CN107401386B - 一种石油钻井取心震动防堵短接 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油钻井取心震动防堵短接，包括上接头、外筒体、槽外筒、下接头、内筒悬挂接头、压紧环、过流盘、止推轴承、动力总成、止转盘阀、震动总成。上接头、外筒体和下接头依次连接组成工具外筒组串；压紧环、过流盘、止推轴承、动力总成、止转盘阀、震动总成、内筒悬挂接头依次组成内筒组串；内筒组串设置于外筒组串内腔。钻井取心开泵后，钻井液流动使动力总成转动对震动总成施加周期性轴向力，带动取心内筒轴向震动，降低岩心进筒阻力，减小堵心情况发生。

Description

一种石油钻井取心震动防堵短接
技术领域
本发明涉及钻井取心工具领域，具体是一种石油钻井取心震动防堵短接。
背景技术
由于钻井岩心的数据是唯一的对储层岩石性质的直接测量数据，对准确的测定油气相关参数和油气田开发方案制定有着重要意义。然而，在一些易破碎地层的取心施工过程中，堵心、卡心时有发生，导致岩心丢失，对正确分析地下岩层岩性和储层特性带来的困难。
目前对取心过程中如何预防堵心尚没有有效的手段，无论采用堵心预警装置或解卡销钉方式均没有从根本上解决堵心的发生，而且是一种堵心之后被动的处理方式，效果不好。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适用于钻井取心震动防堵短接。本发明提供了一种主动防堵装置，在取心过程中让内筒轴向微震动，使岩心内筒内壁与岩心外壁之间处于持续不断的动摩擦状态，降低岩心进筒阻力，减小堵心发生概率。
本发明的技术方案包括：
一种石油钻井取心震动防堵短接，包括上接头1、外筒体2、下接头4、内筒悬挂接头5、压紧环7、过流盘8、止推轴承9、动力总成10、止转盘阀12和震动总成13；上接头1、外筒体2和下接头4依次连接组成工具外筒组串；压紧环7、过流盘8、止推轴承9、动力总成10、止转盘阀12、震动总成13、内筒悬挂接头5依次组成内筒组串；内筒组串设置于外筒组串内腔；下接头4内腔设有悬挂台阶与震动总成13下端面配合，震动总成13上端面与止转盘阀12依靠端面压紧配合；动力总成10下端面与外筒体2内台阶压紧配合，并与止转盘阀12弹性压紧，动力总成10上端转轴与止推轴承9套合，并依靠端面依次与过流盘8、压紧环7压紧，压紧环7上端面与上接头内台阶面压紧配合。
上述方案还包括：
所述动力总成10包括转子10-1、定子10-2、转轴10-3、弹簧10-4、组合轴承10-5、轴柱10-6、上盘阀10-7；转子10-1、定子10-2、组合轴承10-5与转轴10-3套接配合，组合轴承10-5下端面与外筒体2内台阶压紧，定子10-2上端面与过流盘8压紧，转子10-1上端面与止推轴承9压紧；上盘阀10-7下端面与止转盘阀12弹性压紧，上部与轴柱10-6连接并依靠轴柱10-6插入到转轴10-3内腔；弹簧10-4设置在转轴10-3内腔；上盘阀10-7与止转盘阀12端面旋转配合，并在各自端面上轴向设有上盘阀过流通道10-7-1和止转盘阀过流通道12-1。
所述震动总成13包括弹簧座13-1、止转销13-2、弹簧套13-3、弹簧组13-4、悬挂心轴13-5；悬挂心轴13-5下端与内筒悬挂接头5连接，上端与弹簧座13-1连接；弹簧组13-4与悬挂心轴13-5套合并放置于弹簧套13-3内腔；弹簧套13-3与弹簧座13-1套合后通过止转销13-2连接，使弹簧套13-3与弹簧座13-1仅轴向活动。
