[實用新型]一種用于天然氣水合物的鉆井及取心兩用鉆頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820064169.3
• 申請日: 2008-07-08
• 公開（公告）號: CN201258688Y
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉清友;朱海燕;王國榮;姜正陸
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B10/02
• 分類號: E21B10/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種地質(zhì)勘探中的鉆井及取心，特別涉及一種用于天然氣水合物的鉆井及取心兩用鉆頭。

背景技術(shù)

21世紀世界能源消費總量將持續(xù)增長，能源構(gòu)成將發(fā)生重大變革，石油和天然氣在21世紀中葉趨于枯竭，煤炭是承上啟下的過渡能源，天然氣水合物被譽為21世紀的新能源。1m³的“可燃冰”燃燒，可以釋放164m³的甲烷天然氣。據(jù)稱，在世界大洋中，天然氣水合物的總量換算成甲烷氣體，高達2億億立方米，其含碳量比迄今世界上所有已知所有石油、天然氣、煤炭礦產(chǎn)總量大2倍，海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。要明確我國天然氣水合物儲量、分布位置及成藏條件，就必須靠鉆探取樣的方法獲得水合物的原始樣品。為了滿足水合物調(diào)查及探測的實際要求，需要發(fā)明一種即能夠鉆井又能夠?qū)崿F(xiàn)取芯作業(yè)的兩用鉆頭。

目前已有的天然氣水合物取心鉆具，是通過重力作用，刀頭切入巖心，進行取心作業(yè)，但這種取心裝置取心長度受到重力捶擊作用的限制，取心長度有限，且只能取出海底表層巖樣，甚至當巖心較硬時，無法切入巖心，取樣失敗。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、便于推廣應(yīng)用和配套、成本低的鉆井及取心兩用鉆頭。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種用于天然氣水合物的鉆井及取心兩用鉆頭，包括鉆頭體、鉆頭芯和限位環(huán)，其特征在于：所述鉆頭芯通過兩凸鍵連接在所述鉆頭體內(nèi)；所述限位環(huán)將鉆頭芯固定在鉆頭體內(nèi)；所述鉆頭體內(nèi)加工有兩個突出的凸鍵；鉆頭芯外部加工有兩個凹陷的凹槽，鉆頭體與鉆頭芯通過兩凸鍵與兩凹槽連接在一起。

所述限位環(huán)呈圓環(huán)狀，焊接在鉆頭體內(nèi)部頂端；在限位環(huán)表面上焊接有三個彈性爪，以固定鉆頭芯的位置。

所述鉆頭體內(nèi)加工有一臺階面，鉆頭芯外部加工有一臺階面，所述兩臺階面接觸，以限制鉆頭芯在所述鉆頭體中的位置。

所述鉆頭芯中空，加工有一臺階面，以便于鉆頭芯的安裝和拆卸。

本實用新型的有益效果是，這種天然氣水合物鉆井及取心兩用鉆頭不起鉆即可實現(xiàn)取心作業(yè)，節(jié)約了取芯時間，保證巖心的整體質(zhì)量；配合鉆頭芯安裝和拆卸工具，可以實現(xiàn)任意巖層的取心、取樣操作，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型的縱剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的鉆頭體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型的鉆頭芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的限位環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4限位環(huán)結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖中：1.鉆頭體，2.凸鍵，3.鉆頭體內(nèi)臺階面，4.螺紋，5.鉆頭芯，6.凹槽，7.鉆頭芯外臺階面，8.鉆頭芯內(nèi)臺階面，9.限位環(huán)，10.彈性爪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本實用新型的最佳實施例：如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型包括鉆頭體1、鉆頭芯5和限位環(huán)9，所述鉆頭芯5通過凸鍵2連接在所述鉆頭體1內(nèi)；所述限位環(huán)9將所述鉆頭芯5固定在所述鉆頭體1內(nèi)。所述鉆頭體1內(nèi)加工有兩個突出的凸鍵2；鉆頭芯外部加工有兩個凹陷的凹槽6，鉆頭體1與鉆頭芯5通過兩凸鍵2與兩凹槽6連接在一起。所述限位環(huán)9呈圓環(huán)狀，焊接在鉆頭體1內(nèi)部頂端；在限位環(huán)9表面上焊接有三個彈性爪10，以固定鉆頭芯5的位置。所述鉆頭體1內(nèi)加工有一個鉆頭體內(nèi)臺階面3，鉆頭芯5外部加工有一個鉆頭芯外臺階面7，所述兩臺階面接觸，以限制鉆頭芯5在所述鉆頭體1中的位置。所述鉆頭芯5中空，加工有鉆頭芯內(nèi)臺階面8，以便于鉆頭芯的安裝和拆卸。

本實用新型所述的一種用于天然氣水合物的鉆井及取心兩用鉆頭在進行取心作業(yè)與鉆井前，用專用安裝工具將鉆頭芯5安裝在鉆頭體1內(nèi)。此時，鉆頭芯外臺階面7與鉆頭體內(nèi)臺階面3相接觸，防止鉆頭芯5從鉆頭體1內(nèi)脫落；鉆頭芯兩凹槽6與鉆頭體兩凸鍵2進行鍵連接，以獲得轉(zhuǎn)動扭矩；限位環(huán)9焊接在鉆頭體1內(nèi)部頂端，其三個彈性爪10與鉆頭芯5頂部接觸，限制鉆頭芯5的軸向移動。鉆頭體1通過螺紋4安裝在鉆柱下部，并下到井底，開始鉆井。鉆井中，鉆頭體1和鉆頭芯5隨著鉆柱的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，破碎巖石。鉆到可取心巖層后，采用專用工具，將限位環(huán)9的三個彈性爪10擠向鉆頭體內(nèi)壁，取出鉆頭芯5，然后用繩索下入保真取心筒，進行取心作業(yè)。取心結(jié)束后，回收繩索將保真取心筒取出，完成取心作業(yè)。