[發明專利]適用于松軟地層的插入式保壓取芯器及其使用方法

有效

• 申請號: 202210867562.0
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115126433B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 張建國;李喜員;王英偉;仝艷軍;張俊樹;馮衛峰;高明忠;李佳南;黃偉;李聰;何志強
• 申請（專利權）人: 平頂山天安煤業股份有限公司;四川大學
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B25/00;E21B34/14
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

本發明涉及適用于松軟地層的插入式保壓取芯器及其使用方法，包括取芯器外管、巖芯管、貫入靴、翻板閥、保壓內管和有測壓泄壓接口的活塞：活塞和翻板閥裝于取芯器外管內，活塞通過銷釘與取芯器外管連接，巖芯管上端與活塞連接，貫入靴與巖芯管下端連接；保壓內管的下端抵持在閥座上，保壓閥蓋限制在保壓內管與取芯器外管的環空中，活塞在外力作用下可進入保壓內管內并與保壓內管密封配合，保壓內管在外力作用下可移動至與取芯器外管密封配合；當保壓內管移動至一定高度后翻板閥關閉。本申請利用液壓驅動活塞，帶動巖芯管和貫入靴貫入松軟地層，從而獲取保壓巖芯；過流孔能有效防止井底工具損壞；測壓泄壓接口便于測壓和安全卸壓，可提高安全性能。

技術領域

本發明涉及保壓取芯技術領域，尤其涉及適用于松軟地層的插入式保壓取芯器及其使用方法。

背景技術

巖心是研究和了解地下地質和礦產情況的重要實物地質資料。

在油田范圍內必須選擇適量的井，對有關油、氣層位，鉆取一定數量的巖心，通過觀察、分析和研究，可以了解：①地層的時代、巖性、沉積特征；②儲層的物理、化學性質和含油、氣、水狀況；③生油層特征和生油指標；④地下構造情況（如斷層、節理、傾角等）；⑤各種測井方法定性、定量解釋的基礎數據；⑥開采過程中油、氣、水運動和分布狀況，以及地層結構的變化；巖心還可供注水或各種提高采收率方法和增產、增注措施的室內實驗分析，是估算石油儲量、編制合理開發方案、提高油藏注水開發效果和采收率的必不可少的基礎資料。

巖芯鉆探是指鉆進中刻取并取出巖芯，用以研究地下地質情況的鉆探方法。巖芯鉆探通常都是回轉鉆進，利用鉆探機械，以各種方式切削、磨削、破碎巖石，使鉆頭不斷向巖層深部鉆進并刻取巖芯。

然而，目標地層的硬度有軟有硬，對于巖性均一、成柱性較好的中硬或硬地層取芯時，目前常用的是液壓馬達驅動鉆頭向前鉆進，隨后拔斷巖芯。對于松散、松軟地層，主要有機械加壓式取芯、液力加壓式取芯和全封閉取芯等方式，以上針對松散、松軟地層的取芯方式主要采用球閥保壓或無保壓取芯效果，球閥保壓存在取芯直徑小的難題，無保壓取芯又難以滿足當前需求。

發明內容

本申請為適應松軟地層保壓巖芯的獲取，提供一種插入式保壓取芯器，其利用液壓驅動活塞，帶動巖芯管和貫入靴貫入松軟地層，從而獲取保壓巖芯。

本申請通過下述技術方案實現：

適用于松軟地層的插入式保壓取芯器，包括取芯器外管、巖芯管、貫入靴、翻板閥、保壓內管以及活塞：

取芯器外管設有用于限制活塞向下移動的下限位結構和用于限制保壓內管向上移動的第一上限位結構，第一上限位結構位于下限位結構上方；

活塞裝于取芯器外管內，活塞有第一密封圈，活塞與取芯器外管之間通過銷釘連接在一起，活塞上設有用于連接提拉裝置的連接結構；

巖芯管的上端與活塞連接，貫入靴與巖芯管下端連接；

翻板閥包括閥座和保壓閥蓋，閥座與取芯器外管連接，保壓閥蓋一側與閥座頂部一側活動連接，閥座頂部有與保壓閥蓋適配的閥座密封面；

保壓內管的下端抵持在所述閥座上，所述保壓閥蓋限制在保壓內管外壁與取芯器外管內壁的環空中，保壓閥蓋與取芯器外管之間設或者不設彈簧；活塞在外力作用下可穿過所述閥座進入保壓內管內并與保壓內管密封配合，所述保壓內管內用于限制活塞向上移動的第二上限位結構；保壓內管在外力作用下可移動至與所述第一上限位結構相抵持并與取芯器外管密封配合；當保壓內管在取芯器外管內移動至一定高度，保壓閥蓋失去限制而回落至閥座頂部并與閥座密封配合。

可選的，所述取芯器外管內壁設第一臺肩構成所述下限位結構，保壓內管內壁設第二臺肩構成所第二上限位結構述，取芯器外管內壁設第三臺肩構成所述第一上限位結構，第二臺肩位于第一臺肩上方，第三臺肩位于第二臺肩上方。