專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)井壁取芯器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種井壁取芯器，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)井壁取芯器。
背景技術(shù)：
目前的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器在裝配過程中，不銹鋼液壓管線走向復(fù)雜，器件間隙太小不方便裝配。所有結(jié)構(gòu)直接連接，作業(yè)過程中若發(fā)生灌漿事件，則需要更換整個儀器串。目前的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，在液壓節(jié)進入高溫油槽調(diào)試的過程中，如遇到器件如閥、缸、傳感器等損壞的情況，則需要將大部分管線或器件拆卸下來才能進行更換，維修麻煩。而且，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)也不利于儀器的維修和保養(yǎng)等，采用液壓馬達進行取芯作業(yè)，效率低下且取出的都是小顆粒巖芯。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服目前旋轉(zhuǎn)井壁取芯器結(jié)構(gòu)復(fù)雜取芯效率低以及維修作業(yè)麻煩的不足。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，包括:馬籠頭；與馬籠頭相連，與地面控制系統(tǒng)進行通訊的電子節(jié)；與電子節(jié)相連，為取芯作業(yè)提供動力的液壓節(jié)；以及與液壓節(jié)相連，完成推靠、取芯、折芯以及儲芯作業(yè)的機械節(jié)。優(yōu)選地，該馬籠頭的內(nèi)部纜芯與該電子節(jié)通過接插件相連接。優(yōu)選地，該馬籠頭的底部設(shè)有油缸，內(nèi)部的高壓纜芯底部浸沒在油缸儲存的絕緣介質(zhì)中，該高壓纜芯的其余部分被絕緣材料包裹。優(yōu)選地，該液壓節(jié)內(nèi)部包括液壓平衡裝置和液壓驅(qū)動裝置，且該液壓節(jié)內(nèi)部空間充滿耐高溫齒輪油。優(yōu)選地，該液壓平衡裝置包括:平衡活塞；連接在該平衡活塞上的活塞桿；套在該活塞桿上的彈簧；以及設(shè)置在遠離該平衡活塞的注油口。優(yōu)選地,該液壓驅(qū)動裝置包括:第一高溫直流電機；與該第一高溫直流電機相連的高溫齒輪泵；與該高溫齒輪泵通過出油管線和回油管線相連的蓄能器；與該蓄能器相連的閥島；以及設(shè)置在遠離該液壓平衡裝置一側(cè)的端部的出油口。優(yōu)選地，該液壓驅(qū)動裝置包括:[0025]靠近該液壓平衡裝置一側(cè)的傳感器；設(shè)置在該傳感器以及該出油口之間的限位開關(guān)。優(yōu)選地，該機械節(jié)包括:直流電動馬達；副推靠臂及主推靠臂；連通該副推靠臂及主推靠臂的出油管線及回油管線；與該直流電動馬達相連的導(dǎo)軌機構(gòu)，該導(dǎo)軌機構(gòu)上設(shè)置有推芯機構(gòu)；分隔片裝置通過芯長檢測機構(gòu)與該導(dǎo)軌機構(gòu)相連；半開放式儲芯筒與該分隔片裝置相連；由該直流電動馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)；該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)包括相互配合的第一圓錐齒輪和第二圓錐齒輪。