[發(fā)明專利]取芯裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811336046.5
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109458147A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝和平;高明忠;陳領(lǐng);廖志毅;張志龍;張澤天;魯義強;李聰;何志強
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué);四川大學(xué)
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/10;E21B21/00
• 代理公司: 成都高遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 曾克;李曉英

本發(fā)明涉及取芯裝置，包括取芯鉆具、捕芯器、巖芯筒、鉆機外筒、翻板閥和用于提拉巖芯筒的內(nèi)桿，捕芯器設(shè)于巖芯筒下端內(nèi)部，取芯鉆具包括外芯管和空心的鉆頭，外芯管上端與鉆機外筒下端連接，外芯管的下端與鉆頭連接；內(nèi)桿的下端伸進巖心筒內(nèi)并可相對于巖心筒軸向移動一定距離，翻板閥包括閥座和密封閥瓣，閥座同軸安裝在鉆機外筒內(nèi)壁上，密封閥瓣一端與閥座上端外側(cè)壁活動連接；當(dāng)巖芯筒位于閥座中時，密封閥瓣開啟90°；當(dāng)通過內(nèi)桿將巖芯筒向上提升至一定高度時，密封閥瓣回到閥座頂面與閥座密封接觸。本發(fā)明通過各部件的相互協(xié)同配合，可實現(xiàn)巖芯的鉆進、抓取及移送至取芯保真艙，能高穩(wěn)定、高性能、高效率地完成巖芯的鉆取。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖芯鉆取技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及取芯裝置。

背景技術(shù)

在油田勘探過程中，巖芯是發(fā)現(xiàn)油氣層和研究地層、生油層、儲油層、蓋層、構(gòu)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(chǎn)狀特征。油田投入開發(fā)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(jié)構(gòu)、潤濕性、相對滲透率、巖相特征，油層物理模擬和油層水淹規(guī)律；認識和掌握不同開發(fā)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(fā)方案設(shè)計，層系、井網(wǎng)調(diào)整和加密井提供科學(xué)依據(jù)。

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(zhì)，直觀地研究地下構(gòu)造和巖石沉積環(huán)境，了解其中的流體性質(zhì)等。在礦產(chǎn)勘探和開發(fā)過程中，需要按地質(zhì)設(shè)計的地層層位和深度，開展鉆進工作，向井內(nèi)下入取芯工具，鉆取出的巖石樣品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供取芯裝置，實現(xiàn)巖芯的鉆進、抓取及移送至取芯保真艙。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

取芯裝置，包括取芯鉆具、捕芯器、巖芯筒、鉆機外筒、翻板閥和用于提拉巖芯筒的內(nèi)桿，捕芯器設(shè)于巖芯筒下端內(nèi)部，所述取芯鉆具包括外芯管和空心的鉆頭，外芯管上端與鉆機外筒下端連接，外芯管的下端與鉆頭連接；

所述內(nèi)桿的下端伸進巖心筒內(nèi)并可相對于巖心筒軸向移動一定距離，翻板閥包括閥座和密封閥瓣，閥座同軸安裝在鉆機外筒內(nèi)壁上，密封閥瓣一端與閥座上端外側(cè)壁活動連接，閥座頂部有與密封閥瓣匹配的閥口密封面；

當(dāng)巖芯筒位于閥座中時，密封閥瓣開啟90°且位于巖芯筒與鉆機外筒之間；當(dāng)通過內(nèi)桿將巖芯筒向上提升至一定高度時，密封閥瓣回到閥座頂面與閥口密封面密封接觸。

進一步的，所述捕芯器包括環(huán)形基體和多個卡爪，環(huán)形基體同軸安裝在巖芯筒下端的內(nèi)壁上，卡爪均勻設(shè)置在環(huán)形基體上，卡爪下端與環(huán)形基體連接，卡爪上端向內(nèi)收攏。

進一步的，卡爪包括一體制造的豎直臂和傾斜臂，所述豎直臂下端與環(huán)形基體連接，豎直臂上端與傾斜臂的下端連接，傾斜臂的上端為自由端，傾斜臂從下往上向內(nèi)傾斜。

進一步的，所述鉆頭包括內(nèi)鉆頭和外鉆頭，所述內(nèi)鉆頭安裝在外鉆頭內(nèi)，內(nèi)鉆頭下端安裝有用于鉆孔第一級刀片，外鉆頭外側(cè)壁上設(shè)有用于擴孔的第二級刀片。

進一步的，外芯管和外鉆頭外壁均設(shè)有螺旋槽，外鉆頭上的螺旋槽與外芯管上的螺旋槽連續(xù)。

進一步的，鉆頭上第一級刀片和第二級刀片處均設(shè)有冷卻液回路孔。

進一步的，取芯裝置還包括觸發(fā)機構(gòu)，觸發(fā)機構(gòu)包括觸發(fā)內(nèi)筒和觸發(fā)塊，觸發(fā)內(nèi)筒側(cè)壁上設(shè)有通孔，觸發(fā)塊放置于通孔中，巖芯筒底部外側(cè)壁有與觸發(fā)塊適配的凸起部；鉆機外筒內(nèi)壁有與觸發(fā)塊適配的避讓口，觸發(fā)塊位于密封閥瓣上方，避讓口位于觸發(fā)塊上方；