連接，下端打撈筒的撈鉤15與打撈頭組中的撈矛頭23連接；工具下放到井底工作需要脫卡時，從地面向井下丟下脫卡筒10，由于脫卡筒10的外徑大于套筒10的外徑，因此，在重力作用下，脫卡筒10會下滑，并套在撈鉤15的尾端，壓縮彈簧14使撈鉤15的前端張開，直至下端壓開撈鉤實現(xiàn)脫鉤的目的。打撈頭41包括撈矛頭23和撈矛座27，在撈矛頭23與撈矛座27之間設置有彈簧24，彈簧24設置在彈簧座25內(nèi)；撈矛頭23與撈矛座27由彈性圓柱銷二 26連接固定，在撈矛座27尾端的銷孔中設置有彈性圓柱銷三28，用于連接撈矛座27和回收管29 ； 其連接方式如下彈簧24裝于彈簧座25內(nèi)，彈簧24和彈簧座25共同裝在撈矛頭23內(nèi)，撈矛頭23和撈矛座27通過彈性圓柱銷二 26連接。打撈機構(gòu)的打撈筒和打撈頭主要是在更換隨鉆取心工具和全面鉆進的補心鉆頭時實現(xiàn)兩種工具組件的上提和下放。2.彈卡機構(gòu)
所述彈卡機構(gòu)包括回收管29、彈卡鉗19和彈卡座33、彈卡架35、掛環(huán)接頭36，圓柱銷32，彈性圓柱銷四31和34，彈卡機構(gòu)是設置在彈卡腔體20中的；在彈卡鉗19之間設置有張簧30，彈卡架35的一端連接在回收管29的后端，另一端與掛環(huán)接頭36連接，彈性圓柱銷四31連接固定彈卡鉗19的尾端，彈性圓柱銷五34穿過回收管29和彈卡架35的橢圓銷孔對彈卡架35實施定位；
其連接方式如下回收管29、彈卡鉗19以及彈卡座33通過彈性圓柱銷四31連接在彈卡架35上；掛環(huán)接頭36和彈卡架35通過螺紋連接；彈卡機構(gòu)設置在彈卡腔體20中，上端回收管29通過銷釘與打撈機構(gòu)的撈矛座27連接，下端通過螺紋與補心桿組件連，接彈卡機構(gòu)的作用在于對補心組件進行扶正，并防止其上竄。3.補心桿組件
所述補心機構(gòu)包括補心桿組件37和補心鉆頭40，補心桿組件37由上補心桿38和下補心桿39組成，上補心桿38和下補心桿39中間通過螺紋連接，在補心桿組件37的下補心桿39的最前端是由螺紋連接的補心鉆頭40，補心鉆頭40前端的齒形結(jié)構(gòu)與專用繩索取心鉆頭內(nèi)腔的齒形結(jié)構(gòu)嚙合，可以實現(xiàn)扭矩的傳遞；補心桿組件37的上補心桿38的下端連接下補心桿39，上補心桿38的內(nèi)螺紋與彈卡機構(gòu)的掛環(huán)接頭36的外螺紋連接。4、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒、心軸和調(diào)節(jié)帽；心軸的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒中；心軸的下端設置在調(diào)節(jié)帽中并與調(diào)節(jié)帽螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽中的心軸下端設置有單流閥座、梅花擋板和制動環(huán)，所述制動環(huán)由壓帽一固定，單流閥座上設置有鋼球；調(diào)節(jié)帽與所述彈卡機構(gòu)相連。軸承置于心軸上端設置的臺階處，在軸承的外側(cè)靠近心軸的上端頭部套有半環(huán)，半環(huán)上套有軸向鋼絲擋圈。梅花檔板通過焊接固定在心軸下端內(nèi)部的臺階處，單流閥座通過螺紋旋入心軸下端端頭內(nèi)并焊接；壓帽一與心軸螺紋連接，制動環(huán)通過鍵槽配合與心軸連接，制動環(huán)位于壓帽和調(diào)節(jié)帽之間。調(diào)節(jié)帽上端設置有與制動環(huán)上凸起配合的缺口。梅花檔板、鋼球、單流閥座和心軸下端的內(nèi)壁構(gòu)成泄壓裝置。軸承盒、半環(huán)、軸向鋼絲擋圈、軸承和心軸的上端構(gòu)成旋轉(zhuǎn)裝置。壓帽、制動環(huán)、調(diào)節(jié)帽和心軸下端的外壁構(gòu)成內(nèi)筒間隙調(diào)節(jié)裝置。二、本發(fā)明的安裝連接順序如下
