本實(shí)用新型涉及的小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器（MSC-92），屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，是用于油田裸眼井對井壁鉆取巖芯的一種儀器。通過對取芯層位的巖石樣品進(jìn)行滲透率、孔隙度及含油飽和度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，為地質(zhì)技術(shù)人員進(jìn)行油藏分析提供了直觀、可靠的依據(jù)。小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器具有：儀器直徑小，可進(jìn)行小井眼（最小可達(dá)4-1/2英寸）作業(yè)；成本低；作業(yè)安全性高；取芯成功率高；結(jié)構(gòu)簡單；耐高溫高壓的特點(diǎn)。

背景技術(shù)：

隨著石油鉆井技術(shù)和設(shè)備的逐步發(fā)展，小井眼技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。發(fā)展小井眼技術(shù)主要目的是降低鉆井成本，與常規(guī)井相比小井眼能節(jié)約1/4左右的鉆井成本，所以石油公司會(huì)選用更廉價(jià)的勘探方法，從而小井眼井逐步發(fā)展成為必然的趨勢。目前市場上存在的取芯器，儀器體積龐大，所適應(yīng)的井眼尺寸為6英寸以上，且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低。為了滿足小井眼井（6英寸以下）取芯要求，并且提高儀器的作業(yè)安全可靠性，簡化電路，而設(shè)計(jì)了本取芯器。本實(shí)用新型采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，直流電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)鉆頭的方式，解決了上述存在的技術(shù)難題，并且價(jià)格低，易于推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決目前的大直徑取芯器不能下小井眼的難題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器（MSC-92），本實(shí)用新型儀器外徑92mm,采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，直流電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)鉆頭的方式，液壓節(jié)外殼和平衡節(jié)內(nèi)注滿耐高溫液壓油，平衡節(jié)采用活塞平衡，使液壓管路始終處于壓力平衡狀態(tài)，儀器耐溫達(dá)175℃，耐壓達(dá)140MPa；儀器一次下井取芯最多可達(dá)50顆，芯長1.75英寸（44.5mm），直徑1英寸（25.4mm）。作業(yè)安全性高；儀器直徑小，可進(jìn)行小井眼作業(yè)；對井下任一深度巖層均可進(jìn)行取芯，取芯成功率高，取出的巖芯利用價(jià)值高，可真實(shí)反映地層巖層、流體性質(zhì)，為石油勘探提供重要依據(jù)。

本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器，主要由電子節(jié)、探頭節(jié)組成，其中，探頭節(jié)主要由液壓單元、機(jī)械單元、平衡單元、尾翼組成，探頭節(jié)通過電器接頭與電子節(jié)相連，電子節(jié)通過測井電纜與地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。

電子節(jié)主要由通訊模塊、電磁閥控制模塊、采集模塊、電機(jī)控制模塊、CCL和方位模塊組成，電磁閥控制模塊、采集模塊、電機(jī)控制模塊、CCL和方位模塊的信號(hào)端通過通訊模塊由測井電纜與地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；

其中，電磁閥控制模塊用于控制電磁閥的工作狀態(tài)，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)的工作狀態(tài)。

液壓單元主要由電磁閥、交流電機(jī)、液壓泵，儲(chǔ)能器、安全閥、壓力傳感器組成，機(jī)械單元主要由鉆進(jìn)缸、主推靠缸、副推靠缸、推芯缸、翻身缸、直流電機(jī)、位移傳感器、芯長傳感器、鉆頭組件組成，平衡單元主要由活塞外殼、活塞、活塞桿、活塞彈簧組成。

采集模塊對壓力傳感器、芯長傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過通訊模塊上傳到地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器工作過程，其特征在于：

液壓單元外殼和平衡單元內(nèi)注滿耐高溫液壓油,平衡單元采用活塞平衡，使液壓管路始終處于壓力平衡狀態(tài)；

探頭節(jié)中交流電機(jī)帶動(dòng)液壓泵，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生高壓油路；

產(chǎn)生的高壓油驅(qū)動(dòng)馬達(dá)翻身缸，主推靠缸，副推靠缸，鉆進(jìn)缸，推芯缸，馬達(dá)翻身缸使馬達(dá)翻身至取芯位置；

主推靠缸，副推靠缸使儀器緊貼目的層表面；

鉆進(jìn)缸使馬達(dá)鉆頭鉆進(jìn)取芯；

探頭節(jié)中直流電機(jī)帶動(dòng)馬達(dá)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行取芯；

推芯缸將馬達(dá)中的巖芯推進(jìn)儲(chǔ)芯筒中，完成一次取芯。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型儀器外徑92 mm，填補(bǔ)了小井眼井（6英寸以下）機(jī)械井壁取芯的空白。

2、本實(shí)用新型的取芯器電路結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)力系統(tǒng)采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)鉆頭，優(yōu)化了地面機(jī)柜，增強(qiáng)儀器作業(yè)安全性和可靠性。使得儀器耐溫達(dá)175℃，耐壓達(dá)140MPa。

3、平衡節(jié)采用活塞式,增強(qiáng)儀器適應(yīng)惡劣環(huán)境作業(yè)能力。

4、直流電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)取芯，減弱馬達(dá)鉆頭對泵壓力和排量的要求，使儀器穩(wěn)定性增強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器功能框圖；

