[發(fā)明專利]一種繩索取芯工具及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710558000.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN107165597B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯歷平;黃澤民;祝效華;胡莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B25/02
• 分類號(hào): E21B25/02;E21B25/10
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;李林合

本發(fā)明公開了一種繩索取芯工具，主要由上殼體、吊環(huán)、導(dǎo)流頭、支撐筒、渦輪軸、扶正軸承、渦輪轉(zhuǎn)子、渦輪定子、轉(zhuǎn)子支撐套、定子支撐套、下殼體、支撐軸承組、內(nèi)調(diào)節(jié)套、外調(diào)節(jié)套、行星輪套、螺栓、防塵圈、軸承擋圈、防掉端蓋、圓錐滾子軸承、銷軸、止推軸承、行星輪、減速筒、蓋板、傳動(dòng)軸、活塞缸、密封圈、活塞桿、鎖緊銷、巖芯筒、外取芯鉆頭、內(nèi)取芯鉆頭、巖芯爪和泥漿擋圈組成，其特征在于當(dāng)進(jìn)行取芯作業(yè)時(shí)，向工具內(nèi)部投入泥漿擋圈，鎖緊銷被剪斷且內(nèi)取芯鉆頭向下作用于地層，巖芯保存于巖芯筒內(nèi)，內(nèi)取芯鉆頭的轉(zhuǎn)速和鉆壓分別由減速筒轉(zhuǎn)速和活塞桿上端面所受推力確定；取芯完成后，上提吊環(huán)將工具內(nèi)部的零件全部提出并取出巖芯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種取芯工具，特別是一種用于掘取井下巖芯的繩索取芯工具及其操作方法，屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)油氣資源的需求量也在不斷增加。當(dāng)前，油氣勘探開發(fā)已經(jīng)深入至地表以下數(shù)千米的位置，深井超深井的數(shù)量巨大。在油田進(jìn)行鉆井作業(yè)之前，需要先了解不同位置地層的地質(zhì)情況。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，工程中主要采取進(jìn)行巖石取樣的方法，即取芯。通過在地層中鉆取巖芯并分析其物理力學(xué)特性，可預(yù)測(cè)相關(guān)地層和油氣層的性質(zhì)，為制定合理的開發(fā)方案、準(zhǔn)確計(jì)算油田儲(chǔ)量、制定增產(chǎn)措施提供可靠依據(jù)。油氣勘探作業(yè)范圍廣且數(shù)量大，取芯作業(yè)具有較大需求。由于井眼長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米而直徑僅在10厘米至30厘米范圍，因此需要特定的工具進(jìn)行這一操作。

現(xiàn)有取芯裝置普遍以井口轉(zhuǎn)盤為動(dòng)力，即整根鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)，取芯工具處的能量來源于井口動(dòng)力裝置并通過鉆柱傳遞。這種方式的缺點(diǎn)在于沿程能量損失大，當(dāng)?shù)貙游恢幂^深時(shí)能量利用率較低。此外，當(dāng)井眼不為直井眼時(shí)，由于鉆柱與井壁間的摩阻易導(dǎo)致鉆柱因扭矩過大而扭斷。繩索取芯則避免了上述問題。盡管現(xiàn)有眾多關(guān)于繩索取芯方面的技術(shù)，但各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，無法普適性地用于取芯作業(yè)中。因此，需要更多創(chuàng)新性的關(guān)于取芯工具特別是繩索取芯工具方面的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了達(dá)到上述目標(biāo)，特提出一種繩索取芯工具及方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決此技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種繩索取芯工具，主要由上殼體、吊環(huán)、導(dǎo)流頭、支撐筒、渦輪軸、扶正軸承、渦輪轉(zhuǎn)子、渦輪定子、轉(zhuǎn)子支撐套、定子支撐套、下殼體、支撐軸承組、內(nèi)調(diào)節(jié)套、外調(diào)節(jié)套、行星輪套、螺栓、防塵圈、軸承擋圈、防掉端蓋、圓錐滾子軸承、銷軸、止推軸承、行星輪、減速筒、蓋板、傳動(dòng)軸、活塞缸、密封圈、活塞桿、鎖緊銷、巖芯筒、外取芯鉆頭、內(nèi)取芯鉆頭、巖芯爪和泥漿擋圈組成，其特征在于：所述上殼體與下殼體、下殼體與外取芯鉆頭、吊環(huán)與導(dǎo)流頭、導(dǎo)流頭與支撐筒、支撐筒與行星輪套、渦輪軸與轉(zhuǎn)子支撐套、轉(zhuǎn)子支撐套與傳動(dòng)軸、減速筒與活塞缸、活塞桿與巖芯筒、巖芯筒與內(nèi)取芯鉆頭、鎖緊銷與活塞缸間均采用螺紋連接；所述渦輪軸的上方設(shè)有入口流道，減速筒的下端設(shè)有泄流通道，轉(zhuǎn)子支撐套的中部及巖芯筒的上部均設(shè)有徑向流道；所述渦輪軸的上端與支撐筒之間設(shè)有扶正軸承用于扶正轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪軸；所述渦輪軸外部設(shè)有臺(tái)階用于限制渦輪轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動(dòng)，渦輪轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支撐套壓緊固定于渦輪軸上，支撐筒內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階用于限制渦輪定子的軸向運(yùn)動(dòng)，渦輪定子通過定子支撐套壓緊固定于支撐筒內(nèi)，定子支撐套放置于支撐軸承組上；所述行星輪套、螺栓、防塵圈、軸承擋圈、防掉端蓋、圓錐滾子軸承、銷軸、止推軸承、行星輪、減速筒和蓋板共同組成取芯工具的減速機(jī)構(gòu)；所述泥漿擋圈呈空心圓筒狀。

所述的一種繩索取芯工具，其特征在于：所述上殼體與支撐筒之間通過錐形花鍵連接，上殼體內(nèi)壁均布有8條錐形槽，支撐筒外部均布有4條錐形凸筋；所述支撐筒的錐形凸筋與上殼體的錐形槽配合，取芯工具內(nèi)部零件的重量均通過錐形花鍵施加于上殼體上，未與錐形凸筋配合的另外4條錐形槽則形成過流通道；所述活塞桿與活塞缸之間通過直花鍵連接，鎖緊銷限制活塞桿相對(duì)活塞缸的軸向運(yùn)動(dòng)。