首先在地面將所述的打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)和補心桿組件組裝好。1.打撈機構(gòu)的組裝順序，打撈機構(gòu)包括打撈筒和打撈頭
打撈筒的安裝和連接如下首先按圖裝好提環(huán)1、壓帽2、推力軸承3和止動墊圈5 ;接著把拉桿12放入套筒11的下端，依次通過螺紋連接把壓帽2、過渡接頭7、套筒11連接上；再把撈鉤15通過彈性圓柱銷一 16和彈簧14裝入撈鉤架13中，最后把撈鉤架13與拉桿12通過螺紋連接；當鉆具到達井底后，才從地面丟下脫卡筒10，在重力作用下，壓開撈鉤15 ；打撈頭組的安裝如下首先，將彈簧24裝入彈簧座25，再將二者一起裝入撈矛頭23內(nèi)，用彈性圓柱銷二 26把撈矛頭23和撈矛座27連接。2.彈卡機構(gòu)的組裝順序用圓柱銷32把彈卡座33與彈卡架35連接，用彈性圓柱銷四31把兩片彈卡鉗19與彈卡架35連接，兩片彈卡鉗19分別連接在張簧30的兩端，再用彈性圓柱銷五34把回收管29與彈卡架35連接；
3.補心桿組件的組裝順序由上補心桿38和下補心桿39組成，上補心桿38和下補心桿39之間通過螺紋連接，在下補心桿39的最前端連接補心鉆頭40 ；
4、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的組裝順序旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的組裝順序先把梅花檔板直接放到心軸下端的臺階處并焊牢，放入鋼球，通過螺紋把單流閥座旋入心軸并焊接牢固；然后把壓帽一通過螺紋連接到心軸下端的位置，通過鍵槽配合把制動環(huán)和心軸對好，并與壓帽一靠緊，接著通過螺紋連接把內(nèi)筒調(diào)節(jié)帽旋在心軸的下端，并使之上端的缺口與制動環(huán)下端的凸起配合；最后軸承盒套入心軸的上端，然后把軸承放到心軸上端放軸承的臺階處，最后裝上半環(huán)和軸向鋼絲擋圈。全面鉆進時,補心機構(gòu)上端通過螺紋與彈卡機構(gòu)的彈卡架35連接,下端連接的補心鉆頭40的齒形結(jié)構(gòu)與隨鉆專用取心鉆頭內(nèi)腔的齒形結(jié)構(gòu)嚙合。實施取心作業(yè)時，打撈機構(gòu)與彈卡機構(gòu)通過彈性圓柱銷連接，彈卡機構(gòu)與旋轉(zhuǎn)總成通過螺紋連接，旋轉(zhuǎn)總成與取心機構(gòu)通過螺紋連接。三、本發(fā)明的工作原理如下
本發(fā)明的工作流程包括取心作業(yè)和鉆進作業(yè)兩個流程。取心作業(yè)流程當實施取心作業(yè)時，取心工具在鉆具內(nèi)部的組件從上到下依次連接打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)總成以及取心機構(gòu)，先將連接好的取心工具連接在打撈工具的下端，再用鋼絲繩下入到鉆具內(nèi)，到達井底后，再將脫卡筒10從井上丟下，由于脫卡筒10的外徑大于套筒10的外徑，因此，在重力作用下，脫卡筒10會下滑，并套在撈鉤15的尾端，壓縮彈簧14使撈鉤15的前端張開，直至下端壓開撈鉤實現(xiàn)脫鉤的目的，并將打撈機構(gòu)提出地面。彈卡機構(gòu)到位后，彈卡鉗張開并鎖緊，此時彈卡鉗抵在上接頭下端面上，可以防止內(nèi)部組件上竄；然后進行取心作業(yè)，開轉(zhuǎn)盤，加鉆壓，進行取心鉆進直至所需取心進尺。鉆進作業(yè)流程當需要全面鉆進時，通過鋼絲繩下放打撈機構(gòu)，打撈機構(gòu)到達井底后，撈鉤15在彈簧14的作用下卡在打撈頭的撈矛頭23上，然后上提鋼絲繩，取出實施取心作業(yè)時的取心組件，然后把彈卡機構(gòu)以下的旋轉(zhuǎn)總成和取心工具取下，然后將補心桿組件與彈卡架35通過螺紋連接，再將重新連接好的工具下放入井中，由于補心桿組合件的下補心桿39的下端連接有補心鉆頭40，而補心鉆頭40的齒形結(jié)構(gòu)與隨鉆專用取心鉆頭內(nèi)腔的齒形結(jié)構(gòu)是嚙合的，能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩的傳遞，所以可以實現(xiàn)對專用繩索取心鉆頭的中空結(jié)構(gòu)進行填補，由取心轉(zhuǎn)化成全面鉆進鉆頭；此時彈卡鉗19的作用是抵住彈卡腔體20的下端面，可以防止內(nèi)部組件上竄；