圖2是本實(shí)用新型小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器液壓原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，一種小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器（MSC-92），主要由電子節(jié)40、探頭節(jié)50組成。電子節(jié)主要由通訊模塊401、采集模塊402、電機(jī)控制模塊403、CCL和方位模塊404、電磁閥控制模塊405組成，電磁閥控制模塊405、采集模塊402、電機(jī)控制模塊403、CCL和方位模塊404的信號(hào)端通過通訊模塊401由測井電纜與地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；

其中，電磁閥控制模塊405用于控制電磁閥的工作狀態(tài)，電機(jī)控制模塊403控制交流電機(jī)503、直流電機(jī)504的工作狀態(tài)。

液壓單元主要由電磁閥、交流電機(jī)503、儲(chǔ)能器21、安全閥、壓力傳感器501組成，機(jī)械單元主要由鉆進(jìn)缸27、主推靠缸24、副推靠缸25、推芯缸23、翻身缸26、直流電機(jī)504、位移傳感器501、芯長傳感器505、鉆頭組件507組成，平衡單元主要由活塞、活塞桿、活塞彈簧組成。

如圖2所示，小井眼鉆進(jìn)式井壁取芯器液壓原理，交流電機(jī)503帶電,帶動(dòng)液壓泵506，使油路產(chǎn)生高壓油，高壓油通過濾油器33和單向閥35進(jìn)入主油路。高壓油通過2000psi溢流閥39使油路壓力保持在2000psi。液壓油（2000psi）通過單向閥38和兩位三通電磁閥（常通）1對蓄能器21蓄能。蓄能器21蓄能完成后，兩位兩通電磁閥11帶電，液壓油進(jìn)入1200psi溢流閥28，使油路壓力保持在1200psi。兩位兩通電磁閥9(常通)帶電,兩位三通電磁閥1，兩位三通電磁閥2帶電，液壓油（1200psi）通過單向閥38進(jìn)入主推靠缸24和副推靠缸25，主推靠臂61和副推靠臂60打開。兩位三通電磁閥3、兩位兩通電磁閥10（常斷）帶電，液壓油（1200psi）通過單向閥36, 兩位三通電磁閥3、兩位兩通電磁閥10進(jìn)入翻身缸26，鉆頭組件507沿導(dǎo)軌翻身，鉆頭組件507翻身到垂直位置后，液壓油（1200psi）對蓄能器22蓄能。液壓油（1200psi）通過兩位兩通電磁閥12，200psi溢流閥29; 兩位兩通電磁閥13，300psi溢流閥30; 兩位兩通電磁閥14，500psi溢流閥31; 兩位兩通電磁閥15，900psi溢流閥32，調(diào)節(jié)進(jìn)入鉆進(jìn)缸27的液壓油壓力，控制鉆進(jìn)速度。例如：兩位兩通電磁閥12帶電，液壓油進(jìn)入200psi溢流閥29，使油路壓力保持在200psi。兩位三通電磁閥8帶電，液壓油（200psi）通過兩位三通電磁閥8進(jìn)入鉆進(jìn)缸27，鉆進(jìn)缸27帶動(dòng)導(dǎo)軌47移動(dòng)，鉆頭組件507沿導(dǎo)軌47鉆進(jìn)取心。馬達(dá)取芯完成后，兩位兩通電磁閥12，兩位三通電磁閥3下電,兩位三通電磁閥4帶電，液壓油（1200psi）通過單向閥36, 兩位三通電磁閥4進(jìn)入翻身缸26，鉆頭組件507折心,馬達(dá)鉆頭折心后，兩位三通電磁閥3帶電,兩位三通電磁閥4下電，兩位三通電磁閥8下電,兩位三通電磁閥7帶電，液壓油通過兩位三通電磁閥7進(jìn)入鉆進(jìn)缸27，鉆頭組件507沿導(dǎo)軌47從地層中收回。兩位三通電磁閥3下電,兩位三通電磁閥4帶電，液壓油（1200psi）通過單向閥36, 兩位三通電磁閥4進(jìn)入翻身缸26，鉆頭組件507沿導(dǎo)軌翻身到取心前原始位置。兩位三通電磁閥6帶電，液壓油通過單向閥37，兩位三通電磁閥6進(jìn)入推心缸23，推心缸23通過芯桿推心,推心完成后，兩位三通電磁閥6下電,兩位三通電磁閥5帶電，液壓油通過單向閥37，兩位三通電磁閥5進(jìn)入推心缸23，推心缸芯桿收回。兩位三通電磁閥1、兩位三通電磁閥2、兩位兩通電磁閥9(常通)下電，液壓油通過單向閥38，兩位三通電磁閥1進(jìn)入主推靠缸24和副推靠缸25，主推靠臂61和副推靠臂60收回，取芯完成。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)為儀器外徑92 mm,可以在最小4.5 in.的小井眼進(jìn)行機(jī)械式取芯，作業(yè)效率高成本低；耐溫達(dá)175℃，耐壓達(dá)140MPa，可進(jìn)行高溫作業(yè)；儀器一次下井取芯最多可達(dá)50顆，芯長1.75英寸（44.5毫米），直徑1英寸（25.4毫米）；對井壁任一巖層均可進(jìn)行取芯，取芯成功率高，取出的巖芯利用價(jià)值高，可真實(shí)反映地層巖層、流體性質(zhì)。

以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。