[發(fā)明專利]一種適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置和取心工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111353248.2
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114635657A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 姚坤鵬;周剛;劉彬;姚建林;張偉;馮明;余晟;董仕明;陳文才;呂治軍;李金和
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B47/06;E21B41/00
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 譚昌馳

1.一種適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述鉆井取心裝置包括安全接頭、外巖心筒、旋轉總成、堵心報警機構、堵心解堵機構、巖心爪組合件和取心鉆頭，其中，外巖心筒和取心鉆頭固定連接組成取心裝置的外巖心筒串；旋轉總成、堵心報警機構、堵心解堵機構和巖心爪組合件均設置在外巖心筒串內部且從上到下固定連接組成取心裝置的內巖心筒串，其中，旋轉總成上端與安全接頭下端可轉動連接；內巖心筒串外壁與外巖心筒串內壁之間形成有循環(huán)通道，堵心報警機構能夠與旋轉總成配合在發(fā)生堵心時報警；堵心解堵機構能夠在發(fā)生堵心后解除堵心使取心裝置恢復正常，且堵心解堵機構包括內巖心筒、至少一層襯筒、剪切銷釘、防掉套筒和連接套，其中，內巖心筒上端與堵心報警機構的下端固定連接，至少一層襯筒設置在內巖心筒中，剪切銷釘將襯筒與內巖心筒固定，連接套將內巖心筒下端和巖心爪組合件連接，套筒套設在連接套外壁上以防止剪切銷釘?shù)袈涞江h(huán)空中；安全接頭分別將外巖心筒串和內巖心筒串與上部鉆具固定連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述取心裝置還包括第一扶正器和第二扶正器，所述外巖心筒的上端通過第一扶正器與所述安全接頭固定連接，外巖心筒的下端通過第二扶正器與取心鉆頭固定連接。

3.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述安全接頭包括外接頭、內接頭、壓帽、制動環(huán)和內筒調節(jié)螺帽，其中，所述外接頭用于與外巖心筒上端固定連接，所述內接頭用于與旋轉總成形成轉軸連接，所述壓帽能夠與制動環(huán)配合避免內筒調節(jié)螺帽在鉆進過程中螺紋發(fā)生松動，所述內筒調節(jié)螺帽能夠調節(jié)內巖心筒串在外巖心筒串中的軸向位置。

4.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述旋轉總成包括半環(huán)、軸承、軸承盒和心軸，其中，

所述軸承盒上端和安全接頭固定連接，下端套設在所述心軸上端上，所述軸承設置在軸承盒內壁與心軸外壁之間，所述半環(huán)將軸承軸向鎖定，所述心軸下端外壁設置有貫穿的分流孔。

5.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述堵心報警機構包括擋流管、彈性件、滑套、懸掛軸、內筒轉換接頭和自動泄壓總成，其中，

所述擋流管上端插入旋轉總成中并能夠上下滑動將循環(huán)流道關閉或開啟；

所述懸掛軸固定設置在擋流管的下端部上，所述彈性件套設在所述擋流管外壁上且其兩端分別作用在旋轉總成和懸掛軸上；

所述滑套套設在懸掛軸外壁上且其上端與旋轉總成下端固定連接，懸掛軸外壁與滑套內壁上形成有限位臺階；

所述內筒轉換接頭下端與內巖心筒上端固定連接，上端與懸掛軸下端形成接觸臺階；

所述自動泄壓總成設置在所述內筒轉換接頭中并能夠在內巖心筒中壓力過高時單向開啟自動泄壓，平衡內巖心筒與旋轉總成中的壓力差。

6.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述內巖心筒為半剖式結構，且包括內筒上接頭、半剖式內筒體、雙母短接、公母短接和內筒下接頭，其中，從上到下內筒上接頭、半剖式內筒體、雙母短接、公母短接和內筒下接頭同軸固定連接。

7.根據(jù)權利要求6所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述半剖式內筒體包括內筒下瓣、內筒上瓣和定位銷，其中，

所述內筒上瓣上沿軸向均勻的、對稱的設置有兩排銷釘孔，內筒下瓣上設置有配合銷釘孔的攻螺紋，所述定位銷穿過內筒上瓣上的銷釘孔進入攻螺紋將內筒下瓣和內筒上瓣固定連接；

所述半剖式內筒體還包括凹凸型密封結構，所述凹凸型密封結構設置在內筒上瓣和內筒下瓣的配合面上以實現(xiàn)半剖式內筒體內部的密封。

8.根據(jù)權利要求1所述的適用于破碎地層取心的鉆井取心裝置，其特征在于，所述襯筒包括襯筒上接頭、襯筒體和襯筒下接頭，其中，

所述襯筒上接頭固定安裝在襯筒體的上端，其外徑比襯筒體大，比半剖式內巖心筒內徑小；

襯筒下接頭固定安裝在襯筒體下端，其徑向均勻的開設有一圈螺紋孔，用于裝配剪切銷釘；

所述襯筒體為半剖式結構。