CN101315023A - 选择式取心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油地质取心装置，它由本体组件、取心内筒组件、钻进内筒组件、取心钻头组件组成；本体组件包括本体和碰锁，取心内筒组件包括打捞头、悬挂接头、栓销、推力轴承、泄压接头、取心内筒、岩心抓短节、岩心抓，钻进内筒组件包括打捞头、悬挂接头、栓销、分流接头、钻进内筒、伽马测量仪、钻头塞，取心钻头组件包括取心钻头、扶正轴承，使用时，本发明接在钻柱的下方，根据预测接近取心层位时，下入该装置本体、取心钻头及钻进内筒组件，形成全面钻进，当判断到达取心层位时，可以通过绳索打捞器快速更换取心内筒组件来实施取心作业，避免了起下钻柱作业，大大降低了取心作业的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种选择式取心装置，属于石油、地质钻井用。
背景技术
随着油田勘探技术的发展，深井超深井越来越多，钻井取心技术作为主要的勘探工具，占据着较为重要的地位，而在传统的钻井取心作业中，每次取心钻进完成后，就要将井下的钻具全部提出更换取心工具，然后再下入另一套工具继续进行取心作业，但在深井超深井中，这种取心方式带来的非钻进时间将大大延长勘探周期和增加钻井成本。
另外，目前的钻井取心操作经常是见显示取心，即依据钻井过程中钻井液携带的井底岩屑特性以及上返钻井液中油气的含量，来判断正钻地层是否是取心层。这样由于钻井液上返需要一定的时间，因此经常停钻循环来判断是否到达目的层，造成大量的非钻进时间，而且一旦确认到达油层，则常常是钻掉几米油层之后才发现，因此目前的取心方式经常漏掉或减薄取心层位。
发明内容
为解决上述难题，本发明采用特定的装置快速判断取心层位，并实现钻进与取心的快速变换，即当钻井的时候下入钻进装置，形成全面钻进，当由钻进装置中伽马测量仪上返信号判断出现油层时，立即通过绳索打捞器取出钻进内筒组件，下入取心内筒组件在不起钻的情况下快速变换为取心装置，取心结束，不起钻快速变化为钻进装置，从而实现不起钻进行钻进与取心变换。本发明的目的就是提供一种能够实现选择式取心的选择式取心装置。
本发明主要由本体组件、取心内筒组件、钻进内筒组件、取心钻头组件组成；本体组件包括本体和碰锁，取心内筒组件包括打捞头、悬挂接头、栓销、推力轴承、泄压接头、取心内筒、岩心抓短节、岩心抓，钻进内筒组件包括打捞头、悬挂接头、栓销、分流接头、钻进内筒、伽马测量仪、钻头塞，取心钻头组件包括取心钻头、扶正轴承。
本发明是这样实现的：钻进时，本发明接在钻柱的下方，根据预测接近取心层位时，依次连接本体组件、钻进内筒组件及取心钻头组件下入井中，形成全面钻进，当由钻进内筒组件中伽马测量仪上返信号判断出现油层时，立即通过绳索打捞器取出钻进内筒组件，下入取心内筒组件实施取心作业，由于不进行起下钻作业，大大降低了取心作业的风险，尤其在机动取心时更显其优越性。
选择式取心具有以下优点：(1)选择式取心可减少起下钻次数，节约大量时间和体力，在深井取心、长段取心、机动取心时，这一优越性更为突出。(2)由于选择式取心能快速从井底取出岩心，在天然气勘探中应用，能够减少岩心中气体散发，有利于对岩心的含气量进行研究。(3)在地层控制不好或取心点难于确定的区域较经济实用，采用选择式取心不会漏掉取心层位。4)有利于提高钻井安全性，在钻遇高压油气层时，选择式取心可快速转换为全面钻进模式，能有效地制止井涌或气浸，有利于复杂地层取心。
附图说明
图1：选择式取心装置-取心装置
图2：选择式取心装置-钻进装置
1-本体，2-取心钻头，3-打捞头，4-悬挂接头，5-碰锁，6-拴销，7-推力轴承，8-泄流孔，9-泄压接头，10-取心内筒，11-岩心抓短节，12-岩心抓，13-扶正轴承，14-定位槽，15-分流接头，16-分流孔，17-伽马测量仪，18-钻进内筒，19-钻头塞，20-钻头流道。现结合说明书附图对本发明作进一步描述。