所述外筒体2与下接头4是通过槽外筒3连接。
止转盘阀12与槽外筒3套合处设有与槽外筒3配合凸键12-2，限定止转盘阀12仅能轴向活动。
止转盘阀12与外筒体2之间压制密封元件11；上接头1和外筒体2之间压制密封元件6。
本发明的优点是：应用本发明的装置，在取心过程中，内筒能够产生轴向微震动，最大振幅3-5mm，使岩心内筒内壁与岩心外壁之间处于持续不断的动摩擦状态，降低岩心进筒阻力，减小堵心概率。
附图说明
图1为一种石油钻井取心震动防堵短接结构示意图。
图2为动力总成放大结构示意图。
图3为上盘阀与止转盘阀配合端面放大结构示意图。
图4为震动总成放大结构示意图。
图中：1.上接头，2.外筒体，3.槽外筒，4.下接头，5.内筒悬挂接头，6.密封圈，7.压紧环，8.过流盘，9.止推轴承，10.动力总成，11.密封Y圈，12.止转盘阀，13.震动总成，10-1.转子，10-2.定子，10-3.转轴，10-4.弹簧，10-5.组合轴承，10-6.轴柱，10-7.上盘阀，10-7-1.上盘阀过流通道，12-1.止转盘阀过流通道，12-2.止转凸键，13-1.弹簧座，13-2.止转销，13-3弹簧套，13-4.弹簧组，13-5悬挂心轴。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。
参照图1，一种石油钻井取心震动防堵短接，包括上接头1、外筒体2、槽外筒3、下接头4、内筒悬挂接头5、压紧环7、过流盘8、止推轴承9、动力总成10、止转盘阀12、震动总成13。
上接头1、外筒体2、槽外筒3、下接头4依次通过螺纹连接组成工具外筒组串，并在上接头1和外筒体2之间压制密封圈6。压紧环7、过流盘8、止推轴承9、动力总成10、止转盘阀12、震动总成13、内筒悬挂接头5依次组成内筒组串放置于外筒组串内腔。其中，内筒悬挂接头5通过螺纹与取芯工具内筒连接，下接头4通过螺纹与取芯工具外筒连接。
参照图2，动力总成结构示意图，动力总成10由转子10-1、定子10-2、转轴10-3、弹簧10-4、组合轴承10-5、轴柱10-6、上盘阀10-7组成。转子10-1、定子10-2、组合轴承10-5依次与转轴10-3套合配合，组合轴承10-5下端面与外筒体2内台阶压紧，定子10-2上端面与过流盘8压紧，转子10-1上端面与止推轴承9压紧。上盘阀10-7下端面与止转盘阀12弹性压紧，上部通过螺纹与轴柱10-6连接并依靠轴柱10-6插入到转轴10-3内腔。转轴10-3内腔放置弹簧10-4对上盘阀10-7施加向下的弹簧力。
参照图4，震动总成结构示意图，震动总成13由弹簧座13-1、止转销13-2、弹簧套13-3、弹簧组13-4、悬挂心轴13-5组成。悬挂心轴13-5下端与内筒悬挂接头5螺纹连接，上端与弹簧座13-1螺纹连接。弹簧组13-4套在悬挂心轴13-5外并置于弹簧套13-3内腔。弹簧套13-3与弹簧座13-1套合后，插入止转销13-2，使弹簧套13-3与弹簧座13-1仅可以轴向移动而不能周向转动。
参照图3，上盘阀10-7与止转盘阀12端面旋转配合，并在各自端面上轴向设有过流通道10-7-1和12-1，止转盘阀12与槽外筒3套合，并设计有凸键12-2与槽外筒3配合，使止转盘阀12仅能轴向活动而不能周向转动。