優(yōu)選地，該分隔片裝置包括分隔片儲存腔以及過芯腔，其中:該分隔片儲存腔的中心線與該過芯腔的中心線平行，多片分隔片按順序疊在一起成為一疊分隔片存儲在分隔片儲存腔中；該分隔片儲存腔的底部設(shè)置有彈簧，頭部固定設(shè)置有棘輪軸；該彈簧頂住該疊分隔片中的最后一片上；圓柱形扭彈簧安裝在該棘輪軸上，該棘輪軸上安裝有棘輪；該棘輪的一個棘爪頂在該疊分隔片中的第一片上；該棘輪轉(zhuǎn)動時，該疊分隔片逐片地從該分隔片儲存腔中進入到過芯腔中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的實施例對動力部分進行了簡化，并采用獨立的模塊化設(shè)計，便于作業(yè)過程中出現(xiàn)灌漿，即可立即更換，降低損失，提高作業(yè)效率。本申請的實施例將動作單元進行模塊化設(shè)計，配以取常規(guī)巖芯的機械節(jié)和取大顆粒巖芯的機械節(jié)，同時保證互換性。本申請的實施例采用直流電機直接驅(qū)動的電動馬達，簡化動力單元，提高取芯效率。本申請的實施例增加單次作業(yè)取芯數(shù)量，并將取得的巖芯分隔開，避免破碎巖芯造成的干擾。本申請的實施例配以定向取芯裝置，可以取得裸眼井同一深度但不同方向的巖芯，滿足對地質(zhì)沉積相的研究。本申請的實施例簡化了儀器的裝配、調(diào)試、維修和保養(yǎng)的作業(yè)過程。本申請的實施例可以提升取芯作業(yè)的時效性，減小取芯作業(yè)的風(fēng)險性。

圖1為本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器的構(gòu)造示意圖。圖2為本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器中液壓節(jié)的構(gòu)造示意圖。圖3為本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器中機械節(jié)的構(gòu)造示意圖。圖4為本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)的構(gòu)造示意圖圖5為本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器中分隔片裝置的構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。本申請實施例以及實施例中的各個特征，在不相沖突前提下的相互結(jié)合，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。如圖1所示，本申請實施例的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器主要包括順序連接的馬籠頭(EOCH) 1、電子節(jié)(EA) 2、液壓節(jié)(PC) 3以及機械節(jié)4。馬籠頭I是井下儀器與電纜末端進行連接的關(guān)鍵儀器，本申請的實施例中連接電子節(jié)與電纜末端魚雷，其內(nèi)部纜芯與EA通過接插件相連接，達到傳遞電信號的目的。本申請的實施例中，馬籠頭I底部設(shè)有油缸，高壓纜芯底部浸沒在油缸儲存的絕緣介質(zhì)(比如硅油)當(dāng)中，高壓纜芯的其余部分則被絕緣材料(比如耐高溫高壓硅脂)包裹，滿足地面控制系統(tǒng)施加到旋轉(zhuǎn)井壁取芯器的高壓(比如450伏)交流電的絕緣要求。電子節(jié)2與地面控制系統(tǒng)進行通訊，接收地面控制系統(tǒng)發(fā)生的指令，并按照地面?zhèn)鬏數(shù)闹噶钜?，指揮井下儀器完成一系列取芯動作。向地面控制系統(tǒng)發(fā)送井下儀器的各種工作狀態(tài)信息，包括GR信號、電纜頭電壓、動力泵壓力信號、直流電馬達信號、鉆進位移信號、芯長位移信號、電子節(jié)溫度以及液壓節(jié)溫度等等。液壓節(jié)3為取芯作業(yè)提供動力。機械節(jié)4完成旋轉(zhuǎn)井壁取芯器的推靠、取芯、折芯以及儲芯等一系列作業(yè)。本申請的實施例中，機械節(jié)包括取常規(guī)巖芯的機械節(jié)和取大顆粒巖芯的機械節(jié)。