本发明主要包括取心装置和钻进装置，取心装置由本体组件、取心内筒组件、取心钻头组件组成，钻进装置由本体组件、钻进内筒组件、取心钻头组件；本体组件包括本体1和碰锁5，本体1为中空管状体，上端与钻柱通过丝扣相连，丝扣台阶下方加工有碰锁4，下端与取心钻头2丝扣连接，取心钻头2内腔加工有定位槽；取心内筒组件包括打捞头3、悬挂接头4、栓销6、推力轴承7、泄压接头9、取心内筒10、岩心抓短节11、岩心抓12、扶正轴承13，打捞头3为圆柱体，上端为伞状锥体，下端加工有丝扣和悬挂接头4连接，悬挂接头4上装有栓销，栓销6与碰锁5相配合，悬挂接头4下端与泄压接头9通过推力轴承7相连接，泄压接头9为中空管状体，其侧向加工泄压孔8，泄压接头9下端与取心内筒10通过丝扣连接，取心内筒10为中空管状体，两端加工有丝扣，下端与岩心抓短节11丝扣连接，岩心抓短节11中装有岩心抓12；钻进内筒组件包括打捞头3、悬挂接头4、栓销6、分流接头15、伽马测量仪17、钻进内筒18、钻头塞19，钻进内筒组件中悬挂接头4与分流接头15通过丝扣连接，分流接头15下端与钻进内筒18通过丝扣连接，分流接头15加工有多个对称分流孔16，钻进内筒18内安装有伽马测量仪17，下端与钻头塞19丝扣连接，钻头塞19中间有钻井液流道20，外部加工有倒台阶，台阶下加工有纵向扶正棱，与取心钻头2的定位槽相配合，钻头塞19底部镶有钻头齿，可以插入取心钻头2组成全面钻进钻头；取心钻头组件包括取心钻头2、钻头轴承13，取心钻头2内腔大于本体1的内腔，丝扣下方加工有内台阶，钻头轴承13坐落在台阶上。
使用时，本发明上端连接钻柱，当全面钻进时下入钻进装置，钻头塞扶正棱与钻头定位槽配合，限制钻头塞相对钻头周向运动，保证钻头塞与钻头连成一体进行全面钻进作业，钻井液通过分流孔进入伽马测量仪，伽马测量仪测量的地层信号通过钻井液向地面进行实时传输，当判断出现取心地层时，下入绳索打捞器通过打捞头取出钻进内筒组件，下入取心内筒组件组成取心装置实施取心作业，泄压孔保证取心过程中取心内筒内外腔之间压力平衡，取心结束，上提钻柱割心，岩心抓收缩包住岩心，当上提力超过岩心柱胶结力时，岩心柱断裂，割心成功，下入绳索打捞器通过打捞头取出取心内筒组件，如需再次取心，可继续下入取心内筒组件组成取心装置，如不需取心，则可下入钻进内筒组件组成钻进装置进行全面钻进作业，直至伽马测量仪上返信号再次确认取心地层。
常规取心通过钻井液携带的岩屑判断所钻地层岩性，发现较晚，一般在正常钻进进入目的层2m～3m才能确定实施取心，常漏掉或减薄取心层位，选择式取心通过钻进装置中的伽马测量仪测定地层的岩性，能够及时发现取心层位，避免了这方面的问题，并且由于不进行起下钻作业，大大降低了取心作业的风险。
Claims (5)
1、一种选择式取心装置，其特征在于：选择式取心装置包括取心装置和钻进装置，取心装置由本体组件、取心内筒组件、取心钻头组件组成，钻进装置由本体组件、钻进内筒组件、钻头组件组成；本体组件包括本体(1)和碰锁(5)，本体(1)为中空管状体，上端与钻柱通过丝扣相连，丝扣台阶下方加工有碰锁(4)，下端与取心钻头(2)丝扣连接。
2、根据权利要求1所述的一种选择式取心装置，其特征在于：取心内筒组件包括打捞头(3)、悬挂接头(4)、栓销(6)、推力轴承(7)、泄压接头(9)、取心内筒(10)、岩心抓短节(11)、岩心抓(12)，钻头轴承(13)，打捞头(3)为圆柱体，上端为伞状锥体，下端加工有丝扣和悬挂接头(4)连接，悬挂接头(4)上装有栓销，栓销(6)与碰锁(5)相配合，悬挂接头(4)下端与泄压接头(9)通过推力轴承(7)相连接，泄压接头(9)为中空管状体，其侧向加工分流孔(8)，泄压接头(9)下端与取心内筒(10)通过丝扣连接，取心内筒(10)为中空管状体，两端加工有丝扣，下端与岩心抓短节(11)丝扣连接，岩心抓短节(11)中装有岩心抓(12)。
3、根据权利要求1所述的一种选择式取心装置，其特征在于：钻进内筒组件包括打捞头(3)、悬挂接头(4)、栓销(6)、分流接头(15)、钻进内筒(18)、钻头塞(19)，钻进内筒组件中悬挂接头(4)与分流接头(15)通过丝扣连接，分流接头(15)下端与钻进内筒(18)通过丝扣连接，分流接头(15)加工有多个对称分流孔，钻进内筒(18)下端与钻头塞(19)丝扣连接，钻头塞(19)中间有钻井液流道(20)，外部加工有扶正棱，与取心钻头(2)的定位槽(14)相配合，底部镶有钻头齿，插入取心钻头(2)组成全面钻进钻头。
4、根据权利要求3所述的钻进内筒组件，其特征在于：钻进内筒(18)中放置有伽马测量仪(17)。
5、根据权利要求1所述的一种选择式取心装置，其特征在于：取心钻头组件包括取心钻头(2)、扶正轴承(13)，取心钻头(2)内腔大于本体(1)的内腔，丝扣下方加工有内台阶，取心钻头(2)内腔加工有定位槽(14)，钻头轴承(13)坐落在台阶上。
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