當再次需要實施取心作業(yè)時，用鋼絲繩將打撈機構(gòu)下入井內(nèi)，將全面鉆進機構(gòu)撈出地面，再次依次連接打撈機構(gòu)、彈卡機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)總成以及取心機構(gòu)，再將連接好的取心工具用鋼絲繩下入到鉆具內(nèi)，到達井底后，再將脫卡筒10從井上丟下，在重力作用下，脫卡筒10下滑并套在撈鉤15的尾端，壓縮彈簧14使撈鉤15的前端張開，直至下端壓開撈鉤實現(xiàn)脫鉤的目的，并將打撈機構(gòu)提出地面，然后再次開轉(zhuǎn)盤，加鉆壓，進行取心鉆進直至所需取心進尺，并以此循環(huán)實現(xiàn)不起鉆進行多次取心與鉆進的交替作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種隨鉆取心的取心系統(tǒng)，包括打撈機構(gòu)和取心機構(gòu)，其特征在于所述取心機構(gòu)主要由彈卡機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)構(gòu)成，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒(51)、心軸(55)和調(diào)節(jié)帽(61);心軸(55)的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒(51)中；心軸(55)的下端設置在調(diào)節(jié)帽(61)中并與調(diào)節(jié)帽(61)螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽(61)中的心軸(55 )下端設置有單流閥座(60 )、梅花擋板(58)和制動環(huán)(57)，所述制動環(huán)(57)由壓帽一(56)固定，單流閥座(60)上設置有鋼球(59);調(diào)節(jié)帽(61)與所述彈卡機構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于軸承置于心軸(55)上端設置的臺階處，在軸承的外側(cè)靠近心軸(55)的上端頭部套有半環(huán)(52)，半環(huán)(52)上套有軸向鋼絲擋圈(53)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于梅花檔板通過焊接固定在心軸(55)下端內(nèi)部的臺階處,單流閥座(60)通過螺紋旋入心軸(55)下端端頭內(nèi)并焊接；壓帽一(56)與心軸(55)螺紋連接，制動環(huán)(57)通過鍵槽配合與心軸(55)連接，制動環(huán)(57)位于壓帽和調(diào)節(jié)帽(61)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于所述彈卡機構(gòu)包括回收管(29 )、彈卡鉗、彈卡座(33 ),彈卡架(35 )和掛環(huán)接頭(36 ),彈卡機構(gòu)是設置在彈卡腔體中的；在彈卡鉗上設置有張簧(30)，彈卡架(35)的一端連接在回收管(29)的后端，另一端與掛環(huán)接頭(36)連接，彈卡鉗的尾段固定在彈卡座(33)上，彈卡座(33)固定在回收管(29)上，彈卡座(33)位于彈卡鉗和彈卡架(35)之間，撈矛座和回收管(29)之間通過彈性圓柱銷三(28)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于所述彈卡機構(gòu)還包括有圓柱銷，彈性圓柱銷四(31)和彈性圓柱銷五(34)，彈性圓柱銷四(31)將彈卡鉗的尾段固定在彈卡座(33)上，彈卡座(33)經(jīng)圓柱銷固定在回收管(29)上，彈性圓柱銷五(34)穿過回收管(29)和彈卡架(35)的橢圓銷孔對彈卡架(35)實施定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于所述的打撈機構(gòu)主要由打撈筒和打撈頭構(gòu)成；所述打撈筒中設置有提環(huán)(I)、脫卡筒(10)、套筒(11)、拉桿(12)、撈鉤架(13 )和撈鉤；在提環(huán)(I)與套筒(11)之間設置有壓帽(2 )、推力軸承(3 )、止動墊圈(5 )和過渡接頭(7)、套筒(11)內(nèi)設置有剪銷接頭(9);其中提環(huán)(I)的一端穿過壓帽(2)與推力軸承(3)和止動墊圈(5)進行固定，過渡接頭(7)和壓帽(2)連接，過渡接頭(7)和剪銷接頭(9)連接；剪銷接頭(9)和套筒(11)連接，撈鉤架(13)和拉桿(12)連接；撈鉤連接在撈鉤架(13)上，在撈鉤的端部設置有壓縮彈簧(14)，撈鉤架(13)的一端有連接螺紋；脫卡筒(10)套在套筒(11)的外面，脫卡筒(10)的一端套在撈鉤的尾端；打撈頭包括撈矛頭(23)和撈矛座(27)，在撈矛頭(23)與撈矛座(27)之間設置有彈簧，彈簧設置在彈簧座內(nèi)，彈簧和彈簧座裝在撈矛頭(23)內(nèi)，撈矛頭(23)與撈矛座(27)連接固定；所述撈鉤與打撈頭的撈矛頭(23 )連接；撈矛座(27 )尾端連接所述補心機構(gòu)的回收管(29 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于所述打撈機構(gòu)還包括有位于推力軸承(3)和止動墊圈(5)之間的墊片(4)，止動墊圈(5)和墊片(4)經(jīng)螺母(6)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨鉆取心的取心系統(tǒng)，其特征在于所述過渡接頭和壓帽通過螺紋連接，過渡接頭和剪銷接頭通過安全銷連接，剪銷接頭和套筒通過螺紋連接，撈鉤架和拉桿通過螺紋連接；所述撈鉤通過彈性圓柱銷一(16)連接在撈鉤架(13)上，撈矛頭(23) 與撈矛座(27)由彈性圓柱銷二(26)連接固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隨鉆取心的取心系統(tǒng)，屬于鉆井取心工具的設計制造技術(shù)領域。包括打撈機構(gòu)和取心機構(gòu)，所述取心機構(gòu)主要由彈卡機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)構(gòu)成，所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括軸承盒、心軸和調(diào)節(jié)帽；心軸的上端經(jīng)軸承固定在軸承盒中；心軸的下端設置在調(diào)節(jié)帽中并與調(diào)節(jié)帽螺紋連接，位于調(diào)節(jié)帽中的心軸下端設置有單流閥座、梅花擋板和制動環(huán)，所述制動環(huán)由壓帽一固定，單流閥座上設置有鋼球；調(diào)節(jié)帽與所述彈卡機構(gòu)相連。本發(fā)明可以實現(xiàn)不起鉆交替實施鉆進和取心，節(jié)約了時間，提高了效率。
文檔編號E21B31/18GK103015931SQ20121057779
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者劉彬, 伍賢柱, 陳立, 陳曉彬, 鄧元洲, 胡畔, 李偉成, 何超, 程云, 唐聰 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司