本申請的實施例中，液壓節(jié)3內(nèi)部包括上下兩個部分，上部為液壓平衡裝置，下部為液壓驅(qū)動裝置，且PC內(nèi)部空間充滿耐高溫齒輪油。如圖2所示，液壓節(jié)3中的液壓平衡裝置主要包括平衡活塞12、連接在平衡活塞12上的活塞桿19以及套在活塞桿19上的彈簧11。液壓平衡裝置在遠離平衡活塞12的一端上設(shè)置有注油口 18。如圖2所示，液壓節(jié)3中的液壓驅(qū)動裝置主要包括有第一高溫直流電機20，與第一高溫直流電機20相連的高溫齒輪泵21，與高溫齒輪泵21通過出油管線15和回油管線24等相連的蓄能器22，與蓄能器22相連的閥島16。液壓驅(qū)動裝置中還設(shè)置有傳感器13、限位開關(guān)14以及第二高溫直流電機23等。傳感器13設(shè)置在液壓驅(qū)動裝置靠近液壓平衡裝置一側(cè)，液壓驅(qū)動裝置遠離液壓平衡裝置一側(cè)的端部設(shè)置有出油口 17，限位開關(guān)14設(shè)置在傳感器13以及出油口 17之間。本申請的實施例在應(yīng)用時，先將注油嘴連接到注油口 18處，然后用循環(huán)泵將齒輪油注入PC內(nèi)部直至出油口 17處出油，關(guān)閉循環(huán)泵，并用油堵堵住出油口 17。打開真空泵抽真空，直至泵內(nèi)油液面不再發(fā)生變化為止。關(guān)閉真空泵，打開注油口 18與油缸連接的管線(預(yù)先充滿齒輪油)，此時，大氣壓力自動將部分齒輪油壓入PC內(nèi)部原先被空氣占據(jù)的空間,這樣就完成了抽真空注油的目的,完成之后用油堵堵住注油口 18。如圖3所示，本申請實施例的機械節(jié)主要包括副推靠臂33和主推靠臂34，連通副推靠臂33和主推靠臂34的出油管線31以及回油管線32，還包括直流電動馬達35，與直流電動馬達35相連的導(dǎo)軌機構(gòu)37，導(dǎo)軌機構(gòu)37上設(shè)置有推芯機構(gòu)40，分隔片裝置38通過芯長檢測機構(gòu)39與導(dǎo)軌機構(gòu)37相連，加長型半開放式儲芯筒36與分隔片裝置38相連。圖4所示旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)，主要包括相互配合的第一圓錐齒輪41和第二圓錐齒輪42，其中直流電動馬達35與第一圓錐齒輪41相連。如圖5所示，本申請實施例中的分隔片裝置主要包括分隔片儲存腔51以及過芯腔52。[0064]分隔片儲存腔51的中心線與過芯腔52的中心線平行，多片分隔片50按順序疊在一起成為一疊分隔片，存儲在分隔片儲存腔51中。分隔片儲存腔51的底部設(shè)置有彈簧61，頭部固定設(shè)置有棘輪軸62。該彈簧頂住該疊分隔片中的最后一片上。圓柱形扭彈簧63通過卡簧槽安裝在棘輪軸62上，扭彈簧63預(yù)先給予反向扭力，棘輪軸62通過鍵64與棘輪65定位組合。棘輪65的一個棘爪頂在該疊分隔片中的第一片上。在棘輪65轉(zhuǎn)動作用下，該疊分隔片逐片地從分隔片儲存腔51中進入到過芯腔52，參與巖芯70的分割。在巖芯70在推芯機構(gòu)40中推芯桿71的推動作用下，巖芯70的底部頂著位于過芯腔52中的分隔片50與巖芯70 —起前行，進入到半開放式儲芯筒36內(nèi)。與此同時，在扭彈簧的復(fù)位作用下，棘輪旋轉(zhuǎn)，其上的棘爪頂住該疊分隔片上的第一片從分隔片儲存腔51中進入到過芯腔52中。在該疊分隔片上的分隔片從分隔片儲存腔51中進入到過芯腔52中后，分隔片儲存腔51底部設(shè)置的彈簧61頂著該疊分隔片朝向棘輪65運動并使得該疊分隔片中新的第一片頂住棘輪65的棘爪上。通過分隔片50的隔離，可以有效地對巖芯進行分隔。本申請的實施例在應(yīng)用時，推芯機構(gòu)40中的推芯桿將直流電動馬達35上安裝的取芯鉆具取得的巖芯推向半開放式儲芯筒36。但巖芯在被推向半開放式儲芯筒36的同時，必須經(jīng)過分隔片裝置38。分隔片裝置38的底部由彈簧機構(gòu)驅(qū)動，隨時都保證有一枚圓環(huán)狀隔片放置在分隔片裝置38的底部。