[發明專利]取芯鉆機控制機構

有效

• 申請號: 201811327652.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109505549B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 高明忠;謝和平;陳領;郭峻;張志龍;張澤天;張茹;魯義強;李聰;何志強
• 申請（專利權）人: 深圳大學;四川大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B17/043;E21B4/02;E21B21/00
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

本發明公開一種取芯鉆機控制機構，包括中心桿和外筒，中心桿由后至前穿過液道啟動模塊、外筒解鎖模塊、分流模塊和取芯筒連接模塊內腔，取芯筒連接模塊包括芯管連管、芯環軸承、軸承內圈、滾珠A和滾珠B，芯管連管前端連取芯筒，軸承內圈在芯管連管內，芯環軸承與外筒內壁連接，芯環軸承內壁有滾珠槽A，芯管連管有滾珠孔A和滾珠槽B，軸承內圈有滾珠孔B和滾珠槽C，中心桿外壁有滾珠槽D，鉆井時，芯管連管通過滾珠A與芯環軸承連接，芯管連管通過滾珠B與軸承內圈連接，提拉時，芯管連管通過滾珠A與軸承內圈連接，軸承內圈通過滾珠B與中心桿連接。本發明提供的取芯鉆機控制機構，可與地面設備配合控制取芯鉆機井下設備按取芯步驟工作。

技術領域

本發明涉及鉆井取芯系統，尤其涉及一種取芯鉆機控制機構。

背景技術

在油田勘探過程中，巖芯是發現油氣層和研究地層、生油層、儲油層、蓋層、構造等的重要資料，通過對巖芯的觀察研究，可以直接地了解地下巖層的巖性、物性和含油、氣、水產狀特征。油田投入開發后，要通過巖芯進一步研究和認識油層沉積特征，儲層的物性、孔隙結構、潤濕性、相對滲透率、巖相特征，油層物理模擬和油層水淹規律；認識和掌握不同開發階段、不同含水階段油層水淹特征，搞清剩余油分布，為油田開發方案設計，層系、井網調整和加密井提供科學依據。

取巖芯是在鉆井過程中使用特殊的取芯工具把地下巖石成塊地取到地面上來，這種成塊的巖石叫做巖芯，通過它可以測定巖石的各種性質，直觀地研究地下構造和巖石沉積環境，了解其中的流體性質等。在礦產勘探和開發過程中，需要按地質設計的地層層位和深度，開展鉆進工作，向井內下入取芯工具，鉆取出的巖石樣品。

井下溫度高，電氣設備無法使用，需采用機械結構來控制鉆機設備的各步驟工作。

發明內容

本發明旨在提供一種取芯鉆機控制機構，可與地面設備配合控制取芯鉆機井下設備按取芯步驟工作。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明公開的取芯鉆機控制機構，包括中心桿、液道啟動模塊、外筒、外筒解鎖模塊、分流模塊和取芯筒連接模塊,中心桿由后至前穿過液道啟動模塊、外筒解鎖模塊、分流模塊和取芯筒連接模塊內腔，液道啟動模塊在外筒后方，液道啟動模塊與外筒解鎖模塊相連；

所述取芯筒連接模塊包括芯管連管、芯環軸承和軸承內圈，中心桿穿過芯管連管、芯環軸承和軸承內圈，芯管連管前端連接取芯筒，軸承內圈在芯管連管內，所述芯環軸承與外筒內壁連接，芯環軸承內徑大于芯管連管和取芯筒外徑，所述芯環軸承內壁有滾珠槽A，芯管連管開有滾珠孔A和滾珠槽B，滾珠槽B在芯管連管內壁，滾珠孔A在滾珠槽B前方，所述軸承內圈開有滾珠孔B和滾珠槽C，滾珠槽C在軸承內圈外壁，滾珠孔B在滾珠槽C后方，滾珠孔A內有滾珠A，滾珠A直徑大于滾珠孔A深度，滾珠孔B內有滾珠B，滾珠B直徑大于滾珠孔B深度，所述中心桿外壁有由后至前依次有滾珠槽D和內圈止位臺階，內圈止位臺階外徑大于軸承內圈內徑，內圈止位臺階外徑小于芯管連管內徑，內圈止位臺階與滾珠槽D之間的距離等于軸承內圈前端與滾珠孔B之間的距離，鉆井時，滾珠A在滾珠孔A和滾珠槽A內，滾珠B在滾珠孔B和滾珠槽B內，芯管連管通過滾珠A與芯環軸承連接，芯管連管通過滾珠B與軸承內圈連接，提拉時，滾珠A在滾珠孔A和滾珠槽C內，滾珠B在滾珠孔B和滾珠槽D內，芯管連管通過滾珠A與軸承內圈連接，軸承內圈通過滾珠B與中心桿連接。

進一步的，所述液道啟動模塊包括鎖體、鎖定桿、啟動剪銷，鎖定桿在鎖體內，鎖定桿和鎖體通過啟動剪銷連接，所述中心桿在鎖定桿內，鎖體包括密封段A，鎖定桿包括密封段B，所述密封段A與密封段B密封配合，所述密封段B與中心桿密封配合，中心桿與鎖定桿之間有液道A，鎖定桿開有流出孔A，流出孔A連通液道A，流出孔A在密封段B后方，鎖體與鎖定桿間有液道B，液道B在密封段A前方，啟動剪銷剪斷前，流出孔A出口在密封段A處，液道A前端密封，啟動剪銷剪斷后，鎖定桿前移，流出孔A出口位于密封段A前方，液道A與液道B通過流出孔A連通。