[發明專利]大通徑取心工具下端壓力封閉機構

有效

• 申請號: 201410508259.7
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN105443061B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 周洪國;任紅;許俊良;馬清明;張輝;朱杰然;顧洪成
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及石油、天然氣及天然氣水合物(natural gas hydrates，NGH)鉆探取心作業工具領域，更具體的說是一種基于繩索取心方式的保壓取心工具。

背景技術

近年來NGH的勘探不斷深入，繩索取心方式用于海洋區域NGH的鉆探取心。繩索取心方式的特點是取心工具從鉆具水眼下入，省去起下鉆具作業，取心作業隨機、快速，但取心工具的外徑尺寸受鉆具水眼的限制，而巖心直徑增大可以提高巖心質量。而且起出取心工具時，由于NGH周圍環境的變化導致NGH的分解，取心工具到地面后得不到NGH樣品，或者NGH失去原始狀態，這就需要具有保溫保壓功能的取心工具。

目前保溫保壓取心工具通常采用的密封裝置是球閥或板閥裝置，同樣條件下板閥比球閥的內通徑大；傳統的板閥技術在外徑一定的情況下內通徑尺寸相對較小，在鉆井高溫、高壓、惡劣的工況下，密封等級會降低。傳統繩索、保壓取心方式采用關閉板閥或球閥的方式實現壓力封閉，但是板閥或球閥在外徑一定時內通徑小，板閥或球閥內通徑直接關系巖樣直徑；增大巖樣直徑能提高巖樣收獲率和提高巖樣質量。

發明內容

本發明的大通徑取心工具下端壓力封閉機構是為了克服以上存在的問題，解決取心工具外徑確定的條件時提高內通徑的技術問題，從而實現提高巖樣直徑。

本發明為解決上述技術問題通過以下技術方案實現的：

大通徑取心工具下端壓力封閉機構，外殼1與密封主體4連接，并在連接處上方形成擴徑內腔，在擴徑內腔內套有導向架2，導向架2滑動配合連接活動密封體3，活動密封體3與密封主體4上端口構成密封配合。

上述方案還包括：密封主體4上端口設有內錐面；導向架2上端為圓環，下部是兩塊沿軸線對稱分布的導向塊，導向塊內表面為平面、外表面為圓弧面，在導向塊的內平面上設有圓弧形導向凹槽6；活動密封體3是以圓筒徑向為軸線切割的彎月狀圓塊，在圓塊的圓周邊加工有與密封主體4上端口內錐面配合的錐面，并在圓塊的外圓周邊加工有平行于圓筒軸線的兩個對稱活動密封體平面9，在兩活動密封體平面9上各設有一與導向架2凹槽滑動配合的活動密封體凸臺7。

上述方案進一步包括：密封主體4頂端設有與活動密封體3外圓周邊支點配合的環形密封主體凸臺8，環形密封主體凸臺8上端面設計成半圓弧狀，在環形密封主體凸臺8上設有平行于密封主體4軸線的兩平面，該兩平面與導向架2的導向塊內平面配合。所述環形密封主體凸臺8上端面設有與活動密封體3圓周邊配合的圓弧面。外殼1與密封主體4間設有密封圈并用螺紋連接。

本發明采用了活動密封體安裝在導向架上，活動密封體平面上的活動密封體凸臺與導向架凹槽配合對活動密封體導向；活動密封體的錐面與密封主體的凸臺配合是活動密封體旋轉的支點；關閉大通徑取心工具下端過程是活動密封體以活動密封體的錐面與密封主體的凸臺配合為支點，沿導向架凹槽旋轉90°角，實現活動密封體的錐面與密封主體上端的錐面配合；密封方式是金屬與金屬密封。

本發明為繩索取心方式提供大通徑取心工具下端壓力封閉機構。本機構最大限度提高內通徑；該機構結構緊湊、性能可靠、密封可靠，滿足取心作業工況；并且結構簡單，安裝使用操作簡便。

附圖說明

圖1為大通徑取心工具下端壓力封閉機構的開啟狀態示意圖。

圖2為圖1中的導向架、活動密封體、密封主體組合局部示意圖。

圖3為導向架剖視圖。

圖4為導向架立體結構示意圖。

圖5為活動密封體立體結構示意圖。

圖6為大通徑取心工具下端壓力封閉機構封閉狀態的局部示意圖。

圖中：1外殼；2導向架；3活動密封體；4密封主體；5密封圈；6導向架凹槽；7活動密封體凸臺；8密封主體凸臺；9活動密封體平面。

具體實施方式

結合說明書附圖對本發明作進一步描述。

參照說明書附圖1和2、6，大通徑取心工具下端壓力封閉機構，包括外殼1、導向架2、活動密封體3、密封主體4、密封圈5。外殼1與密封主體4間設有密封圈5并用螺紋連接；密封主體4內腔的上端設計成錐面，頂端設計密封主體凸臺8。導向架2安裝于密封主體4的上端；活動密封體3安裝在導向架2上，活動密封體平面9與導向架2的內平面配合；活動密封體凸臺7與導向架凹槽6配合；活動密封體3的錐面與密封主體凸臺8相切。