巖芯經(jīng)過推芯桿通過分隔片裝置38并滑向半開放式儲芯筒36時，底部必定將一枚圓環(huán)狀隔片一并頂入半開放式儲芯筒36，這樣就達到了分隔巖芯的作用，避免了由于沒有隔片造成的破碎巖芯造成了取芯資料混淆。本申請的實施例中，巖芯通過隔片被單獨隔開放置在半開放式儲芯筒36中，半開放式儲芯筒36在取芯作業(yè)后被單獨取出，通過特殊半開放式結(jié)構(gòu)可以方便的取出巖芯。本申請的實施例中，在同一深度的不同方向取得巖芯時，在成功取芯并儲芯后，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)得到液壓節(jié)傳遞下來的壓力，并結(jié)合角度傳感器的作用，使得第一圓錐齒輪41圍繞第二圓錐齒輪42順時針轉(zhuǎn)動第一角度后停止，同時帶動直流電動馬達35也轉(zhuǎn)動到位，此時可以實現(xiàn)第二次取芯并儲芯。第二次成功后，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)再次得到液壓節(jié)傳遞下來的壓力，并結(jié)合角度傳感器使得第一圓錐齒輪41再圍繞第二圓錐齒輪42逆時針時針轉(zhuǎn)動第二角度后停止，同時帶動直流電動馬達35也轉(zhuǎn)動到位，此時可以實現(xiàn)第三次取芯并儲芯，這樣就完成了同一深度地理層位上的以某一角度為分隔的三次不同取芯作業(yè)，為研究地質(zhì)沉積相提供了有力的幫助。本申請的實施例中，該第二角度可以是該第一角度的兩倍，該第一角度比如可以是20度。本申請的實施例中，當(dāng)取芯作業(yè)之后發(fā)生系統(tǒng)突然斷電的時候，液壓節(jié)內(nèi)部的蓄能器將發(fā)揮作用，將本身存儲的彈性勢能迅速釋放，將彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤汗?jié)內(nèi)部的瞬時液壓，使得所有的動力系統(tǒng)得到反向的液壓，副推靠臂33與主推靠臂34迅速收攏，同時直流電動馬達35迅速回到鉆退位置，使得儀器串在井里的狀態(tài)由偏心變?yōu)榫又?，這樣避免了由于系統(tǒng)斷電造成的取芯作業(yè)失敗且無法將儀器串提出井外的問題。本申請的實施例采用直流電機直接驅(qū)動的電動馬達，簡化了動力單元，提高了取芯效率，增加了單次作業(yè)取芯數(shù)量，并將所取得的巖芯分隔開，避免破碎巖芯造成的干擾。本申請的實施例配以定向取芯裝置，可以取得裸眼井同一深度但不同方向的巖芯，滿足對地質(zhì)沉積相的研究。本申請的實施例采用深孔鉆加工油路通道，將普通液壓閥更換為方便拆裝的插裝閥并使用閥島進行集成，使得裝配、維修和保養(yǎng)更加方便。本申請的實施例采用直流電驅(qū)動的齒輪馬達直接驅(qū)動取芯鉆具進行取芯，能耗減小，效率提高。相比現(xiàn)有的取芯器，掉取芯軟和硬管，避免由于保養(yǎng)不當(dāng)造成的該處灌漿事件。本申請的實施例采用缺油報警的活塞平衡方式獲得儀器內(nèi)外壓力平衡。本申請的實施例采用抽真空循環(huán)注油方式，相比現(xiàn)有的手動注油(手壓泵)，提高了注油效果。雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，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1.一種旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，包括: 馬籠頭； 與馬籠頭相連，與地面控制系統(tǒng)進行通訊的電子節(jié)； 與電子節(jié)相連，為取芯作業(yè)提供動力的液壓節(jié)；以及 與液壓節(jié)相連，完成推靠、取芯、折芯以及儲芯作業(yè)的機械節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于: 該馬籠頭的內(nèi)部纜芯與該電子節(jié)通過接插件相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于: 該馬籠頭的底部設(shè)有油缸，內(nèi)部的高壓纜芯底部浸沒在油缸儲存的絕緣介質(zhì)中，該高壓纜芯的其余部分被絕緣材料包裹。