[實用新型]一種提鉆式大直徑井底原位保壓取心鉆具

有效

• 申請號: 202023171812.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN214273581U
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 馬銀龍;孫志剛;陳寶義;熊洪威
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B25/08
• 分類號: E21B25/08;E21B25/10
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

本實用新型公開了一種提鉆式大直徑井底原位保壓取心鉆具，包括定位機構、提動機構、保壓機構和鉆頭，定位機構定位后，通過投球觸發提動機構帶動保壓機構中的球閥翻轉，實現巖心管密閉，并通過提升鉆頭隨鉆桿一同做回轉運動獲取巖礦心。本實用新型針對大直徑提鉆取心導致巖心中氣體的逸散，從而無法準確評價目標地層的儲氣量難題，取心直徑可以達到85～150mm。同時井底原位保壓取心可以確保巖心性質與地層深度相匹配的準確度。采用球閥密封保證良好的密封性和保壓效果，進一步實現巖心的井底原位保真開采，特別滿足在某些氣體礦藏勘探時，對鉆具保壓密封性能要求。本實用新型可應用于煤層氣、頁巖氣、天然氣水合物和常規的油氣勘探取心等領域。

技術領域

本實用新型涉及保壓取心鉆具技術領域，尤其涉及一種提鉆式大直徑井底原位保壓取心鉆具。

背景技術

在資源勘探過程中，解決儲量評價的參數精準性，為生產提供計算依據，快速有效地獲取地層巖心至關重要。目前頁巖氣勘探和煤層氣勘探取樣常采用普通的繩索打撈取心鉆具獲取樣品，并通過獲取的樣品解析結果來評價目標層的儲氣量。在取樣過程和巖心轉移過程中，隨著外界壓力的降低，加快了巖心中氣的逸散，從而無法準確評價目標地層的儲氣量。為獲得更加準確的地層信息，通常要求原位、精準地獲取地層的巖心。

目前，已有的機械保壓取心和冷凍保壓取心基本可以滿足常規的取樣要求，但是保壓取心鉆具因其內部結構復雜，通常為三層管結構，這樣在設計、加工和使用各環節均嚴格受空間限制，導致獲取的巖心直徑一般較小。特別是頁巖氣、天然氣水合物和煤層氣等地質調查領域使用的繩索取心保壓鉆具取得的巖心直徑一般都小于48mm。此外，現有石油、煤層氣、頁巖氣及天然氣等用鉆桿內通徑不滿足較大直徑保壓取樣鉆具通過，因此繩索取心方式的保壓取心鉆具不適合這些大直徑鉆井領域。

隨著社會的快速發展，常規化石能源供給越發緊張，對非常規的頁巖氣、煤層氣和天然氣水合物的勘探開發需求與日俱增，因此研制一種可精準獲得大直徑井底儲量參數的原位保壓取心鉆具迫在眉睫。

實用新型內容

本實用新型針對上述現有技術的不足，提供一種提鉆式大直徑井底原位保壓取心鉆具。

為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種提鉆式大直徑井底原位保壓取心鉆具，包括定位機構、提動機構、保壓機構和鉆頭，所述定位機構定位后，通過投球觸發提動機構帶動保壓機構中的球閥翻轉，實現巖心管的密閉，并通過提升鉆頭隨鉆桿一同做回轉運動獲取巖礦心。

進一步地，所述定位機構包括外管、座管、彈簧心軸、連接軸、連接管、上擴孔器和下擴孔器；所述外管向上連接上部鉆桿，向下通過螺紋連接連接管，在連接處裝有彈簧座，其上坐有起拔彈簧，正常下放取心狀態下，起拔彈簧處于壓縮狀態，通過限位銷限制座管和彈簧心軸上行，進而限制起拔彈簧伸長；座管和彈簧心軸通過焊接相連，彈簧心軸向下通過螺紋連接連接軸，上擴孔器通過螺紋向上連接連接管。

進一步地，所述座管上開有溢流孔。

進一步地，所述彈簧心軸上開有泥漿出水孔。

進一步地，所述提動機構包括上推力球軸承、銅套、下推力球軸承以及懸掛套和單動銅套，所述推力球軸承、銅套、下推力球軸承和懸掛套從上到下依次套在連接軸上，并通過第一墊片和第一鎖緊螺母實現限制和固定。

進一步地，所述保壓機構包括測壓管、保壓管和球閥，連接軸的軸承段外部裝有軸承套，軸承套向下通過螺紋連接測壓管，測壓管穿過變徑接頭，變徑接頭向下通過螺紋連接中管，向外通過懸掛套、單動銅套和第一懸掛環坐于上擴孔器之上，上擴孔器通過螺紋向下連接保壓管，測壓管向下通過螺紋連接上密封接頭，連接處裝有測壓接頭，上密封接頭向下通過下端內螺紋連接巖心管接頭，連接處裝有調整螺母，巖心管接頭通過外螺紋連接巖心管，接頭內有由第二墊片和第二鎖緊螺母固定的第一緩沖彈簧。