钻井取心开泵后，动力总成10的定子10-2不动，钻井液通过转子10-1带动转轴10-3转动。转轴10-3带动上盘阀10-7转动，上盘阀10-7和止转盘阀12分别加工形状不同的过流通道10-7-1和12-1，由于止转盘阀12-1只能轴向移动，而不能周向转动，导致上盘阀10-7和止转盘阀12过流通道交汇面不断变化，从而引起腔内压力的周期性变化。当腔内压力增加时，对止转盘阀12施加向下的轴向力，止转盘阀12压缩震动总成13内部弹簧组13-4系统，最终使取心内筒下移。当腔内压力降低时，震动总成13内部弹簧组13-4系统恢复力反作用与止转盘阀12，使止转盘阀12上移，同时带动取心内筒上移。由于腔内压力周期性变化，从而引起取心内筒轴向震动。

Claims (5)

1.一种石油钻井取心震动防堵短接，其特征在于：包括上接头（1）、外筒体（2）、下接头（4）、内筒悬挂接头（5）、压紧环（7）、过流盘（8）、止推轴承（9）、动力总成（10）、止转盘阀（12）和震动总成（13）；上接头（1）、外筒体（2）和下接头（4）依次连接组成工具外筒组串；压紧环（7）、过流盘（8）、止推轴承（9）、动力总成（10）、止转盘阀（12）、震动总成（13）、内筒悬挂接头（5）依次组成内筒组串；内筒组串设置于外筒组串内腔；下接头（4）内腔设有悬挂台阶与震动总成（13）下端面配合，震动总成（13）上端面与止转盘阀（12）依靠端面压紧配合；动力总成（10）下端面与外筒体（2）内台阶压紧配合，并与止转盘阀（12）弹性压紧，动力总成（10）上端转轴与止推轴承（9）套合，并依靠端面依次与过流盘（8）、压紧环（7）压紧，压紧环（7）上端面与上接头内台阶面压紧配合；所述动力总成（10）包括转子（10-1）、定子（10-2）、转轴（10-3）、弹簧（10-4）、组合轴承（10-5）、轴柱（10-6）、上盘阀（10-7）；转子（10-1）、定子（10-2）、组合轴承（10-5）与转轴（10-3）套接配合，组合轴承（10-5）下端面与外筒体（2）内台阶压紧，定子（10-2）上端面与过流盘（8）压紧，转子（10-1）上端面与止推轴承（9）压紧；上盘阀（10-7）下端面与止转盘阀（12）弹性压紧，上部与轴柱（10-6）连接并依靠轴柱（10-6）插入到转轴（10-3）内腔；弹簧（10-4）设置在转轴（10-3）内腔；上盘阀（10-7）与止转盘阀（12）端面旋转配合，并在各自端面上轴向设有上盘阀过流通道（10-7-1）和止转盘阀过流通道（12-1）。
2.根据权利要求1所述的石油钻井取心震动防堵短接，其特征在于：震动总成（13）包括弹簧座（13-1）、止转销（13-2）、弹簧套（13-3）、弹簧组（13-4）、悬挂心轴（13-5）；悬挂心轴（13-5）下端与内筒悬挂接头（5）连接，上端与弹簧座（13-1）连接；弹簧组（13-4）与悬挂心轴（13-5）套合并放置于弹簧套（13-3）内腔；弹簧套（13-3）与弹簧座（13-1）套合后通过止转销（13-2）连接，使弹簧套（13-3）与弹簧座（13-1）仅轴向活动。
3.根据权利要求1或2所述的石油钻井取心震动防堵短接，其特征在于：所述外筒体（2）与下接头（4）是通过槽外筒（3）连接。
4.根据权利要求3所述的石油钻井取心震动防堵短接，其特征在于：止转盘阀（12）与槽外筒（3）套合处设有与槽外筒（3）配合凸键（12-2），限定止转盘阀（12）仅能轴向活动。
5.根据权利要求4所述的石油钻井取心震动防堵短接，其特征在于：止转盘阀（12）与外筒体（2）之间压制密封元件一（11）；上接头（1）和外筒体（2）之间压制密封元件二（6）。
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