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于: 該液壓節(jié)內(nèi)部包括液壓平衡裝置和液壓驅(qū)動裝置，且該液壓節(jié)內(nèi)部空間充滿耐高溫齒輪油。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，該液壓平衡裝置包括: 平衡活塞； 連接在該平衡活塞上的活塞桿； 套在該活塞桿上的彈簧；以及 設(shè)置在遠離該平衡活塞的注油口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，該液壓驅(qū)動裝置包括: 第一高溫直流電機； 與該第一高溫直流電機相連的高溫齒輪泵； 與該高溫齒輪泵通過出油管線和回油管線相連的蓄能器； 與該蓄能器相連的閥島；以及 設(shè)置在遠離該液壓平衡裝置一側(cè)的端部的出油口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，該液壓驅(qū)動裝置包括: 靠近該液壓平衡裝置一側(cè)的傳感器； 設(shè)置在該傳感器以及該出油口之間的限位開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，該機械節(jié)包括: 直流電動馬達； 副推靠臂及主推靠臂； 連通該副推靠臂及主推靠臂的出油管線及回油管線； 與該直流電動馬達相連的導(dǎo)軌機構(gòu)，該導(dǎo)軌機構(gòu)上設(shè)置有推芯機構(gòu)； 分隔片裝置通過芯長檢測機構(gòu)與該導(dǎo)軌機構(gòu)相連； 半開放式儲芯筒與該分隔片裝置相連； 由該直流電動馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)；該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機構(gòu)包括相互配合的第一圓錐齒輪和第二圓錐齒輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，其特征在于，該分隔片裝置包括分隔片儲存腔以及過芯腔，其中: 該分隔片儲存腔的中心線與該過芯腔的中心線平行， 多片分隔片按順序疊在一起成為一疊分隔片存儲在分隔片儲存腔中； 該分隔片儲存腔的底部設(shè)置有彈簧，頭部固定設(shè)置有棘輪軸； 該彈簧頂住該疊分隔片中的最后一片上； 圓柱形扭彈簧安裝在該棘輪軸上，該棘輪軸上安裝有棘輪； 該棘輪的一個棘爪頂在該疊分隔片中的第一片上； 該棘輪轉(zhuǎn)動時， 該疊分隔片逐片地從該分隔片儲存腔中進入到過芯腔中。
專利摘要本實用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)井壁取芯器，克服目前旋轉(zhuǎn)井壁取芯器結(jié)構(gòu)復(fù)雜取芯效率低以及維修作業(yè)麻煩的不足，該旋轉(zhuǎn)井壁取芯器包括馬籠頭；與馬籠頭相連，與地面控制系統(tǒng)進行通訊的電子節(jié)；與電子節(jié)相連，為取芯作業(yè)提供動力的液壓節(jié)；以及與液壓節(jié)相連，完成推靠、取芯、折芯以及儲芯作業(yè)的機械節(jié)。本申請的實施例對動力部分進行了簡化，并采用獨立的模塊化設(shè)計，便于作業(yè)過程中出現(xiàn)灌漿，即可立即更換，降低損失，提高作業(yè)效率。
文檔編號E21B25/00GK203008834SQ201220716590
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者王野梁, 劉力平 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